As relações hídricas e fisiológicas em plantas de lima ácida ‘Tahiti’ sob estresse hídrico foram estudadas tendo-se como principais objetivos: (a) verificar a sazonalidade da evapotranspiração e o coeficiente de cultivo com o uso de lisímetro de pesagem baseado em célula de carga eletrônica, (b) determinar o limite crítico da água disponível em função da evapotranspiração, trocas gasosas e potencial de água na folha durante um período de estresse hídrico e (c) avaliar o efeito da supressão da irrigação durante diferentes períodos fenológicos sobre o desenvolvimento vegetativo, na produtividade e qualidade do fruto. Este experimento foi conduzido na Fazenda Areão do Departamento de Engenharia Rural da ESALQ/USP, em Piracicaba, SP, em um pomar de 1 hectare no espaçamento de 7 X 4 m com lima ácida ‘Tahiti’ (Citrus latifolia Tanaka) enxertadas em citrumelo ‘Swingle’ [Poncirus trifoliata (L.) Raf. x C. paradisi Macf.] irrigadas por gotejamento. Para as medidas fisiológicas, foram utilizados equipamentos portáteis como a câmara de pressão e analisador de gases por infravermelho além de medidas do desenvolvimento vegetativo e produtivo. O monitoramento da água solo foi realizado por tensiômetros e sondas de TDR. A Evapotranspiração de Referência foi obtida com uma estação agrometeorológica automatizada presente na área. Verificou-se um efeito sazonal na evapotranspiração, com uma redução superior a 50% no período verãoinverno, possibilitando a economia da irrigação no período. A evapotranspiração, trocas gasosas e potencial da água na folha ao amanhecer foram diminuídos pelo esgotamento de 40% da água disponível do solo por ocasião do final do período de inverno. A supressão da irrigação no período de Setembro a Março diminuiu o potencial matricial do solo e promoveu um estresse leve nas plantas não-irrigadas, não se observando efeitos negativos no desenvolvimento vegetativo, produtivo e na qualidade dos frutos formados. Recomenda-se o potencial da água no folha ao amanhecer para manejo da irrigação, mantendo-o maior que -0,6 MPa, para evitar o estresse hídrico em plantas de limeira ácida ‘Tahiti’. / Water and physiologic relations in acid lime trees under water stress were studied with the following purposes: (a) to verify the seasonal effect of evapotranspiration and the crop coefficient in non-stressed trees by weighing lysimeter; (b) to determine the critical soil water depletion for evapotranspiration, gas exchange as well as the leaf water potential during a stage of growing of the trees and (c) to determine the effect of the irrigation suppression on growth, yield and fruit quality during different phenological periods. The experiment was carried out an experimental farm at College of Agriculture Luiz de Queiroz (ESALQ), in Piracicaba and performed from 2003 to 2005 in a 1 hectare orchard planted with ‘Tahiti’ (Citrus latifolia Tanaka) grafted on ‘Swingle’ [Poncirus trifoliata (L.) Raf. x C. paradisi Macf. ] rootstock. The trees were spaced 7 x 4 m apart and drip-irrigated. For physiologic measurements were used portable equipments such as a pressure chamber and an infrared gas analyzer as well measurements of vegetative and productive growth. The soil water status was monitored by tensiometers and TDR probes. The reference evapotranspiration was obtained by an automatic weather station presented on the area. There was a seasonal effect on evapotranspiration with a reduction higher than 50% forward to summer-winter, being able to water savings in the period. The evapotranspiration, gas exchange and leaf water potential at predawn were decreased when the soil water available was depleted by 40% in the end of winter. The irrigation suppression from September and March decreased the soil matric potential and promoted a light stress level in non-irrigated trees, but without negative effects on vegetative, productive and fruit quality. We recommend the leaf water potential at predawn for irrigation scheduling, keeping higher than -0.6 MPa for avoid water stress in acid lime trees.

A Caatinga, bioma exclusivamente brasileiro, inserido no clima semiárido nordestino, apresenta xerófitas com alta resistência aos períodos de seca. Estas plantas associam-se a micro-organismos que também se encontram bem adaptados, desenvolvendo mecanismos de proteção celular contra o estresse hídrico, assim como proteção vegetal contra os efeitos negativos da dessecação. O presente estudo buscou compreender as bactérias associadas às cactáceas da Caatinga, analisando a estrutura das comunidades bacterianas de solo e da rizosfera de Cereus jamacaru durante a alteração do período chuvoso para o de seca, identificando os grupos dominantes e discutindo algumas funções que possibilitem a manutenção da interação solo-cacto-micro-organismo durante o período de seca. Além disso, buscou selecionar bactérias tolerantes à seca e que fossem capazes de promover crescimento de plantas sob estresse hídrico. Amostras foram coletadas ao longo da Caatinga, em cinco estados: BA, CE, PI, PB e RN totalizando cinco pontos. Com o uso de metodologias independentes de cultivo, foi possível observar que o período de amostragem (chuvoso/seca) foi o principal responsável pela alteração na estrutura das comunidades bacterianas. Os filos Proteobacteria e Bacteroidetes foram abundantes durante o período chuvoso e os filos Actinobacteria e o gênero Bacillus abundantes durante o período de seca. Com o uso de metodologias dependentes de cultivo, foram isoladas com bastante frequência linhagens pertencentes ao gênero Bacillus, capazes de crescer em meio com reduzida atividade de água e com alguns mecanismos de proteção contra a dessecação, como a produção de exopolissacarídeos e biofilme. Além disso, várias linhagens apresentaram mecanismos de promoção de crescimento de plantas diretos e/ou indiretos, como produção de fitohormônio, disponibilização de P por meio de solubilização, fixação de nitrogênio, redução dos efeitos negativos do estresse causados por etileno, produção de celulase e amônia. Uma linhagem de Bacillus sp. foi capaz de promover crescimento de milho sob estresse hídrico, incrementando alguns parâmetros vegetais analisados. São discutidos o uso de consórcio bacteriano entre duas linhagens, além dos mecanismos que os micro-organismos dispõem para tolerar condições ambientais adversas e ainda as funções que estes micro-organismos podem ter na proteção vegetal contra a dessecação. / Caatinga, a Brazilian unique biome, inserted in the semi-arid climate of Brazilian northeast, presents xerophytes with high resistance to drought periods. These plants are found in association with well-adapted microorganisms that have evolved some cellular protection mechanisms against water stress, as well as plant protection against the negative effects of desiccation. This work aimed to study the bacteria associated to some Caatinga cacti, with respect to the structure of bacterial communities of bulk soil and rhizosphere of Cereus jamacaru during the modification of rainy season to dry season, identifying the dominant groups and discussing some functions that enable the soil-cactus-microorganism interaction maintenance during drought. Besides, we searched for drought-tolerant bacteria able to promote plant growth under water stress. Samples were collected along the Caatinga biome in five states: BA, CE, PI, PB, and RN in a total of five points. With unculturable techniques, it was possible to observe that the sampling season (rainy/dry) was the main driver for the modification of bacterial communities\' structure. Proteobacteria and Bacteroidetes phyla were the most abundant during the rainy season while phylum Actinobacteria and Bacillus group were the most abundant during the dry season. With culturable techniques, it was observed a high frequency of strains belonging to genus Bacillus that were able to grow in medium at reduced water activity and displaying some mechanisms of desiccation protection such as the production of exopolysaccharides and biofilm. Furthermore, several strains showed mechanisms of direct and/or indirect plant growth promotion, like the production of fitohormone, availability of P through solubilization, nitrogen fixation, reduction of negative effects caused by stress-induced ethylene, production of cellulase and ammonia. One strain of Bacillus sp. was able to promote maize growth under water stress, increasing some of the analyzed plant parameters. The use of bacterial consortium between two strains, as well as mechanisms displayed by microorganisms under adverse environmental conditions and their functions in plant protection against desiccation are also discussed.

Um dos principais mecanismos de falha que causam riscos de fratura a reatores de água pressurizada é a corrosão sob tensão de ligas metálicas em água do circuito primário (CSTAP). É causada por uma combinação das tensões de tração, meio ambiente em temperatura e microestruturas metalúrgicas susceptíveis. Ela pode ocorrer, dentre outros locais, nos bocais do mecanismo de acionamento das barras de controle. Essa fratura pode causar acidentes que comprometem a segurança nuclear através do bloqueio das barras de controle e vazamentos de água do circuito primário reduzindo a confiabilidade e a vida útil do reator. O objetivo desta Tese de Doutorado é o estudo de modelos e uma proposta de modelagem para fraturas por corrosão sob tensão em liga 75Ni15Cr9Fe (liga 600), em água de circuito primário de reator de água pressurizada nesses bocais. São superpostos modelos eletroquímicos e de mecânica da fratura e validados com dados obtidos em experimentos e na literatura. Na parte experimental foram utilizados resultados obtidos pelo CDTN no equipamento recém-instalado de ensaio por taxa de deformação lenta. Na literatura está proposto um diagrama que exprime a condição termodinâmica de ocorrerem diversos modos de CSTAP na liga 600: partiu-se de diagramas de potencial x pH (diagramas de Pourbaix), para a liga 600 imersa em água primária à alta temperatura (3000C a 3500C). Sobre ele, determinaram-se os submodos de corrosão, a partir de dados experimentais. Em seguida acrescentou-se uma dimensão adicional ao diagrama, correlacionando uma variável a que se denominou fração de resistência à corrosão sob tensão. No entanto, é possível acrescentar-se outras variáveis que exprimem a cinética de iniciação e/ou crescimento de trinca, provenientes de outras modelagens de CSTAP. A contribuição original deste trabalho se insere nessa fase: partindo-se de uma condição de ensaio de potencial versus pH, foram iniciadas as modelagens de um modelo empírico-comparativo, um semi-empírico-probabilístico, um de tempo de iniciação e um de taxa de deformação, a partir dos ensaios experimentais e superpostas a essa condição. Esses exprimem respectivamente a susceptibilidade à CSTAP, o tempo de falha, e nos dois últimos o tempo de iniciação de falha por corrosão sob tensão. Os resultados foram comparados com os da literatura e se mostraram coerentes. Através desse trabalho, obteve-se uma metodologia de modelagem a partir de dados experimentais. / One of the main failure mechanisms that cause risks to pressurized water reactors is the primary water stress corrosion cracking (PWSCC) occurring in alloys. It can occurs, besides another places, at the control reactor displacement mechanism nozzles. It is caused by the joint effect of tensile stress, temperature, susceptible metallurgical microstructure and environmental conditions of the primary water. These cracks can cause accidents that reduce nuclear safety by blocking the rods displacement and may cause leakage of primary water, reducing the reactors life. In this work it is proposed a study of the existing models and a modeling proposal to primary water stress corrosion cracking in these nozzles in a nickelbased Alloy 600. It is been superposed electrochemical and fracture mechanics models, and validated using experimental and literature data. The experimental data were obtained at CDTN-Brazilian Nuclear Technology Development Center, in a recent installed slow strain rate testing equipment. In the literature it is found a diagram that indicates a thermodynamic condition for the occurrence of some PWSCC submodes in Alloy 600: it was used potential x pH diagrams (Pourbaix diagrams), for Alloy 600 in high temperature primary water (3000C till 3500C). Over it, were located the PWSCC submodes, using experimental data. It was added a third parameter called stress corrosion strength fraction. However, it is possible to superpose to this diagram, other parameters expressing PWSCC initiation or growth kinetics from other models. Here is the proposition of the original contribution of this work: from an original experimental condition of potencial versus pH, it was superposed, an empiric-comparative, a semi-empiric-probabilistic, an initiation time, and a strain rate damage models, to quantify respectively the PWSCC susceptibility, the failure time, and in the two lasts, the initiation time of stress corrosion cracking. It was modeling from our experimental data. The results were compared with the literature and it showed to be coherent. From this work was obtained a modeling methodology from experimental data.

Plutella xylostella (L., 1758) (Lepidoptera: Plutellidae), também conhecida por traça-das-crucíferas, é uma praga importante de Brassicaceae, que pode ser encontrada em todos os continentes. A relação entre P. xylostella e as brassicáceas tem sido muito estudada uma vez que essa praga provoca grandes prejuízos em praticamente todas as regiões produtoras, no Brasil e no mundo. Também tem despertado grande interesse entre os pesquisadores o fato das brassicáceas utilizarem metabólicos secundários como defesa ao ataque de insetos generalistas, sendo que para especialistas, como P. xylostella, alguns desses metabólicos são incitantes de alimentação e oviposição. Na interação inseto-planta existem questões não compreendidas e que devem ser estudas, pois são diversas condições bióticas e abióticas que interagem nestes organismos, podendo promover alterações fisiológicas e nutricionais nas plantas, no desenvolvimento dos insetos e nas interações planta x herbívoro x parasitoide/predador. Assim, este trabalho objetivou estudar a influência de estresses hídricos em variedades de brássicas e seus reflexos nas plantas, no herbívoro especialista P. xylostella e no parasitoide Trichogramma pretiosum (Riley, 1879) (Hymenoptera: Trichogrammatidae). Foram efetuadas análises da composição química em folhas e da emissão de voláteis em três variedades (couve - Brassica oleracea var. acephala; brócolis - B. oleracea var. italica e repolho - B. oleracea var. capitata), em diferentes níveis de água no solo (50%, 70% e 100% da capacidade de campo), procurando-se determinar plantas comprovadamente com estresse hídrico. Também foi estudada a influência daquelas condições hídridas em parâmetros biológicos de desenvolvimento, de reprodução e de comportamento de P. xylostella, além da influência dos estresses hídricos na atratividade/repelência de T. pretiosum, parasitoide de ovos de P. xylostella. Com as variedades desenvolvidas nas três condições hídricas foram determinados: (a) nas plantas/folhas: taxa de peroxidação lipídica (MDA), porcentagem de proteína bruta na matéria seca, fibra em detergente neutro, fibra em detergente ácido, hemicelulose, lipídeos, teor de cera, proteínas insolúveis em detergente neutro, proteínas insolúveis em detergente ácido, proteínas disponíveis, matéria mineral, carboidratos totais e a emissão de voláteis; (b) com P. xylostella: consumo foliar, período larval, viabilidade larval, período pupal, viabilidade pupal, peso de pupas, razão sexual, ovos por fêmea, viabilidade de ovos, longevidade de fêmeas, longevidade de machos e tabela de vida de fertilidade, em laboratório e casa de vegetação, além da preferência para oviposição em testes com e sem chance de escolha; e (c) com T. pretiosum: teste de olfatometria com plantas nas três condições hídricas. Os resultados obtidos permitem concluir que: o déficit hídrico provoca estresse em couve, brócolis e repolho e em maior intensidade nas plantas cultivadas com menor quantidade de água disponível no solo; quantitativamente, a composição química das plantas (couve, brócolis e repolho) é alterada em função do estresse hídrico, principalmente quanto à proteína bruta e disponível, hemicelulose, lipídeos, proteínas ligadas à fibra em detergente ácido e neutro, matéria mineral e carboidratos totais; os parâmetros de desenvolvimento de P. xylostella são alterados, tanto em laboratório como em casa de vegetação, com as lagartas alimentando-se das plantas cultivadas nas diferentes condições hídricas de solo, refletindo significativamente na capacidade reprodutiva e na sobrevivência dos insetos; o estresse hídrico altera a emissão de voláteis em plantas de couve, em brócolis e repolho; a preferência de P. xylostella para oviposição, em testes com chance e sem chance, é influenciada pelo estresse hídrico em couve, brócolis e repolho; os testes de olfatometria mostram que o estresse hídrico influencia na escolha de T. pretiosum para oviposição, mais expressivamente em plantas com maiores índices de estresse hídrico / Plutella xylostella (L., 1758) (Lepidoptera: Plutellidae), also known as cruciferous moth, is an important pest of Brassicaceae, which can be found on all continents. The relationship between P. xylostella and brassicaceae has been much studied since this pest causes great damages in practically all the producing regions, in Brazil and in the world. It has also aroused great interest among researchers that brassicaceae use secondary metabolites as a defense against the attack of generalist insects, and for specialists, such as P. xylostella, some of these metabolites are prompting feeding and oviposition. In the interaction insect-plant there are questions not understood and that must be studied, because several biotic and abiotic conditions interact in these organisms, being able to promote physiological and nutritional changes in plants, in the development of insects and in the interactions plant x herbivore x parasitoid / predator. The objective of this work was to study the influence of water stresses on brassic varieties and their reflexes on plants, the P. xylostella herbivore and the Trichogramma pretiosum (Riley, 1879) (Hymenoptera: Trichogrammatidae) parasitoid. The chemical composition of leaves and the volatile emission were evaluated in three different varieties (kale - Brassica oleracea var. acephala; broccoli - B. oleracea var. italica and cabbage - B. oleracea var. capitata) in different soil water levels (50%, 70% and 100% of the field capacity), aiming to determine plants with water stress. The influence of these water conditions on biological development, reproduction and behavioral of P. xylostella, as well as the influence of water stress on the attractiveness / repellency of T. pretiosum parasitoid on P. xylostella eggs. The three varieties grown in the three water conditions and were determined: (a) in the plants / leaves: lipid peroxidation rate (MDA), percentage of crude protein in dry matter, neutral detergent fiber, acid detergent fiber, hemicellulose, lipids, wax, neutral detergent insoluble proteins, acid detergent insoluble proteins, available proteins, mineral matter, total carbohydrates and the emission of volatiles; (b) with P. xylostella: leaf consumption, larval period, larval viability, pupal period, pupal viability, pupal weight, sex ratio, eggs per female, egg viability, female longevity, male longevity and life table of fertility, laboratory and greenhouse, in addition to the preference for oviposition in tests with and without a choice; and (c) with T. pretiosum: tests of olfactometry with plants in the three water conditions. The results obtained allow us to conclude that: the water deficit causes stress in kale, broccoli and cabbage and in higher intensity in the plants cultivated with less amount of water available in the soil; quantitatively, the chemical composition of the plants (kale, broccoli and cabbage) is altered as a function of water stress, mainly as regards crude and available protein, hemicellulose, lipids, acid and neutral detergent fiber binding proteins, mineral matter and total carbohydrates; the development parameters of P. xylostella are altered, both in the laboratory and in the greenhouse, with caterpillars feeding on plants grown under different soil water conditions, significantly reflecting the reproductive capacity and survival of the insects; water stress changes the emission of volatiles in kale, broccoli and cabbage plants; the preference of P. xylostella for oviposition, in tests with chance and without chance, is influenced by water stress in kale, broccoli and cabbage; olfactometry tests show that water stress influences the choice of T. pretiosum for oviposition, more expressively in plants with higher rates of water stress

Mamões \'Golden\' possuem importância econômica e social no Brasil com destaque dentre as frutas mais exportadas e consumidas. Porém, possuem curta vida útil e distintos comportamentos pós-colheita, bem como distúrbio do amolecimento precoce (DAP) com ocorrência esporádica. Isso culmina na dificuldade em alavancar as pesquisas de tecnologias de conservação. A hipótese de que o DAP tenha como causa fatores pré-colheita e o desbalanço hormonal, envolvendo a auxina (AIA), implicou no desenvolvimento deste estudo. Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho foi investigar o comportamento dos mamoeiros \'Golden\' diante de adversidades climáticas, simuladas com excesso de irrigação, e diante do desbalanço hormonal, induzido pela aplicação pré-colheita de reguladores vegetais. Para tal propósito o projeto foi desenvolvido em três etapas. A primeira foi com a avaliação do comprometimento fotossintético e nutricional de mamoeiros \'Golden\' em função de condições climáticas e estresse hídrico. A segunda foi com a avaliação física, química, fisiológica e níveis de AIA dos mesmos mamões \'Golden\' da primeira etapa. E a terceira foi com análise dos frutos na pós-colheita após aplicação de reguladores vegetais na pré-colheita [1-metilciclopropano (1-MCP), etefon e ácido 2,3,5-triiodo benzoico (TIBA)]. Na primeira e segunda etapa os mamoeiros foram conduzidos na região norte do Espírito Santo durante os meses de maio e outubro de 2012. Os tratamentos com lâminas de irrigação foram: controle = 33 mm de água e excesso = 70,6 mm de água durante 5 a 7 dias aplicados mensalmente. A atividade fotossintética e a nutrição mineral foram avaliadas logo após os tratamentos. Os frutos para avaliação na segunda etapa foram colhidos após 5 ou 7, 20 e 30 dias. As avaliações dos frutos foram durante 12 dias a 10 ± 1ºC e 85 ± 5% de UR. Na terceira etapa os mamoeiros foram conduzidos entre abril de 2012 e maio de 2013 em área experimental da ESALQ/USP em Piracicaba/SP. Os reguladores vegetais foram aplicados quando os frutos atingiram 120 dias após a antese. Os frutos foram colhidos quando a cor da casca atingiu o estádio 1 e foram analisados no estádio 5. Diante das duas primeiras etapas foi possível observar que as plantas e os frutos dos mamoeiros não apresentaram o DAP pelo excesso de água isoladamente, mas sim por um conjunto de fatores como temperaturas elevadas, altos índices pluviométricos, alto déficit de pressão de vapor e desbalanço nutricional. Porém, houve comprometimento do aparato fotossintético identificado, principalmente, pelo teste transiente da clorofila a, redução dos níveis de AIA e de 1-aminociclopropano-1-ácido carboxílico (ACC) naqueles frutos com excesso de irrigação. Os resultados da terceira etapa demonstraram que a formação fisiológica dos frutos tem relação com os graus dias acumulados e que as mudanças no comportamento pós-colheita, possivelmente, ocorrem em maior proporção em função dos teores de etileno endógeno do que dos teores de AIA livre. / \'Golden\' papayas have economic and social importance in Brazil, especially among the most exported and consumed fruit. However, have a short shelf life and postharvest distinct behaviors, as well as sporadic occurrence of \"early softening disorder\" (ESD). This culminates in difficulty leveraging research conservation technologies. The hypothesis that ESD has a cause preharvest factors and hormonal imbalance involving auxin (IAA) resulted in the development of this study. Within this context, the aim of this study was to investigate the behavior of papaya \'Golden\' before climatic adversities, simulated with excessive irrigation, and before the hormonal imbalance induced by preharvest application of plant growth regulators. For this purpose the project was developed in three stages. The first was to review the photosynthetic and nutritional impairment of papaya \'Golden\' due to climatic conditions and drought stress. The second was with the physical, chemical, and physiological assessment of these levels IAA \'Golden\' papaya the first step. And the third was to analyze the fruits after application of plant growth regulators on preharvest [methylcyclopropane - 1 (MCP - 1), ethephon and 2,3,5 - triiodo benzoic acid (TIBA)]. In the first and second stage, papayas were conducted in the northern region of the Espírito Santo during the months of May and October 2012. The irrigation treatments were: control = 33 mm and excess water = 70.6 mm water for 5 or 7 days applied monthly. Photosynthetic activity and mineral nutrition were evaluated after treatments. Fruit for evaluation in the second stage were harvested after 5 or 7, 20 and 30 days. The fruits of the reviews were storage for 12 days at 10 ± 1 ºC and 85 ± 5 % RH. In the third stage, papayas were conducted between April 2012 and May 2013 in an experimental field of ESALQ/USP in Piracicaba/SP. Growth regulators were applied when fruit reached 120 days after anthesis. Fruit were harvested when the color of the shell reached the stage 1 and were analyzed in stage 5. Given the first two stages was observed that plants and fruit did not show ESD by excess water alone, but by a set of factors such as high temperatures, heavy rainfall, high vapor pressure deficit and nutritional imbalance. However, there was impairment of the photosynthetic apparatus identified mainly by the transient testing chlorophyll a reduction in the levels of IAA and a 1-aminocyclopropane-carboxylic acid 1 (ACC) in fruit over- irrigation. Third stage showed that physiological fruit formation is related to accumulated growing degree days and those changes in post-harvest behavior, possibly occur to a greater extent depending on the levels of endogenous ethylene than IAA free.

Aujourd’hui, comprendre comment les plantes réagissent au stress hydrique est essentiel pour relever le défi de développer de nouveaux cultivars et de nouvelles stratégies d’irrigation, compatibles avec le maintien de la productivité des cultures sous les effets néfastes du réchauffement climatique. Dans ce contexte, l’étude des relations eau/plante présente un intérêt majeur pour la modélisation des réponses des plantes et des organes aux contraintes biotiques et abiotiques. Paradoxalement, il existe très peu de méthodes directes et non invasives pour quantifier et mesurer le niveau et le débit de l’eau dans les plantes.Dans le cadre de ce projet, nous rapportons le développement d’une méthodologie innovante basée sur la relaxation par résonance magnétique nucléaire à champ faible (RMN). Un dispositif RMN dédié pour effectuer des mesures RMN sur des plantes vivantes a été construit dans une chambre climatique qui permet un contrôle et une modification minutieuse des paramètres environnementaux pendant l’expérimentation sur des longues périodes au laboratoire. En parallèle, une imagerie RMN complémentaire à haut champ magnétique pour étudier, l’anatomie, la teneur en eau, le transport du phloéme et du xylème chez les plants de sorgho a été réalisé. La combinaison de ces approches nous permet de déterminer des biomarqueurs éco-physiologiques innovants et de concevoir de nouvelles expériences en laboratoire et même dans les champs.Un résultat particulièrement intéressant concerne l’étude de la distribution spatiale de l’eau dans les tiges (nœuds et entrenœuds) à partir de la relaxométrie RMN à faible champ et des images IRM 3D à haute résolution. La modification des paramètres de relaxation RMN au cours du cycle diurne dynamique sera présentée dans des conditions normales et en situation de stress abiotique. Une application directe permet d’extraire des biomarqueurs écophysiologiques qui permettent d’explorer et de modéliser les flux d’eau en période de stress hydrique et d’analyser leur impact sur le développement du sorgho.Notre but ultime est d’effectuer ces études RMN directement dans les champs. Ainsi, un appareil RMN portable fait maison, fonctionnant à 336 kHz est présenté. Le développement et l’optimisation de l’homogénéité d’un aimant résistif et de bobines Radio Fréquence ainsi que des séquences d'impulsions RMN, afin de respecter la polyvalence et les conditions thermiques pour maintenir la plante ,intacte sont décrits en détails. Enfin nous présenterons nos investigations menées avec ce dispositif en laboratoire, dans les serres et dans les champs de sorgho. / Today, understanding how plants respond to water stress is essential to meet the challenge of developing new cultivars and new irrigation strategies, consistent with the maintenance of crop productivity with the evidence of global warming. In this context, the study of plant /water relations is of central interest for modeling plant and organ responses to biotic and abiotic constraints. Paradoxically, there are very few direct and non-invasive methods to quantify and measure the level and the flow of water in plants.For this purpose, we report on the development of an innovative methodology based on low-field Nuclear Magnetic Resonance Relaxometry (NMR). A dedicated NMR device to perform NMR measurements on living plants has been built in a climatic chamber that allows a control and careful modification of environmental parameters during experimentation over reliable periods of time at the laboratory. In parallel, complementary NMR imaging at high magnetic field to study, the anatomy, water content, phloem and xylem transport in sorghum plants were performed. The combination of these approaches allows us to determine innovant eco-physiological biomarkers and to design new experiments in the laboratory and even in the fields.One particular interesting result concertns the investigation of the spatial distribution of water stems (node and inter node) from low field NMR Relaxometry and 3D high resolution MRI images. The modification of the NMR relaxation parameters during dynamic diurnal cycle will be presented in normal and abiotic stress conditions. A direct application permits to extract eco-physiological biomarkers which allows to explore and model water fluxes during water stress and to analyze their impact on the development of sorghum plant. Our ultimate goal is to perform these NMR studies directly in the fields. Thus, a home made portable NMR device, working at 336kHz(8mT) is presented. The development and optimization of the homogeneity of a resistive magnet and Radio Frequency coils, NMR pulse sequences in order to respect the versatility and thermal conditions to maintain the plant intact are described in details. Finally we will present our investigations conducted with this device in the laboratory, in the greenhouses and in sorghum fields.

Temperatura e chuva exercem grande influência sobre o crescimento, desenvolvimento e produtividade vegetal. Com o objetivo geral de verificar o efeito da variação da temperatura e chuva sobre a qualidade da fibra e a produtividade de algodão no estado de Mato Grosso, este trabalho analisou conjuntamente dados climatológicos (banco de dados contendo os valores diários de temperatura máxima, mínima e média, e chuva) e dados provenientes de um grupo de experimentos de campo de algodão. A caracterização de diversos genótipos (cultivares e linhagens) de algodão foi realizada em 109 ambientes do estado de Mato Grosso, os quais foram formados pela combinação de três causas de variação: (i) seis locais (Itiquira, Serra da Petrovina, Campo Verde, Campo Novo do Parecis, Sapezal e Sorriso); (ii) quatro épocas de semeadura (05 a 21 de dezembro, 22 de dezembro a 10 de janeiro, 11 a 25 de janeiro, 25 de janeiro a 20 de fevereiro); e (iii) oito safras agrícolas (2003/2004 a 2010/2011). Os quatro cultivares mais frequentes foram selecionados: FiberMax 966, FMT 701, FiberMax 993 e DeltaOpal, testados em 75, 68, 63 e 60 ambientes, respectivamente. Os dados climatológicos, de cada ambiente, foram segmentados em três fases de desenvolvimento do algodoeiro: (i) emergência à primeira flor (E-F1); (ii) primeira flor ao primeiro capulho, mais 21 dias (F1-C1+21D); e (iii) emergência ao primeiro capulho, mais 21 dias (F1-C1+21D). Os resultados de cada fase foram correlacionados com os dados dos experimentos de campo de algodão (produtividade de algodão em caroço, rendimento e qualidade de fibra - índice micronaire, resistência, comprimento e maturidade). Os principais resultados obtidos foram: (i) variações de temperatura e chuva ocorridas durante a fase F1-C1+21D promoveram maior influência sobre produtividade e qualidade de fibra; (ii) o aumento da amplitude térmica interferiu negativamente na produtividade de algodão em caroço, índice micronaire e maturidade de fibra, e positivamente na resistência da fibra; (iii) quando comparadas à temperatura máxima, variações de temperatura mínima foram mais limitantes sobre a produtividade e qualidade de fibra; (iv) temperaturas mínimas inferiores a 20°C interferiram negativamente na produtividade de algodão em caroço, rendimento de fibra, índice micronaire e maturidade; (v) a elevação da temperatura máxima média interferiu positivamente na resistência e negativamente no comprimento de fibra; entretanto extremos de temperatura máxima, acima de 35°C, não foram associados às variações de produtividade e qualidade de fibra; e (vi) o aumento de chuva, em quantidade acumulada e frequência de ocorrência, resultou em elevação da produtividade de algodão em caroço, índice micronaire e maturidade. Como conclusão, o aumento da temperatura mínima e da frequência de ocorrência de chuva promovem o incremento da produtividade e da qualidade da fibra de algodão, ao passo que extremos de temperatura máxima não provocam alterações consistentes no estado de Mato Grosso. / Temperature and rain have great influence on the growth, development and yield of plants. In order to verify the effect of temperature and rainfall on fiber quality and yield of cotton in the State of ´Mato Grosso´, Brazil, climatological data (daily database of maximum, minimum and mean temperature and rainfall) were analyzed with data from a group of cotton field experiments. The characterization of various genotypes (cultivars and lines) of cotton was fulfilled in 109 environments of the State of Mato Grosso, which were formed by the combination of three sources of variation: (i) six locations (´Itiquira´, ´Serra da Petrovina´, ´Campo Verde´, ´Campo Novo do Parecis´, ´Sapezal´ and ´Sorriso´); (ii) four sowing times (5 to 21 December, December 22 to January 10, 11 to 25 January, and after January 26); and (iii) eight growing seasons (2003/2004 to 2010/2011). The four most frequent cultivars were selected: ´FiberMax 966´, ´FMT 701´, ´FiberMax 993´ and ´DeltaOpal´, tested in 75, 68, 63 and 60 environments, respectively. The climatological data, from each environment, were segmented into three stages of cotton development: (i) emergence to first flower (E-F1); (ii) first flower to the first boll, plus 21 days (F1-C1+21d); and (iii) emergency to the first boll, plus 21 days (E-C1+21d). The results of each phase were correlated with the experimental field data of cotton (productivity, lint yield and fiber quality (micronaire index, strength, length and maturity). The main results were: (i) variations of temperature and rainfall during the phase (F1-C1+21d) promoted greater influence on yield and fiber quality; (ii) the increasing of thermic amplitude affected negatively on yield, micronaire index and fiber maturity, and positively the fiber strength; (iii) when compared to the maximum temperature, minimum temperature variations were more restrictive on yield and fiber quality; (iv) values of minimum temperature below 20°C were harmful to yield, lint yield, micronaire index and maturity; (v) the maximum temperature had a positive influence in resistance and a negative influence on the fiber length; however, extreme maximum temperature above 35°C wasn\'t associated to variations on yield and fiber quality; and (vi) the increasing of rainfall, in height and occurrence frequency, influenced the rising in cotton productivity, micronaire index and maturity. In conclusion, the increasing of minimum temperature and frequency of rainfall occurrence promote the increment of cotton productivity and fiber quality, while maximum temperature extremes caused no consistent changes in the State of Mato Grosso.

Costus arabicus L. é uma espécie herbácea, nativa da Mata Atlântica, conhecida popularmente como costus, canela-de-ema, cana-do-brejo, cana-de-macaco e gengibre-espiral, que é comumente utilizada como planta ornamental e na medicina popular. O órgão subterrâneo (rizoma) dessa espécie acumula amido como principal carboidrato de reserva. O estresse hídrico por falta de água é um dos fatores ambientais mais importantes que podem regular o crescimento e desenvolvimento das plantas, limitando sua produção e levando também a alterações nas características fisiológicas, bioquímicas e anatômicas. Desse modo, a deficiência hídrica destaca-se como fator adverso ao crescimento e à produção vegetal por alterar a eficiência com que os fotoassimilados são convertidos para o crescimento e desenvolvimento das plantas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do déficit hídrico no crescimento e acúmulo de carboidratos de reserva em plantas de Costus arabicus L., assim como na anatomia e ultra-estrutura do rizoma. O déficit hídrico foi imposto às plantas em duas épocas diferentes (inverno e verão) através dos seguintes tratamentos: plantas irrigadas diariamente (controle) e irrigadas a cada 7 (7d) e 15 dias (15d). Foram avaliados a umidade do solo, o teor relativo de água nas folhas (TRA), o potencial hídrico foliar (w), o potencial osmótico da seiva do rizoma (s), crescimento vegetativo, teores dos açúcares solúveis totais (AST) e redutores (AR), amido, aminoácidos livres totais e prolina, assim como, aspectos anatômicos e ultra-estruturais do rizoma. A umidade do solo manteve-se praticamente constante nas plantas irrigadas diariamente e superior a das plantas irrigadas a cada 7 e 15 dias nos dois experimentos. O déficit hídrico afetou o crescimento de Costus arabicus e os menores valores de w e s das plantas tratadas coincidiu com os menores valores de massa seca e número total de folhas verdes e aumentos do número de folhas senescidas. O baixo teor de prolina presente nas plantas sob déficit hídrico sugere que esse aminoácido não atuou na osmorregulação dessas plantas. Os menores teores de AST, AR e a manutenção dos teores de amido nos rizomas, associados ao menor crescimento das plantas dos tratamentos 7d e 15d em relação às plantas controle, sugerem a ocorrência de dormência do órgão subterrâneo em resposta ao déficit hídrico imposto, evidenciando uma estratégia de evitação à seca. As análises anatômicas mostraram que o rizoma é revestido pela epiderme ou súber estratificado e que existe uma delimitação entre as regiões cortical e vascular. Também foi observada a presença de numerosos grãos de amido e de idioblastos com conteúdo fenólico no parênquima dessas duas regiões. Entre os tratamentos, os rizomas das plantas irrigadas a cada 7 dias apresentaram características anatômicas semelhantes aos das plantas controle. No entanto, nos rizomas das plantas irrigadas a cada 15 dias, as células do tecido de revestimento e das camadas corticais mais externas tornaram-se mais achatadas e com paredes sinuosas. Através das análises em microscópio eletrônico de varredura, observou-se que os grãos de amido das plantas irrigadas diariamente e daquelas submetidas ao déficit hídrico apresentaram os mesmos formatos. / Costus arabicus L. is an herbaceous species, native to the Atlantic Forest, known popularly as costus, canela-de-ema, cana-do-brejo, cana-de-macaco and gengibreespiral, that is commonly used as an ornamental plant and in popular medicine. The underground organ (rhizome) of this species accumulates starch as the main reserve carbohydrate. Water stress, due to low water availability, is one of the most important environmental factors that regulates plant growth and development, limiting the production and leading to changes in physiological, biochemical and anatomical features. Thus, water deficit stands out as a factor adverse to growth and crop production by altering the efficiency by which photoassimilates are converted for growth and development of plants. The aim of this study was to evaluate the effect of water deficit on growth and accumulation of reserve carbohydrates in plants of Costus arabicus L., as well as on the anatomy and ultrastructure of the rhizome. Water deficit was imposed on plants in two seasons (winter and summer) through the following treatments: daily irrigation (control) and irrigation every 7 (7d) and 15 days (15d). We evaluated soil moisture, relative water content in leaves (RWC), leaf water potential (w), osmotic potential of sap from the rhizome (o), vegetative growth, levels of total soluble sugars (TSS), reducing sugars (RS), starch, amino acids and proline, as well as anatomical and ultrastructural characteristics of the rhizome. Soil moisture remained mostly constant in irrigated plants and higher than that of plants irrigated every 7 to 15 days in both experiments. Water deficit affected plant growth; low values of w and o of treated plants coincided with the low values of dry weight and total number of green leaves and with increases in the number of senesced leaves. The low content of proline found in plants under water deficit suggests that this amino acid did not act in the osmoregulation of these plants. The lowest levels of TSS, RS and the maintenance of starch levels in rhizomes, associated with low rates of plant growth in treatments 7d and 15d, compared to control plants suggest the occurrence of dormancy of the underground organ in response to water deficit, indicating a strategy of drought avoidance. The anatomical analysis showed that the rhizome is covered by epidermis or stratified cork and there is a delimitation between the cortical and vascular regions. We detected the presence of numerous starch grains and idioblasts with phenolic content in the parenchyma of these two regions. The rhizomes of plants irrigated every 7 days showed anatomical features similar to control plants. However, in the rhizomes of plants irrigated every 15 days, the cells of covering tissue and of the outer cortical layers became more flattened and sinuous. Analysis of scanning electron microscopy showed that the starch grains of irrigated plants and of plants submitted to drought presented the same shape.

A falta de informações relacionadas às respostas das plantas ao alagamento tem sido alvo de inúmeras pesquisas no mundo todo. Essas informações tornam-se mais escassas quando relacionadas à gramíneas forrageiras de áreas inundáveis. A maioria dessas espécies pertence a ecossistemas de pastagens nativas de áreas inundáveis, os quais podem ter papel importante no desenvolvimento da pecuária brasileira, devido ao potencial de produção de forragem para alimentação de rebanhos. Diante do exposto, os objetivos do trabalho foram avaliar o desempenho da Brachiaria mutica (Forsk) Stapf e Echinochloa polystachya (H.B.K) Hitch.] tolerantes ao excesso hídrico por alagamento, cultivadas em dois Plintossolos (glei húmicos), submetidos a duas condições de umidade: alagamento e capacidade de campo, por meio de fotossíntese, condutância estomática, atividade da álcool desidrogenase, produção de matéria seca da parte aérea e raiz, composição química e qualidade das forragens, além de verificar alterações nas características físico-químicas dos solos sob excesso hídrico que pudessem influenciar no desempenho das espécies. O experimento foi conduzido em casa de vegetação do departamento de Ciências Biológicas/ESALQ/USP, em Piracicaba – SP. Os tratamentos foram a combinação entre capins x condições de umidade x tipos de solo em um delineamento experimental de parcelas subdivididas com arranjo fatorial 2 x 2 nas subparcelas e como repetições, quatro blocos casualizados. Consideraram-se como parcelas, condições de umidade (alagamento e capacidade de campo), e subparcelas interações entre dois capins e dois solos, totalizando 32 unidades experimentais.Foram realizados três cortes no durante o experimento, sendo apenas dois considerados para cômputo dos resultados. Os resultados obtidos demonstraram que as gramíneas forrageiras respondem diferentemente em função do alagamento e dos tipos de solos em relação as variáveis estudadas, onde a E. polystachya apresenta melhor capacidade de adaptação em relação a B. mutica. A fotossíntese líquida e a condutância estomática dos capins B. mutica e E. polystachya não foram afetadas sob alagamento, essa resposta foi atribuída à ativação dos mecanismos de adaptações morfológicos, metabólicos e anatômicos das espécies, como a formação de raízes adventícias, o aumento na produção de matéria seca de hastes e raiz. Contudo, apesar da adaptação dos capins ao ambiente anóxico verificou-se reduções na área foliar, nas produções de matéria seca de lâmina foliar e total, relação folha:haste, no número de perfilhos, causando desequilíbrio na alocação da biomassa entre parte aérea e o sistema radicular. Os capins apresentaram alterações na composição química com o alagamento, reduzindo teores dos nutrientes para ambas as espécies, com exceção do fósforo e ferro sem, no entanto comprometer o estado nutricional das espécies. A composição químico-bromatológica também foi afetada pelo alagamento e tipo de solo gerando aumentos nos teores de fibra e redução nas concentrações de lignina. As mudanças ocorridas nas características morfofisiológicas, na produção, composição nutricional e bromatológica nas gramíneas forrageiras estão associadas às alterações nas propriedades físico-química dos solos causadas pelo déficit de oxigênio, transformando os solos em um ambiente reduzido. / The lack of information related on responses of plants to flooding has been the motivation of many research woks throughout the world. This information, become even scarcer when related to tropical forage tropical grasses of areas to flooding.The majority of those grasses characteristic of those areas, which could play an important role in the development of the livestock industry in Brazil, due to their potential of forage production. The objectives of this study were to evaluate the acting of the Brachiaria mutica (Forsk) Stapf and Echinochloa polystachya (H.B.K) Hitch.] the flooding tolerance, cultivated in two Plintossolos (gley), by subjecting the plants to two humidity conditions: flooding and field capacity and measuring photosynthesis, stomatal conductance, activity of the alcohol dehidrogenase activity, shoot and root dry matter productions, chemical composition and quality. Also it, was studying the influence of changes in the physiochemical characteristics of the soils under flood on the behavior of these species. The experiment was carried out in a greenhouse of the Biology Science department at USP-ESALQ in Piracicaba - SP. The treatments were the combination among grasses; humidity conditions and soil types in a split plot design with a factorial arrangement of 2 x 2 and as repetitions four randomized blocks. The plot was considered as the humidity conditions (flooding and field capacity), and the split plot were the interactions between the two grasses and the two soil types, totaling 32 experimental units. Three harvests were made during the experiment, though, only the two were considered. Net photosynthesis and stomatal conductance were not affected by flooding, which was attributed to the activation of the morphologic, metabolic and anatomical mechanisms of adaptations of these species. Adventitious roots formation, dry matter production of stems and roots were stimulated by flooding, however, leaf area, leaf and total dry mass productions, leaf:stem ratio and the number of tillers were reduced by flooding, causing detrimental effects in the biomass allocation between shoot and root. Flooding caused significant changes in the mineral composition reducing nutrients contents, except for phosphorus and iron, however, without compromising nutritional status of both species. The chemical composition of the species was also affected by flooding which caused an increase in the fiber contents and a reduction in lignin concentrations. The changes in the morphological characteristics, production, mineral and chemical composition in the tropical forage grasses were associated to the alterations in the physiochemical properties of the soils caused by the lack of oxygen, transforming the soils in a reduced environment.

As exigências do potássio para maximizar o crescimento do eucalipto têm sido intensivamente estudadas pelas empresas florestais através de experimentos empíricos. Embora, ainda existe um fraco entendimento dos processos envolvidos com a resposta à adubação com potássio, conduzindo a resultados contraditórios entre a disponibilidade do potássio no solo e as respostas do eucalipto segundo o encontrado na literatura. Existe a hipótese que grandes depósitos de sódio perto ao mar, poderiam conduzir numa substituição parcial do potássio pelo sódio na fisiologia do eucalipto, considerando que respostas ao sódio têm sido observadas em ambientes pobres de potássio. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a resposta de plântulas de Eucalyptus grandis a adubação tanto de potássio quanto de sódio, além de ser submetidas a teores de umidade de -0.07 MPa e -0.6 MPa. Mudanças na partição de assimilados, eficiência no uso da água (EUA) e trocas gasosas foram determinadas em casa de vegetação, nas idades de dois, quatro e seis meses após a adubação. O estresse hídrico afetou a produção de matéria seca para todos os tratamentos. Não obstante, o potássio ajudou na osmoregulação sob condições de estresse, encontrando uma produção de matéria seca significativamente superior ao testemunho sem aplicação de potássio nem sódio. Além disso, a resposta do eucalipto ao sódio indicou uma alta condutância estomática que foi refletida numa alta transpiração, sendo um comportamento de má adaptação para condições de estresse hídrico. / The requirements of potassium fertilization to maximize the growth of eucalyptus stands have been extensively studied by forest companies through empirical experiments. Nevertheless, there is a poor understanding of the processes involved in the response of trees to K+ fertilization, leading to contradictory results in the literature between the availability of K+ in the soil and the responses of eucalyptus plantations to K+ inputs. The hypothesis that large amounts of Na+ atmospheric deposits close to the sea could result in a partial replacement of K+ by Na+ in the physiology of eucalyptus has been made, since a response to Na+ fertilizer application has been observed in soils with very low exchangeable K+ contents. The present study aimed to assess the response of Eucalyptus grandis cuttings to K+ and Na+ fertilizations, for two level of soil water potential: -0,07 MPa and -0,6 MPa. Changes in dry matter partition, water use efficiency (WUE), and gas exchange were determined in a greenhouse experiment, two, four and six months after treatment establishment. The water stress influenced the dry matter production whatever the fertilization type. However, the potassium application improved the osmotic adjustment under conditions of stress, leading to a production of dry matter significantly higher than in the control treatment without K+ and Na+ application. Moreover, Na+ application increased the stomatal conductance of eucalyptus plants, leading to high transpiration rates, indicating that Na+ inputs lead to a tree behavior badly adapted to water stress conditions.