A series of experiments was carried out on cultivated oat (Avena sativa L. cv Amuri) to examine the efficacies of fluazifop-butyl and glyphosate against water stressed plants, plants grown in low and high nitrogen and plants treated with gibberellic acid (GA₃). Avena sativa L. was used as a test plant and on completion of the experiments, further studies were carried out on the weed species wild oat (Avena fatua L.). In the laboratory, plants maintained at wilting point for five days before and nine days after spraying and treated with fluazifop-butyl (0.5 kg a.i./ha) appeared healthy 32 days after herbicide application, while plants supplied with water throughout the experiment were completely chlorotic/necrotic and had main stem detachment from within the leaf sheaths. In the field, plants maintained unirrigated until 14 days after spraying with fluazifop-butyl (0.25 kg a.i./ha) or glyphosate (0.18 kg a.i./ha) showed greater tolerance to the herbicides than plants irrigated regularly. Values for seed head yield for water stressed and irrigated plants, 45 days after applying fluazifop-butyl, were 66 g and zero g dryweight/m² respectively. Comparable values for glyphosate treated plants were 65 g and 25 g dryweight/m². Radiolabel studies indicated that in comparision with well watered plants, water stressed plants absorbed 20% less applied ¹⁴C-glyphosate. In addition, the proportion of absorbed ¹⁴C-glyphosate translocated from the treated leaf was 15% less under water stress conditions. Uptake of ¹⁴C-fluazifop-butyl was similar under well watered and water stress conditions and was 30-40% of that applied. The proportion of absorbed ¹⁴C-activity which was transported was very low, but was greater under well watered conditions (7.6%) than under water stress conditions (4.4%). Under well watered conditions in the laboratory and field, fluazifop-butyl (0.25 kg a.i./ha) and glyphosate (0.18 kg a.i./ha) were less toxic at low nitrogen than high nitrogen. For example, 34 days after spraying with fluazifop-butyl under laboratory conditions total plant dry weight was 1.51 g and 0.56 g at 1.0 mol/m³ and 10 mol/m³ applied nitrate respectively. As with soil water content, soil nitrogen content had no effect on uptake of fluazifop-butyl. However, the proportion of absorbed fluazifop-butyl which was translocated out of the treated lamina was greater under high nitrogen conditions (26.1 %) than under low nitrogen conditions (9.3%). Under laboratory conditions, addition of 200 µg GA₃to the leaf sheaths two days prior to spraying with fluazifop-butyl or glyphosate increased the efficacy of both herbicides at low nitrogen. Similarly, under field conditions application of GA₃ (0.21 kg/ha) two days prior to spraying with glyphosate increased the performance of the herbicide against Avena sativa L. growing in a nitrogen depleted soil. At harvest, seed head yield for GA₃ treated and non-treated plants was zero and 7.4 g dry weight/m² respectively. Experiments with Avena latua L. showed that this species was tolerant of fluazifop-butyl and glyphosate when grown in low water or low nitrogen conditions. Under water stress conditions, pre-treatment with GA₃ increased the phytotoxicity of fluazifop-butyl to Avena latua L. Similarily, GA₃ enhanced the phytotoxicity of glyphosate to Avena latua L. grown under low nitrogen conditions. Reduced performance of fluazifop-butyl under stress conditions involves a reduction in translocation of herbicide to meristems, but other factors are likely to be involved. It was concluded that for glyphosate, reductions in uptake and translocation of the herbicide are important factors causing reduced performance of this herbicide under stress conditions. Possible reasons for GA₃ enhancement of fluazifop-butyl and glyphosate activity under stress conditions are discussed and the potential of growth regulators as adjuvants is considered.

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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Maize is a main crop in Brazil. Maize yield can be decreased by water deficit. Irrigation is an alternative to overcome this problem and avoid the low soil water availability. In order to efficiently irrigate a crop it is necessary to know some parameters and irrigation and crop requirements in each region. The objective of this study was to determine the most likely values the duration of developmental phases, water depth and the number of irrigations required for maize crop sown at different sowing dates, considering the water storage capacity of main soils of the Central Area of Rio Grande do Sul State and its variation with simulated developmental stage. Crop development for three maturation groups was simulated using the thermal time, for 14 sowing dates, from August until mid-February, every during the period from 1968 to 2008, covered by metereorological data at Santa Maria RS (EMPSM). To 13 soils, were grouped into six groups with similar water storage capacity (CAD) and infiltration capacity. Daily water balance was calculated when soil reached a minimum fraction of available water, according to four management levels (water withdrawn from the soil reached 20%, 30%, 40% and 50% of CAD). Data analysis consisted of analysis of variance, mean comparison tests and probability distribution analysis of the duration of crop developmental phases and the entire developmental cycle, water depth and number of irrigations. Developmental until tasseling are larger in the earliest sowing date (01/08). After tasseling, the greater duration of developmental phases occurs in the latest sowing (15/02). The normal and lognormal distributions represent better the variation of the duration of maize development both for the duration of the phases and the entire cycle. Sowing dates from early October to early November result a greater need water depth considering the entire cycle, regardless of the soil and maturation group. The mid maturation group needs more water during the entire cycle for all sowing dates, and the very early maturation group has the lowest water requirement. The variation of water depth and the number of irrigations follow the normal, lognormal, gamma and Weibull probability distribution functions. For the 90% probability level the water depth varies between 31 and 171 mm and the number of irrigations varies between one and nineteen during the developmental cycle, depending on sowing date, maize maturation group and soil. / O milho é uma das principais culturas da Agricultura Brasileira. A cultura sofre grandes perdas quando submetida a deficiência hídrica. Para contornar esse problema e evitar a baixa disponibilidade de água no solo, a irrigação do milho é a principal alternativa. Mas para isso ocorrer de forma satisfatória é necessário conhecer os parâmetros de irrigação e a necessidade de irrigação do milho em cada região. O objetivo desse trabalho foi determinar os valores mais prováveis de duração dos subperíodos do ciclo de desenvolvimento, de lâmina de irrigação e de número de irrigações necessários para o milho semeado em diferentes épocas, considerando-se a capacidade de armazenamento de água disponível dos principais solos da Região Central do Estado do Rio Grande do Sul e sua variação com o desenvolvimento simulado das plantas. O desenvolvimento da cultura para os três grupos de maturação foi realizado através da soma térmica, para as 14 épocas de semeadura, do início do mês de agosto até meados de fevereiro, para cada ano do banco de dados da Estação Meteorológica Principal de Santa Maria RS (EMPSM), utilizando o período de 1968 a 2008. Para simular a irrigação, os 13 solos da região de abrangência da EMPSM, foram agrupados em seis grupos que apresentam características semelhantes de capacidade de armazenamento de água disponível (CAD) e capacidade de infiltração. O balanço hídrico diário determinou a variação da água disponível e o momento da irrigação. O momento da irrigação foi determinado quando os solos alcançavam a fração mínima de água disponível a ser mantida. Para isso, foram utilizados quatro manejos que representaram a condição de quando a água retirada do solo alcançava a fração 20%, 30%, 40% e 50% da CAD. A análise dos dados consistiu de análise de variância, teste de comparação de médias e análise de distribuição de probabilidade para as variáveis: duração dos subperíodos e do ciclo de desenvolvimento do milho, lâmina de irrigação e o número de irrigações. Os subperíodos que ocorrem da semeadura até o pendoamento são maiores na primeira semeadura (01/08). Após o pendoamento a maior duração dos subperíodos ocorre na semeadura mais tardia (15/02). As distribuições normal e lognormal representam melhor o desenvolvimento do milho podem ser usadas para a duração dos subperíodos e do ciclo total. As épocas de semeadura do início de outubro até o início de novembro necessitam de maiores lâminas de irrigação considerando todo o ciclo, independente do solo e grupo de maturação. O grupo de maturação normal necessita maior lâmina de irrigação durante o ciclo de cultivo para todas as épocas de semeadura, e o grupo de maturação superprecoce tem a menor lâmina. A lâmina de irrigação e o número de irrigações são representadas pelas funções de distribuição de probabilidade normal, lognormal, gamma e Weibull. Para a probabilidade de 90% de ocorrência, a lâmina de irrigação varia entre 31 e 171 mm e o número de irrigações entre uma e dezenove durante o ciclo de desenvolvimento da cultura, dependendo da época de semeadura, grupo de maturação do milho e do solo de cultivo.

Made available in DSpace on 2016-08-12T19:18:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RomuloMOF_TESE.pdf: 1235930 bytes, checksum: d0668b69077e4b615b5b9b7e4cd858f6 (MD5) Previous issue date: 2015-07-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The cowpea crop has great importance for the Brazilian Northeast, especially for the poorest population. One of the major problems encountered for this crop is drought stress caused by erratic rainfall, coupled with the high temperatures common in this region. The no-tillage system has features, such as reduction of soil water evaporation, higher water retention and lower soil temperature fluctuations, and can be a way to minimize the water stress in a cowpea crop. Two experiments were carried out at the experimental garden in the Departamento de Ciências Vegetais of the Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA), in Mossoró city, RN, with the aim of evaluating the use and use efficiency of water, and the ecophysiological traits of cowpea plants under water shortage in tillage and no-till cropping systems. The first experiment was conducted in a randomized complete blocks design with subsampling and four replications. The treatments were the two cropping systems (tillage and no-till), and the subsamples were the six periods of irrigation suspension (2; 6; 10; 14; 18 e 22 days), applied at the beginning of the flowering stage. The plants parts dry mass and the leaf area 64 days after sowing (DAS), and the grain production, water use and water use efficiency at that 70 DAS were evaluated. For the second experiment, it was used a randomized complete blocks design with subsampling and sub-subsampling, with four replications. The treatments were the cropping systems (tillage and no-till), and the subsamples were three water availability conditions (no shortage, moderate shortage and severe shortage), and the sub-subsampling were the evaluation periods. Plants dry mass, leaf areas, photosynthesis, stomatal conductance, transpiration, lowest leaf CO2 internal concentration and leaf water potential were evaluated. In the first experiment, it was observed that the no-till system is promising for the cowpea crop, with better grain production and better water use efficiency. In this system, the cowpea cultivation was possible even under a moderate water shortage. Prolonged water shortage periods did affect the dry mass accumulation, grain yield and water use efficiency. In the second experiment, the water shortage affected all the studied variables, with the exception of the leaves water potential. The cowpea fully recovered all physiological traits after moderate and severe water shortage. Stomatal closure was the main mechanism of resistance to water shortage, and the cowpea may be considered as a water-saving species. The cropping system did not affect the photosynthesis rates. The plants had more dry weight and leaf areas at the no-till system / A cultura do feijão-caupi possui grande importância para a região Nordeste, principalmente para a população mais carente. Um dos grandes problemas encontrados para essa cultura é o estresse hídrico, provocado pela irregularidade das chuvas, aliado a altas temperaturas, comuns a esta região. O sistema de plantio direto possui características como redução da evaporação da água do solo, maior retenção do solo e menores oscilações da temperatura, e pode ser uma forma de minimizar o efeito do estresse hídrico para a cultura do feijão-caupi. Dois experimentos foram conduzidos na horta didática do Departamento de Ciências Vegetais da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA), no município de Mossoró-RN, com o objetivo de avaliar o consumo, e eficiência de uso da água, bem como as respostas ecofisiológicas de feijão-caupi sob estresse hídrico nos sistemas de plantio direto e convencional. O primeiro experimento foi realizado no delineamento experimental em blocos casualizados completos, no esquema de parcelas subdivididas, com quatro repetições. Nas parcelas, foram avaliados dois sistemas de plantio (convencional e direto) e nas subparcelas, seis períodos de suspensão da irrigação (2; 6; 10; 14; 18 e 22 dias) aplicados no início do período reprodutivo. Foram avaliadas a biomassa das partes das plantas e a área foliar, aos 64 dias após a semeadura (DAS) e o rendimento de grãos, consumo de água e eficiência de uso da água, aos 70 DAS. No segundo experimento, utilizou-se o delineamento experimental em blocos casualizados completos, no esquema de parcelas subsubdivididas, com quatro repetições. Nas parcelas, foram avaliados dois sistemas de plantio (direto e convencional), nas subparcelas, três condições hídricas (sem estresse, estresse moderado e estresse severo) e nas subsubparcelas, períodos de avaliação. Foram determinados: área foliar, matéria seca total, fotossíntese, condutância estomática, transpiração, concentração interna de CO2 e potencial hídrico foliar. No primeiro experimento, constatou-se que o sistema de plantio direto foi promissor para cultura do feijão-caupi, apresentando maior rendimento de grãos e maior eficiência de uso da água. Nesse sistema de plantio, foi possível o cultivo de feijão-caupi, sem perdas, mesmo com períodos de veranico moderados. Veranicos prolongados afetaram negativamente o acúmulo de biomassa, rendimento de grãos e eficiência de uso da água. No segundo experimento, o estresse hídrico afetou todas as variáveis avaliadas, com exceção do potencial hídrico foliar. O feijão-caupi apresentou recuperação de todas as características fisiológicas após estresse hídrico moderado e severo. O fechamento estomático foi o principal mecanismo de resistência à seca, sendo o feijão-caupi uma espécie conservadora. Os sistemas de plantio não afetaram as taxas de fotossíntese. O sistema de plantio direto promoveu maior acúmulo de biomassa e de área foliar

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Common bean is produced in the entire territory of Brazil and it is the staple food of many Brazilians. In spite of being cultivated in a variety of meteorological conditions, common bean is a plant sensitive to environmental stresses, mainly water stress. To appropriately provide the plant with water, it is necessary to study the climate of the region and the sowing times. Such information will be helpful to decide if the irrigation is recommended or not, and when recommended, its best planning. The objective of this study was to determine the most probable value of the duration of the cycle and the developmental phases, the irrigation requirements and the number of irrigations necessary for common bean cultivated during different sowing dates, considering the storage capacity of available water (CAD) of some of the main soils of the Central Region of the Rio Grande do Sul State, Brazil. The simulation of the developmental cycle was performed using thermal time units, in ten sowing dates (ES) and in each year of the meteorological database, from 1968 to 2006. Meteorological data were collected in the main meteorological station (MS) at Santa Maria - RS Irrigation was simulated for 13 soils in the surroundings of the MS, organized in six groups according to CAD and texture. In simulating the irrigation it were used four managements: 0.8, 0.7, 0.6 and 0.5 which correspond to the maximum uptake of 20%, 30%, 40% and 50% of CAD, respectively. The variation of the amount of water in the soil was calculated through daily water balance, considering the irrigation. Data obtained, such as the entire cycle duration and developmental phases, and the amount and number of irrigations, was submitted to analysis variance, tests of means comparison and analysis of probability distribution. The normal probability density function (fdp) was used to study the developmental cycle and the duration of the developmental phases. For the irrigation requirements and the number of irrigations, the gamma fdp was used in most cases, because of a best fit of the data. When it was not possible to adjust any fdp the empirical distribution was used. The developmental cycle has a variable duration with average values between 81 and 121 days, being shorter at the end of the spring growing season. The irrigation requirement and the number of irrigations were influenced by ES and soil type. The largest demand of water supply takes place at the end of the spring growing season and the smallest one in the beginning of the spring growing season and during the autumn growing season. For a likelihood of 90% the irrigation requirement varied between 32 and 143 mm and the number of irrigations between 3 and 20 times during the growing season. / O feijão é uma leguminosa bastante cultivada no Brasil, sendo o principal alimento de muitos brasileiros. Apesar de ser cultivado em diferentes condições climáticas, o feijoeiro é uma planta bastante sensível a estresses ambientais, notadamente a deficiência hídrica. Para suprir adequadamente a planta com água é necessário estudar o clima da região e das épocas de cultivo. As informações obtidas irão ajudar na tomada de decisões da adoção ou não da irrigação e, quando recomendada, seu melhor planejamento. O objetivo desse estudo foi determinar os valores mais prováveis de duração do ciclo e subperíodos, de lâmina de irrigação e do número de irrigações necessários para o feijão semeado em diferentes épocas, considerando-se a capacidade de armazenamento de água disponível (CAD) dos principais solos da região Central do Rio Grande do Sul. A simulação do ciclo foi realizada utilizando-se a soma térmica, em dez épocas de semeadura (ES) e em cada ano da séria histórica de dados meteorológicos, para o período entre 1968 e 2006. Os dados meteorológicos foram coletados na estação meteorológica principal de Santa Maria RS (EMPSM). A irrigação foi simulada para 13 solos da região de abrangência da EMPSM, que foram reunidos em seis grupos, de acordo com sua CAD e sua textura. Para simular a irrigação, utilizaram-se quatro manejos: 0,8; 0,7; 0,6 e 0,5 os quais correspondem ao esgotamento máximo de 20%, 30%, 40% e 50% da CAD, respectivamente. A variação do conteúdo de água no solo foi determinada pelo balanço hídrico diário do solo, considerando-se a irrigação. Os dados de duração do ciclo e dos subperíodos, assim como a lâmina e o número de irrigações foram submetidos à análise de variância, teste de comparação de médias e análise de distribuição de probabilidade. A função de distribuição de probabilidades (fdp) normal foi utilizada para estudar a distribuição da duração do ciclo e de suas etapas. Para a lâmina de irrigação e o número de irrigações utilizou-se a fdp gamma, na maioria dos casos, por apresentar melhor ajuste aos dados. Quando não foi possível ajustar nenhuma fdp, utilizou-se a distribuição empírica. Verificou-se que o ciclo tem duração variável conforme a ES com médias entre 81 e 121 dias, sendo mais curto no final do período de safra. A lâmina e o número de irrigações foram influenciados pela ES e tipo de solo. A maior exigência de suplementação hídrica acontece nas últimas ES do período da safra e a menor no início da safra e na safrinha. Para a probabilidade de 90% de ocorrência a lâmina de irrigação variou entre 32 e 143 mm e o número de irrigações entre três e 20 vezes no ciclo de cultivo.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Uma questÃo central em ecologia refere-se à distribuiÃÃo e abundÃncia das espÃcies, e como estes atributos sÃo influenciados por fatores biÃticos e abiÃticos. O nicho de regeneraÃÃo expressa os limites de condiÃÃes biÃticas e abiÃticas toleradas e/ou requeridas durante o processo de regeneraÃÃo de uma espÃcie. Esse processo envolve desde a produÃÃo de sementes atà o recrutamento de juvenis, incluindo a dispersÃo e germinaÃÃo de sementes, e estabelecimento de plÃntulas. Qualquer fator que diminua a probabilidade de sobrevivÃncia, em qualquer etapa da regeneraÃÃo, pode reduzir o tamanho da populaÃÃo, sendo este efeito conhecido como gargalo demogrÃfico. Dentro desse contexto, nosso objetivo foi avaliar como fatores biÃticos e abiÃticos podem afetar o processo de regeneraÃÃo inicial em espÃcies da caatinga, sugerindo possÃveis preditores de suas abundÃncias. As espÃcies focais foram Poincianella bracteosa (Tul.) L.P. Queiroz, que apresenta alta densidade de indivÃduos adultos em Ãreas de caatinga e Libidibia ferrea (Mart. ex Tul.) L.P. Queiroz, que possui baixa densidade nessas Ãreas e ocorre, preferencialmente, nas margens de rios temporÃrios. Portanto, a escolha das espÃcies deveu-se ao contraste de abundÃncia entre elas, o que as tornam bons modelos para compreender a relaÃÃo entre nicho de regeneraÃÃo e abundÃncia. No manuscrito I, os fatores estudados foram predaÃÃo prÃ-dispersÃo e dormÃncia de sementes. Os frutos das espÃcies foram coletados em Ãrea de caatinga localizada na Fazenda Experimental Vale do Curu/UFC, no municÃpio de Pentecoste-CE. No experimento de predaÃÃo, realizamos a biometria dos frutos (n=100/espÃcie), em seguida, estes foram beneficiados e as sementes classificadas em trÃs grupos (sadias, mal-formadas e predadas). Para cada espÃcie, calculou-se a taxa de predaÃÃo e contabilizou-se o nÃmero de insetos predadores. No experimento de dormÃncia, as sementes sadias de ambas as espÃcies foram submetidas a seis tratamentos prÃ-germinativos. Ao final do ensaio, calculou-se a porcentagem de germinaÃÃo, Ãndice de velocidade de germinaÃÃo e tempo mÃdio de germinaÃÃo. L. ferrea apresentou maior taxa de predaÃÃo de sementes do que P. bracteosa e baixo potencial de germinaÃÃo, pois, suas sementes possuem tegumento fortemente impermeÃvel à Ãgua. Nossos resultados sugerem que os fatores estudados podem afetar a regeneraÃÃo inicial de L. ferrea e parecem nÃo ter efeitos significativos para P. bracteosa. No manuscrito II, o fator estudado foi o estresse hÃdrico. Avaliamos caracterÃsticas morfolÃgicas e fisiolÃgicas de plÃntulas submetidas a diferentes regimes hÃdricos (10, 40, 70 e 100% da capacidade de campo) durante 85 dias, em casa de vegetaÃÃo localizada na EstaÃÃo MeteorolÃgica/UFC, em Fortaleza-CE. P. bracteosa apresentou caracterÃsticas de espÃcie de baixo-recurso, que conferem vantagens ecolÃgicas em condiÃÃes de estresse, enquanto L. ferrea apesentou caracterÃsticas de espÃcie de alto-recurso. Nossos resultados sugerem que os atributos da âSÃndrome de resistÃncia ao estresseâ podem favorecer a alta abundÃncia de P. bracteosa em Ãreas de caatinga. No manuscrito III os fatores estudados foram o estresse hÃdrico e a herbivoria. Avaliamos o crescimento inicial e a sobrevivÃncia das plantas em condiÃÃes naturais de disponibilidade hÃdrica sazonal e ataque de insetos herbÃvoros, em Ãrea de caatinga localizada na Fazenda Experimental Vale do Curu/UFC. Plantas jovens (dois meses de idade) de ambas as espÃcies foram submetidas a dois tratamentos, controle e inseticida. Mensalmente, foram realizadas medidas de altura, diÃmetro e nÃmero de foliÃlulos durante um ano (abril/2013 - abril/2014). As taxas de crescimento em altura e diÃmetro foram calculadas para diferentes perÃodos: chuvoso/2013, seco/2013 e chuvoso/2014. A herbivoria foi avaliada durante as estaÃÃes chuvosas (2013/2014), contabilizando-se o nÃmero de foliÃlulos com danos causados por insetos. TambÃm foram realizadas medidas de trocas gasosas durante as estaÃÃes chuvosa e seca/2013. As espÃcies nÃo apresentaram diferenÃas significativas nas taxas de crescimento, mas L. ferrea foi mais susceptÃvel à herbivoria e à seca do que P. bracteosa. Nossos resultados sugerem que, durante o estÃgio de planta juvenil, os efeitos do estresse hÃdrico associados aos danos cumulativos da herbivoria podem limitar a regeneraÃÃo natural de L. ferrea em Ãreas de caatinga, sendo os efeitos pouco expressivos na regeneraÃÃo de P. bracteosa. / A central question in ecology refers to the distribution and abundance of species, and how these attributes are influenced by biotic and abiotic factors. The regeneration niche expressed limits biotic and abiotic conditions tolerated and/or required during the regeneration process of a species. This process involves from producing seed until recruitment of juvenile, including seed dispersal, germination, and seedling establishment. Any factor that decreases the probability of survival at any stage of regeneration can reduce the size of the population, and this effect is known as demographic bottleneck. In this context, the aim of this study was to evaluate how biotic and abiotic factors can affect the natural regeneration process and to suggest possible predictors of species abundance. The focal species were Poincianella bracteosa (Tul.) LP Queiroz, who has a high abundance of adults in caatinga areas and Libidibia ferrea (Mart. Ex Tul.) LP Queiroz, who has low abundance in these areas and occurs preferentially on the banks temporary rivers. The choice of species is due to the contrast of abundance between them, which makes them good models for understanding the relationship between regeneration niche and abundance. In the manuscript I, studied factors were pre-dispersal predation and seed dormancy. The fruits were collected in caatinga area located at the Fazenda Experimental Vale do Curu/UFC in the city of Pentecoste-CE. In the predation experiment, conducted biometrics fruits (n=100/species), then fruits have benefited and the seeds were classified into three groups (healthy, malformed and preyed). For each species, we calculated the rate of predation and recorded the number of predator insects. In the dormancy experiment, healthy seeds of both species were subjected to six pre-germinative treatments. At the end of the test, was calculated the germination percentage, germination speed index and average germination time. L. ferrea showed the highest seed predation than P. bracteosa and low germination potential, since its seeds have strongly coat impermeability to water. Our results suggest that the factors can affect the regeneration of L. ferrea and seem to have no significant effects on P. bracteosa. In the manuscript II, the studied factor was water stress. We assess morphological and physiological characteristics of seedlings under different water regimes (10, 40, 70 and 100% of field capacity) for 85 days, in a greenhouse located at the Meteorological Station/ UFC, in the city of Fortaleza-CE. P. bracteosa showed features of species low-resource, which provide ecological benefits in conditions of stress, while L. ferrea showed features of species high-resource. Our results suggest that the attributes of "Stress resistance syndrome" may favor the high abundance of P. bracteosa in areas of caatinga. In the manuscript III the factors studied were water stress and herbivory. We evaluate the initial growth and survival of seedlings under natural conditions of seasonal water availability and attack insect herbivores on caatinga area located at the Fazenda Experimental Vale do Curu/UFC. Seedlings (two months of age) of species were submitted to two treatments, control and insecticide. Monthly, were performed measures of height, diameter and number of leaflets for one year (April/2013 - April/2014). Growth rates in height and diameter were calculated for different periods: rainy/2013, dry/2013 and rainy/2014. The herbivory was conducted during the rainy seasons (2013/2014), counting the number of leaflets with insect damage. Were also conducted measurements of gas exchange during the rainy season and dry/2013. The species showed no significant differences in growth rates, but L. ferrea was more susceptible to herbivory and drought than P. bracteosa. Our results suggest that during the seedling stage, water stress associated with cumulative damage of herbivory may affect the natural regeneration of L. ferrea in areas of caatinga and is little significant in the regeneration of P. bracteosa.

O raquitismo das soqueiras (RSD), causado pela bactéria Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx) é uma das principais doenças na cana-de-açúcar, contudo, as informações sobre a biologia do patógeno, bem como sobre sua interação com cana são limitadas. Desta forma, três estudos foram conduzidos com o objetivo de verificar a interferência de fatores do hospedeiro e do ambiente na cinética populacional da Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx) in planta e in vitro. Num primeiro, foi quantificada, através de PCR em tempo real (qPCR), a colonização da bactéria de plantas de duas variedades submetidas a estresse por restrição hídrica e por injúria mecânica infligida através de corte da planta. Num segundo, o desenvolvimento in vitro da bactéria foi avaliado, por 10 dias, em resposta à adição ao meio de cultivo de fluido vascular de plantas de cana. Já o terceiro estudo avaliou o efeito do hormônio ácido abscísico (ABA) na cinética populacional de Lxx em cana. No primeiro estudo, os resultados apontaram efeito positivo tanto do estresse hídrico como da injúria no título bacteriano em plantas da variedade CB 49-260. Já na variedade RB83 5486, não houve efeito significativo destes agentes de estresse no título bacteriano. No segundo estudo, o maior desenvolvimento da população de Lxx ocorreu em meio de cultivo sem adição de fluido vascular, ao passo que o desenvolvimento da população em presença de fluido da variedade resistente não inoculada com Lxx foi maior, quando em presença de fluido de plantas da mesma variedade inoculadas com a bactéria. A adição de fluido vascular da variedade suscetível, por outro lado, inibiu substancialmente o desenvolvimento das culturas bacterianas. A análise cromatográfica do fluido vascular indicou diferenças na concentração de compostos do fluido das duas variedades, bem como entre plantas da mesma variedade inoculadas ou não com a bactéria. No terceiro estudo, apesar das variações nos títulos da Lxx detectados ao longo do tempo, tanto nas plantas testemunhas como nas plantas tratadas com ABA, não houve diferenças significativas (p>0,05) entre os tratamentos dentro de um período de avaliação de 4 meses. Em seu conjunto, os resultados, além de fornecerem informações inéditas sobre a interação entre Lxx e cana, ainda permitiram direcionar futuros estudos a fim de aprimorar o conhecimento sobre os mecanismos de colonização do hospedeiro desta bactéria. / Ratoon Stunting Disease (RSD) caused by the bacterium Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx) is a major disease in sugarcane; however, information on the biology of this pathogen and on its interaction with sugarcane is limited. Three studies were conducted to analyze effects of the host and environment on the population kinetics of Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx) in plant and in vitro. In the first treatment, we used real time PCR (qPCR) to quantify bacterial colonization in two sugarcane varieties subjected to water stress and mechanical injury. In the second treatment, we evaluated the in vitro growth of the bacteria for 10 days after the addition of 15% of sugarcane vascular fluid to the culture medium. The third treatment evaluated the effect of the application of abscisic acid (ABA) on Lxx colonization in sugarcane. In the first treatment, the results showed an increase in Lxx colonization in the variety CB 49-260 exposed to water stress and mechanical injury. For the variety RB83 5486, there was no significant effect of these stresses on the bacterial colonization. In the second treatment, the greatest development of Lxx population occurred in the culture medium without the addition of vascular fluid (control), while bacterial population in the presence of fluid from resistant variety non-inoculated with Lxx was greater, compared to the growth in the presence of plant fluids of the same variety inoculated with the bacteria. The addition of vascular fluid of the susceptible variety, on the other hand, significantly inhibited bacterial growth. The chromatographic analysis of the vascular fluid indicated differences in the compounds concentration in the fluid of the two varieties, as well as in plants of the same variety inoculated or not with the bacteria. In the third study, despite variations in Lxx colonization detected over time, the control plants and plants treated with ABA showed no significant differences (p> 0.05) among treatments during the trial period of four months. The results, in addition to providing new information about the interaction between Lxx and sugarcane, allowed to direct further studies on mechanisms of host colonization of this bacterium.

Dans un contexte de changements climatiques, le stress hydrique et la gestion de l'eau sont considérés comme une contrainte importante pour le secteur agricole. Ainsi la sélection pour la tolérance à la sécheresse est devenue un objectif majeur pour de nombreux programmes de sélection. La vulnérabilité à la cavitation est considérée comme un trait d'intérêt pour la sélection à une sécheresse extrême, en particulier pour les plantes ligneuses. Pourtant, l'étendue de sa variabilité et sa relation avec la tolérance à la sécheresse sont mal documentées à l’échelle intra-spécifique, et en particulier dans les espèces cultivées. Dans cette étude, la variabilité génétique de la vulnérabilité à la cavitation a été étudiée sur trois dispositifs expérimentaux différents avec trois arbres d’intérêt agronomique qui sont menacés par le risque de sécheresse: noyer, hévéa et pommier. Une faible ou aucune, variation de la vulnérabilité à la cavitation a été trouvée dans les espèces étudiées ainsi qu'entre deux espèces de noyers malgré les différences de traits précédemment rapportés. Ces résultats suggèrent une canalisation de la résistance à la cavitation dans les organes critiques (branches, tiges). Chez le pommier, le porte-greffe est soupçonné de provoquer de la plus étroite résistance à la cavitation sur le greffon. Par contre, des différences ont bien étés trouvées sur d’autres traits de réponse à la sécheresse comme la régulation stomatique, la chute des feuilles ou encore la vulnérabilité à la cavitation dans le pétiole. Ainsi, la vulnérabilité à la cavitation des organes critiques n’est pas un paramètre pertinent pour la sélection de la tolérance à la sécheresse, et les programmes de sélection sur les espèces étudiées ne semblent pas avoir affecté ce paramètre. / In a context of climatic changes, drought stress and water management are regarded as one of the most important constraints for agricultural sector. Thus the selection for drought tolerance became a main objective for many breeding programs. Vulnerability to cavitation is considered a trait of interest for the selection for extreme drought stress, especially for woody species. However, the extent of its variability and its relation to drought tolerance are poorly documented on intraspecific level, particularly for cultivated species. In this study the genetic variability of vulnerability to cavitation was studied on three different experimental devices with three trees of agronomic interest that are threatened by the risk of drought: walnut, rubber and apple trees. Low or no variation in xylem vulnerability to cavitation was found in the studied species and between two species of walnuts despite differences previously reported features. These results suggested a canalization of cavitation resistance on critical organs (branches and stems). In apple tree, the rootstock was suspected to cause the narrow resistance to cavitation on the scion. On the contrary, differences on other traits in response to drought stress such as stomatal regulation, leaf shedding or vulnerability to cavitation on petiole were found. Therefore, vulnerability to cavitation of critical organs was not a relevant parameter for the selection of drought tolerance and breeding programs on the species studied did not appear to affect this parameter.

Air temperature and soil water are major abiotic factors that affect plants growth and development. The objectives of this study were two: the first was to evaluate and compare two leaf number (NL) simulation models in Eucalyptus grandis (Hill ex Maiden) and Eucalyptus saligna (Smith) seedlings. The second was to quantify the influence of soil water deficit on transpiration and on some growth (plant height and stem diameter) and development (main stem leaf number) parameters in seedlings of these two eucalyptus species. To achieve these objectives, two experiments were carried out at the field reseach area, Crop Science Departament, Federal University of Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil. One was a field experiment with nine sowing dates, and the other was a greenhouse experiment with two sowing dates. In the first experiment, the Wang e Engel model estimated better the NL, with a root mean square error (RMSE) of 2.7 and 3.7 leaves compared with the phyllocron model which had an RMSE of 7.1 and 10.0 leaves for Eucalyptus grandis and Eucalyptus saligna, respectively. In the second experiment, the soil water was expressed as the fraction of transpirable soil water (FTSW) and the value of FTSW that beginning of stomata closure took place was 0,9 (CV2) or 0,7 (CV1) in Eucalyptus grandis and 0.7 in Eucalyptus saligna. These FTSW values are higher than FTSW values for many annual crops and some perennial species reported in the literature. Seedlings growth and developmental parameters decreased immediately after the start of soil water deficit, represented as FTSW, but it took several calendar days for water shortage symptoms to be visible in the plants. / Os fatores abióticos que mais afetam o crescimento e o desenvolvimento das plantas são a temperatura do ar e a água no solo. Esse trabalho teve dois objetivos. O primeiro, foi avaliar e comparar dois modelos para a estimativa do número de folhas acumuladas na haste principal (NF) em mudas de Eucalyptus grandis (Hill ex Maiden) e Eucalyptus saligna (Smith). O segundo, foi quantificar a influência do déficit hídrico no solo sobre a transpiração e sobre alguns parâmetros de crescimento (altura de planta e diâmetro de caule) e desenvolvimento (NF) na fase de muda destas duas espécies de eucalipto. Para atingir estes objetivos foram instalados dois experimentos na área experimental do Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Santa Maria, RS (Santa Maria, RS). Um experimento foi conduzido a campo com nove épocas de semeadura e o outro foi conduzido em casa de vegetação com duas épocas de semeadura. No primeiro experimento, o modelo de Wang & Engel estimou melhor o NF que o modelo do Filocrono, com valor da raiz do quadrado médio do erro (RQME) de 2,7 e 3,7 folhas comparado com o RQME de 7,1 e 10 folhas para Eucalyptus grandis e Eucalyptus saligna, respectivamente. No segundo experimento, a água no solo foi representada pela fração de água transpirável no solo (FATS) e o valor de FATS em que ocorreu o início do fechamento estomático foi 0,9 (CV2) ou 0,7 (CV1) para Eucalyptus grandis e 0,7 para Eucalyptus saligna, valor superior a muitas culturas anuais e algumas espécies perenes. As variáveis de crescimento e desenvolvimento foram afetadas logo no início da aplicação da deficiência hídrica em FATS, porém os sintomas da deficiência hídrica demoraram para aparecer levando em consideração os dias do calendário civil.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The climatic factors, especially water deficit, cause changes in biochemical and morphophysiological aspects in soybean plants, which consequently affect the performance of fungicide applications on leaves and pathogenicity of fungi. This study aimed to evaluate the performance of fungicide in soybean under different water regimes and times of application. For this purpose two experiments were conducted, one in the greenhouse and one on the field, both in Itaara RS, Brazil. The experimental design in greenhouse was composed by completely randomized design with four replications in a factorial (2x6x5), which factors were composed, factor 01: two water regimes (50-60% of the field capacity and 90-100% of the field capacity); factor 02: five times of application (04:00 a.m., 09:00 a.m., 14:00 p.m., 18:00 p.m., 23:00 p.m.) and a control without fungicide applying; factor 03: four time periods between the fungicide application and simulated rain (0, 30, 60 and 120 ) plus a control with no rain. Fungicide comprising the active ingredients Trifloxystrobin + Prothioconazole (70.0 + 60.0 g ha-1 a.i.) was used with the addition of Aureo® at a dose of 0.375 l ha-1 c.p. The parameters evaluated were the number of days until the first pustule preview of asian rust, the severity of Phakopsora pachyrhizi and Cercospora kikuchii in leaves, incidence of C. kikuchii in grain, relative chlorophyll content, stomatal density, trichome density, concentration of hydrogen peroxide, lipid peroxidation, yield and grain weight. The experimental design in the field was composed by randomized blocks with split plots. The experiment consisted of two factors (6x5). The first factor was composed of the application time (04:00 a.m., 09:00 a.m., 14:00 p.m., 18:00 p.m., 23:00 p.m.) and a control without fungicide applying. The second factor was composed of the time periods between the fungicide application and simulated rain (0, 30, 60 and 120 ) plus a control with no rain. The parameters evaluated were the severity of the asian rust, the relative chlorophyll content stratified in three thirds of the canopy, area under the disease progress curve, yield and hundred grain weight. The results indicate that the penetration of fungicide is faster in leaflets in sunlight. It finds that the application of fungicides in plants under water deficit provides the greatest number of days until the first pustule preview. The simulated rainfall has a greater effect on the removal of fungicide applications made at night. The fungicide application in leaflets made at 09:00 am provides the greatest number of days until the first pustule preview. Soybean plants in water deficit develop strategies to reduce the loss of water, which affects the pathogenicity of Phakopsora pachyrhizi and Cercospora kikuchii. / Os fatores climáticos, em especial o déficit hídrico, provocam alterações nos aspectos morfofisiológicos e bioquímicos nas plantas de soja, que consequentemente, afetam o comportamento de aplicações fungicidas foliares e a patogenicidade de fungos. O presente trabalho objetivou avaliar o comportamento de fungicida em plantas de soja submetidas a diferentes regimes hídricos e horários de aplicação. Para isso foram conduzidos dois experimentos, sendo um em casa de vegetação e outro à campo, ambos no município de Itaara RS. Em casa de vegetação foi utilizado o delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições, em arranjo trifatorial (2x6x5), cujos fatores foram, fator 01: dois regimes hídricos (50-60% da capacidade de campo e 90-100% da capacidade de campo); fator 02: cinco horários de aplicação (04:00, 09:00, 14:00, 18:00, 23:00 horas), além de um testemunha sem aplicação; fator 03: quatro intervalos de tempo entre a aplicação de fungicida e a aplicação de chuva simulada (0, 30, 60 e 120 min) mais uma testemunha sem chuva. Foi utilizado o fungicida composto pelos ingredientes ativos Trifloxistrobina + Protioconazol (70,0 + 60,0 g i.a.ha-1) com adição de Aureo® na dose de 0,375 L p.c ha-1. Os parâmetros avaliados foram o tempo decorrido entre a aplicação e o surgimento da primeira pústula de ferrugem asiática, a severidade de Phakopsora pachyrhizi e Cercospora kikuchii em folhas, incidência de C. kikuchii em grãos, teor relativo de clorofila, densidade estomática, densidade de tricomas, concentração de peróxido de hidrogênio e peroxidação lipídica, produtividade e a massa de grão. À campo foi utilizado o delineamento experimental de blocos ao acaso com parcelas subdivididas. O experimento constituiu-se de dois fatores (6x5). O primeiro fator foi composto pelos horários de aplicação (04:00, 09:00, 14:00, 18:00, 23:00 horas), e uma testemunha sem aplicação de fungicida. O segundo fator foi composto pelos intervalos de tempo entre a aplicação de fungicidas e a simulação de chuva (2, 30, 60 e 120 min), mais uma testemunha sem chuva. Os parâmetros avaliados foram a severidade de ferrugem asiática e o teor relativo de clorofila estratificados nos três terço do dossel, área abaixo da curva de progresso da doença, produtividade e massa de 100 grãos. Os resultados obtidos indicam que a penetração de fungicida é mais rápida em trifólios sob luz solar. Verifica-se que a aplicação de fungicida em plantas sob déficit hídrico proporciona o maior número de dias para o aparecimento da primeira pústula. A simulação de chuva tem maior efeito na remoção de fungicidas em aplicações realizadas à noite. A aplicação de fungicida em trifólios realizada às 09:00 horas proporciona o maior número de dias para o aparecimento da primeira pústula. As plantas de soja em déficit hídrico desenvolvem estratégias para reduzir a perda de água, o que afeta a patogenicidade de Phakopsora pachyrhizi e Cercospora kikuchii.