Optimization of particle bombardment parameters for the genetic transformation of Brazilian maize inbred lines

The objective of this work was to develop a genetic transformation system for tropical maize genotypes via particle bombardment of immature zygotic embryos. Particle bombardment was carried out using a genetic construct with bar and uidA genes under control of CaMV35S promoter. The best conditions to transform maize tropical inbred lines L3 and L1345 were obtained when immature embryos were cultivated, prior to the bombardment, in higher osmolarity during 4 hours and bombarded at an acceleration helium gas pressure of 1,100 psi, two shots per plate, and a microcarrier flying distance of 6.6 cm. Transformation frequencies obtained using these conditions ranged from 0.9 to 2.31%. Integration of foreign genes into the genome of maize plants was confirmed by Southern blot analysis as well as bar and uidA gene expressions. The maize genetic transformation protocol developed in this work will possibly improve the efficiency to produce new transgenic tropical maize lines expressing desirable agronomic characteristics.

Adequação de doses de nitrogênio em milho com base em indicadores de solo e de planta

O objetivo deste trabalho foi testar uma metodologia para determinar doses ótimas de N a serem aplicadas em cobertura, no estádio V6 do milho, com base em características de solo e de planta, e verificar quais os indicadores mais precisos para a predição da dose de N a ser aplicada. O experimento foi conduzido em Eldorado do Sul, RS, em dois anos agrícolas. Os tratamentos consistiram de cinco doses de N, aplicadas em duas épocas. Além do rendimento de grãos, determinaram-se, no estádio V6, o teor relativo de clorofila na folha, as massas de matéria seca da folha e da planta, o teor e a quantidade de N acumulados na folha e na planta, teores de nitrato, amônio e N mineral no solo. As características de planta foram mais eficientes para a predição da dose de N em cobertura no milho, nos dois anos agrícolas, do que as características de solo, com destaque para massa de matéria seca e N acumulado na planta, seguidas pelo teor relativo de clorofila na folha. É possível desenvolver ou adaptar a metodologia testada, para predição de doses ótimas de N em cobertura em milho, a partir de características de planta e de solo, desde que se possua uma rede de ensaios com uma curva de reposta a esse nutriente.

Simulating maize phenology as a function of air temperature with a linear and a nonlinear model

The objective of this study was to adapt a nonlinear model (Wang and Engel - WE) for simulating the phenology of maize (Zea mays L.), and to evaluate this model and a linear one (thermal time), in order to predict developmental stages of a field-grown maize variety. A field experiment, during 2005/2006 and 2006/2007 was conducted in Santa Maria, RS, Brazil, in two growing seasons, with seven sowing dates each. Dates of emergence, silking, and physiological maturity of the maize variety BRS Missões were recorded in six replications in each sowing date. Data collected in 2005/2006 growing season were used to estimate the coefficients of the two models, and data collected in the 2006/2007 growing season were used as independent data set for model evaluations. The nonlinear WE model accurately predicted the date of silking and physiological maturity, and had a lower root mean square error (RMSE) than the linear (thermal time) model. The overall RMSE for silking and physiological maturity was 2.7 and 4.8 days with WE model, and 5.6 and 8.3 days with thermal time model, respectively.

Recobrimento de sementes de milho com ácidos húmicos e bactérias diazotróficas endofíticas

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do recobrimento de sementes de milho com ácidos húmicos (AH), bactérias diazotróficas endofíticas e o uso em conjunto de AH e bactérias diazotróficas endofíticas, na estimulação do crescimento vegetal e na população de bactérias estabelecidas na planta hospedeira. A adição de AH, bactérias e o uso em conjunto estimularam o crescimento vegetal. Os AH utilizados no recobrimento de sementes de milho têm menor capacidade de estimular o crescimento radicular, em comparação ao uso em solução. O recobrimento de sementes é uma opção de inoculação de bactérias diazotróficas endofíticas da espécie Herbaspirillum seropedicae (Z67).

Phosphorus acquisition and internal utilization efficiency in tropical maize genotypes

The objective of this work was to determine the relative importance of phosphorus acquisition efficiency (PAE - plant P uptake per soil available P), and phosphorus internal utilization efficiency (PUTIL - grain yield per P uptake) in the P use efficiency (PUE - grain yield per soil available P), on 28 tropical maize genotypes evaluated at three low P and two high P environments. PAE was almost two times more important than PUTIL to explain the variability observed in PUE, at low P environments, and three times more important at high P environments. These results indicate that maize breeding programs, to increase PUE in these environments, should use selection index with higher weights for PAE than for PUTIL. The correlation between these two traits showed no significance at low or at high P environments, which indicates that selection in one of these traits would not affect the other. The main component of PUTIL was P quotient of utilization (grain yield per grain P) and not the P harvest index (grain P per P uptake). Selection to reduce grain P concentration should increase the quotient of utilization and consequently increase PUTIL.

Sistemas de cultivo, sucessões de culturas, densidade do solo e sobrevivência de patógenos de solo

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de sistemas de manejo do solo e de cultivos prévios ao plantio do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) sobre a densidade do solo e as populações de Rhizoctonia spp. e de Fusarium spp. Os cultivos prévios incluíram as leguminosas: guandu-anão (Cajanus cajan), estilosantes (Stylosanthes guianensis cv. Mineirão) e crotalária (Crotalaria spectabilis); e as gramíneas: milheto (Pennisetum glaucum cv. BN-2), sorgo granífero (Sorghum bicolor cv. BR 304), capim-mombaça (Panicum maximum cv. Mombaça), braquiária (Brachiaria brizantha cv. Marandu) e milho (Zea mays) consorciado com braquiária. As culturas utilizadas no cultivo prévio foram semeadas nos verões de 2002, 2003 e 2004, e os plantios de feijoeiro, cultivar BRS Valente, foram realizados nos invernos subseqüentes de 2003, 2004 e 2005, com irrigação por pivô central. Os restos culturais dos cultivos eram incorporados ao solo, no plantio convencional, e ficavam à superfície, no plantio direto. De modo geral, as maiores populações de Fusarium spp. e Rhizoctonia spp. e as maiores densidades de solo foram encontradas no solo cultivado em plantio direto. As maiores populações de Rhizoctonia spp. foram observadas em solos mais adensados. As leguminosas geralmente aumentaram populações desses patógenos e devem ser evitadas como culturas prévias ao cultivo do feijoeiro, em ambos os sistemas de cultivo. Plantios prévios de gramíneas, em geral, são supressores das populações de Rhizoctonia spp. e de Fusarium spp. no solo.

Produtividade do milho irrigado em sucessão a espécies invernais para produção de palha e grãos

O objetivo deste trabalho foi avaliar a produtividade do milho irrigado, em sucessão a espécies invernais, quanto à cobertura de solo e produção de grãos, cultivado em diferentes doses de nitrogênio em cobertura. O trabalho foi realizado nas safras 2003/2004, 2004/2005 e 2005/2006, em Eldorado do Sul, RS. Os tratamentos consistiram de cultivo do milho, em sucessão a cinco espécies invernais: aveia-preta, ervilhaca-comum e nabo forrageiro (produção de palha); aveia-branca e trigo (produção de grãos e palha); e de um tratamento-testemunha em que a vegetação espontânea foi controlada por aplicações periódicas de dessecante. Quando se aplicou nitrogênio em cobertura, a produtividade do milho superou 8 Mg ha-1 e não foi afetada pela espécie invernal antecessora. Em ausência de cobertura nitrogenada, a produtividade do milho foi maior, quando este sucedeu ao nabo forrageiro. A aveia-branca e o trigo adicionaram quantidades de palha superiores a 3 Mg ha-1 e produziram mais do que 1,5 Mg ha-1 de grãos. Com uso de irrigação e aplicação de N em cobertura obtém-se elevada produtividade de grãos de milho cultivado em sucessão, independentemente da cobertura do solo no inverno.

Organic compounds from plant extracts and their effect on soil phosphorus availability

The objective of this work was to evaluate the effect of organic compounds from plant extracts of six species and phosphate fertilization on soil phosphorus availability. Pots of 30 cm height and 5 cm diameter were filled with Typic Hapludox. Each pot constituted a plot of a completely randomized design, in a 7x2 factorial arrangement, with four replicates. Aqueous extracts of black oat (Avena strigosa), radish (Raphanus sativus), corn (Zea mays), millet (Pennisetum glaucum), soybean (Glycine max), sorghum (Sorghum bicolor), and water, as control, were added in each plot, with or without soluble phosphate fertilization. After seven days of incubation, soil samples were taken from soil layers at various depths, and labile, moderately labile and nonlabile P fractions in the soil were analysed. Plant extracts led to an accumulation of inorganic phosphorus in labile and moderately labile fractions, mainly in the soil surface layer (0-5 cm). Radish, with a higher amount of malic acid and higher P content than other species, was the most efficient in increasing soil P availability.

Genetic control of grain yield and nitrogen use efficiency in tropical maize

The objectives of this work were to study the genetic control of grain yield (GY) and nitrogen (N) use efficiency (NUE, grain yield/N applied) and its primary components, N uptake efficiency (NUpE, N uptake/N applied) and N utilization efficiency (NUtE, grain yield/N uptake), in maize grown in environments with high and low N availability. Experiments with 31 maize genotypes (28 hybrid crosses and three controls) were carried out in soils with high and low N rates, in the southeast of the state of Minas Gerais, Brazil. There was a reduction of 23.2% in average GY for maize grown in soil with low N, in comparison to that obtained with high N. There were 26.5, 199 and 400% increases in NUtE, NUpE, and NUE, respectively, for maize grown with low N. The general combining ability (GCA) and specific combining ability (SCA) were significant for GY, NUE and NUpE for maize grown in high N soil. Only GCA was significant for NUpE for maize grown in low N soil. The GCA and SCA for NUtE were not significant in either environment. Additive and non-additive genetic effects are responsible for the genetic control of NUE and GY for maize grown in soils with high N availability, although additive effects are more important.

Evolução da anatomia radicular do milho 'Saracura' em ciclos de seleção sucessivos

Este trabalho teve como objetivo verificar as modificações nas características anatômicas radiculares relacionadas à hipoxia, durante 18 ciclos de seleção da variedade de milho (Zea mays) BRS 4154 Saracura, adaptada a áreas sujeitas a alagamento. A variedade BR 107 e o híbrido simples BRS 1010, suscetíveis ao alagamento, foram utilizados como controle. As diferentes cultivares foram submetidas a alagamentos intermitentes, a cada dois dias, durante dois meses. As amostras radiculares foram preparadas e analisadas em microscopiaóptica. Em relação ao grupo controle e aos ciclos anteriores de seleção, a BRS 4154 teve aumento na formação de aerênquima, diminuição do córtex, diminuição do diâmetro dos vasos, diminuição da camada subepidérmica, aumento na espessura do floema e epiderme. Os sucessivos ciclos de seleção melhoraram as características do milho 'Saracura' e sua tolerância a ambientes alagados.

Desempenho de híbridos de milho submetidos a diferentes espaçamentos e densidades populacionais

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de espaçamentos entre linhas e densidades populacionais, nos componentes de produção e na produtividade de grãos, em dois híbridos de milho (Zea mays). O experimento foi conduzido na safra 2006/2007, em Latossolo Vermelho eutrófico típico, textura argilosa, em Jaboticabal, SP. O delineamento experimental de blocos ao acaso foi composto por 24 tratamentos com parcelas subsubdivididas. As parcelas principais foram constituídas por três espaçamentos entre linhas (0,40, 0,60 e 0,80 m), as subparcelas, por dois híbridos e as subsubparcelas, por quatro densidades populacionais (30 mil, 50 mil, 70 mil e 90 mil plantas por hectare). Foram avaliadas as variáveis: altura de planta e altura da inserção da primeira espiga, diâmetro de colmo, número de grãos por espiga, massa de 1.000 grãos, produtividade de grãos e índice de colheita. A produtividade do milho aumentou com a redução do espaçamento entrelinhas para os híbridos avaliados. O incremento na densidade populacional de milho resultou em aumentos na altura das plantas e na altura da inserção da primeira espiga e em redução do número de grãos por espiga. O melhor arranjo de plantas para os híbridos avaliados é de 0,40 m de espaçamento entre linhas e de 75 mil e 80 mil plantas por hectare de densidade populacional.

Seleção recorrente recíproca na obtenção de híbridos interpopulacionais de milho-pipoca

O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência da seleção recorrente recíproca em produzir híbridos de milho-pipoca (Zea mays) de progênies endógamas superiores, com famílias de irmãos-completos. O programa de seleção recorrente recíproca envolveu as populações de milho-pipoca 'Viçosa' e 'Beija-Flor'. Os testes dos híbridos S0xS0 e S1xS1 foram conduzidos em delineamento látice, nos anos agrícolas de 2002/2003 e 2004/2005. Os dois ensaios incluíram testemunhas comerciais comuns, que permitiram a comparação do desempenho dos híbridos. Analisaram-se a produtividade e a capacidade de expansão. Foram preditos ganhos direto e indireto com a seleção em capacidadede expansão, avaliada em pipoqueira de ar quente e na pipocadora "Metric Weight Volume Tester". Os ganhos observados foram calculados para avaliar a eficiência da seleção recorrente recíproca. As análises de covariância mostraram variabilidade genotípica nas populações. Em relação às testemunhas comerciais, os híbridos S0xS0 foram inferiores em qualidade e equivalentes em produtividade, e os híbridos S1xS1 foram equivalentes nas duas características. O ganho observado na capacidade de expansão foi substancial, cerca de 4 mL g-1, superior ao ganho predito (2,8 mL g-1). A redução observada na produtividade não foi relevante. Verificou-se redução na variabilidade genotípica quanto à capacidade de expansão. O método de seleção recorrente recíproca foi eficiente em produzir híbridos S1xS1 superiores aos S0xS0.

Matéria seca, carbono e nitrogênio de raízes de soja e milho em plantio direto e convencional

O objetivo deste trabalho foi verificar se o sistema de preparo do solo afeta a distribuição e o acúmulo de matéria seca (MS), carbono (C) e nitrogênio (N) das raízes de soja (Glycine max) e milho (Zea mays), em um Latossolo Vermelho distroférrico muito argiloso. A amostragem das raízes até 1 m de profundidade foi feita com anéis volumétricos. A distribuição em profundidade e o acúmulo de MS, C e N das raízes não foram influenciados pelo preparo do solo. A densidade de comprimento de raízes na camada de 0-0, 10 m foi de 0,7 a 1,4 cm cm-3 em soja, e de 1,2 a 1,6 cm cm-3 em milho, e decresceu nas demais camadas. O acúmulo de MS das raízes foi de 1,94 a 2,01 Mg ha-1 em soja, e de 2,50 a 3,79 Mg ha-1 em milho. Houve acúmulo de 0,61 a 0,63 Mg ha-1 de C e de 36,9 a 38,2 kg ha-1 de N em soja, e de 0,72 a 1,10 Mg ha-1 de C e de 18,78 a 28,48 kg ha-1 de N em milho. Independentemente do sistema de preparo do solo, 80% das raízes situam-se entre 0,43 e 0,54 m de profundidade em soja, e entre 0,40 e 0,46 m em milho.

Multivariate analyses of genotype x environment interaction of popcorn

The objectives of this work were to evaluate the genotype x environment (GxE) interaction for popcorn and to compare two multivariate analyses methods. Nine popcorn cultivars were sown on four dates one month apart during each of the agricultural years 1998/1999 and 1999/2000. The experiments were carried out using randomized block designs, with four replicates. The cv. Zélia contributed the least to the GxE interaction. The cv. Viçosa performed similarly to cv. Rosa-claro. Optimization of GxE was obtained for cv. CMS 42 for a favorable mega-environment, and for cv. CMS 43 for an unfavorable environment. Multivariate analysis supported the results from the method of Eberhart & Russell. The graphic analysis of the Additive Main effects and Multiplicative Interaction (AMMI) model was simple, allowing conclusions to be made about stability, genotypic performance, genetic divergence between cultivars, and the environments that optimize cultivar performance. The graphic analysis of the Genotype main effects and Genotype x Environment interaction (GGE) method added to AMMI information on environmental stratification, defining mega-environments and the cultivars that optimized performance in those mega-environments. Both methods are adequate to explain the genotype x environment interactions.

Medidas do grau de precisão experimental em ensaios de competição de cultivares de milho

O objetivo deste trabalho foi avaliar a adequação de algumas estatísticas como medidas do grau de precisão experimental, e as relações entre elas. Foram usados os dados de produtividade de grãos de 101 ensaios de competição de cultivares de milho (Zea mays L.), realizados no Estado do Rio Grande do Sul, nos anos agrícolas 2002/2003, 2003/2004 e 2004/2005. Foi estudada a relação entre 12 estatísticas, estimadas para cada ensaio, e as análises de correlação de trilha e de agrupamento foram realizadas com base nessas estatísticas. Os limites de classe estabelecidos, a partir das estatísticas acurácia seletiva, herdabilidade, coeficiente de determinação e valor do teste F para cultivar, mostraram-se adequados para estimar o grau de precisão experimental de ensaios de competição de cultivares de milho. Por essas estatísticas, 89% dos ensaios de competição de cultivares de milho apresentaram precisão alta ou muito alta e 5% dos ensaios poderiam ser escartados em razão da insuficiência na precisão experimental. As estatísticas acurácia seletiva, herdabilidade, coeficiente de determinação e valor do teste F para cultivar têm relação direta entre si e são mais adequadas do que o coeficiente de variação e a diferença mínima significativa pelo teste de Tukey, em percentagem da média, para avaliação da precisão experimental em ensaios de competição de cultivares de milho.