Models and applications for risk assessment and prediction of Asian soybean rust epidemics

Asian rust of soybean [Glycine max (L.) Merril] is one of the most important fungal diseases of this crop worldwide. The recent introduction of Phakopsora pachyrhizi Syd. & P. Syd in the Americas represents a major threat to soybean production in the main growing regions, and significant losses have already been reported. P. pachyrhizi is extremely aggressive under favorable weather conditions, causing rapid plant defoliation. Epidemiological studies, under both controlled and natural environmental conditions, have been done for several decades with the aim of elucidating factors that affect the disease cycle as a basis for disease modeling. The recent spread of Asian soybean rust to major production regions in the world has promoted new development, testing and application of mathematical models to assess the risk and predict the disease. These efforts have included the integration of new data, epidemiological knowledge, statistical methods, and advances in computer simulation to develop models and systems with different spatial and temporal scales, objectives and audience. In this review, we present a comprehensive discussion on the models and systems that have been tested to predict and assess the risk of Asian soybean rust. Limitations, uncertainties and challenges for modelers are also discussed.

Avaliação de parâmetros monocíclicos e da intensidade da ferrugem asiática (Phakopsora pachyrhizi) em diferentes genótipos de soja e posições de copa

A ferrugem da soja destacou-se nas últimas safras devido à alta severidade que vem causando nas lavouras de soja. Diversos estudos estão em andamento, para buscar informações sobre a resistência genética dos cultivares atualmente plantados. O objetivo do trabalho foi estudar parâmetros monocíclicos e o progresso da ferrugem da soja em diferentes genótipos e posições da copa, em casa-de-vegetação. Foram utilizados 7 cultivares (Uirapuru e BRS 134 Pintado, BRS 154, BRS 215, FT 2, BRS 231) e uma PI 459025 com gene de resistência Rpp4, inoculados com suspensão de esporos de Phakopsora pachyrhizi. Foram estudados para cada genótipo os períodos de incubação e latente. A avaliação de incidência da ferrugem foi realizada na planta toda e a da severidade a partir do aparecimento dos sintomas, a cada cinco dias, até o decl��nio das plantas em três posições na copa. Os valores foram transformados em área abaixo da curva de progresso da incidência (AACPI) e da severidade (AACPS) da doença. O período de incubação foi de seis dias para todos genótipos avaliados. Entretanto, o período latente variou de 6 a 12 dias. Houve diferença significativa entre os cultivares para AACPI. Os cultivares BRS 134, FT 2 e BRS 231 apresentaram maior valor de AACPI, diferenciando dos demais cultivares. Entre os cultivares com menor valor de AACPI destacou-se a PI 459025. Variação na intensidade da doença nos 8 genótipos avaliados, em relação à posição da copa, só pode ser observada para o terço médio da planta.

Período latente e uso da análise de componentes principais para caracterizar a resistência parcial à ferrugem da soja

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a reação quanto à resistência parcial causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi Sydow., em 68 genótipos de soja (Glycine max L. Merril). O experimento foi realizado em Uberl��ndia-MG, em casa de vegetação, durante o período de dezembro de 2004 a fevereiro de 2005 e constou de três épocas de avaliação. Foram avaliadas as seguintes características de resistência: Período Latente Médio (PLM), número médio de pústulas por fol��olo e severidade da ferrugem. Com base nas variáveis, número médio de pústulas por fol��olo e severidade da ferrugem calculou-se a área abaixo da curva de progresso da doença. Após, realizou-se a análise de variância, e as médias foram comparadas pelo teste de Scott Knott, ao nível de 5% de probabilidade. Foram encontradas diferenças significativas entre os genótipos para número médio de pústulas por fol��olo e severidade da ferrugem, aos doze dias após a inoculação. O mesmo foi encontrado para área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD) para severidade. Com base no período latente médio discriminaram-se dois grupos de genótipos: parcialmente resistentes e suscetíveis. Presume-se que a Resistência Parcial (RP) à ferrugem asiática da soja deve ser avaliada em condições de média epidemia, que aconteceu na segunda época de avaliação para todos os caracteres avaliados. O agrupamento de genótipos, pela análise multivariada de componentes principais, permitiu a discriminação de genótipos parcialmente resistentes. Três genótipos (números 4, 41, e 42), referentes aos parentais Cristalina e IAC 100, apresentaram maior resistência parcial á ferrugem da soja.

Sobrevivência de Bradyrhizobium japonicum em sementes de soja tratadas com fungicidas e os efeitos sobre a nodulação e a produtividade da cultura

A fim de garantir patamares mais elevados de fixação biol��gica de nitrogênio (FBN) e a sanidade das sementes de soja, o objetivo do estudo foi avaliar a influência da aplicação de diferentes fungicidas na sobrevivência de bactérias fixadoras de nitrogênio em sementes de soja e seus efeitos na nodulação das plantas e no rendimento de grãos da cultura. As avaliações de sobrevivência foram realizadas por meio do número mais provável-NMP (processo direto e indireto). Foram conduzidos ensaios sob condições de casa de vegetação, em vasos com terra não esterilizada e estudo a campo, num Latossolo Vermelho Distrófico. Os resultados obtidos demonstraram que as estirpes de rizóbio podem ser afetadas por determinados fungicidas aplicados às sementes de soja. No estudo conduzido sob condições controladas de casa de vegetação com terra de mata nativa, verificou-se um efeito negativo da aplicação dos fungicidas, promovendo redução no número e na matéria seca dos nódulos. Na avaliação a campo, em solos com população estabelecida de Bradyrhizobium japonicum/ B. elkanii, a nodulação e o rendimento de grãos da soja não foram afetados pelos diferentes fungicidas avaliados.

Desempenho de uma semeadora-adubadora direta, em função da velocidade de eslocamento e do tipo de manejo da biomassa da cultura de cobertura do solo

O objetivo do presente trabalho foi estudar o desempenho de uma semeadora-adubadora, operando em duas velocidades sobre a palhada da cultura do milheto (Pennisetum glaucum (L.) R. Brown), após diferentes manejos, na semeadura direta da cultura da soja (Glycine Max L.). O experimento foi realizado com seis tratamentos, em esquema fatorial, delineados em blocos ao acaso, com quatro repetições. Os tratamentos combinaram três manejos (triturador de palhas tratorizado, rolo- faca e herbicida) com duas velocidades de deslocamento da semeadora-adubadora (5,2 e 7,3 km h-1). Foram analisadas as seguintes variáveis: acúmulo e decomposição de massa seca do milheto, índice de emergência da cultura da soja, uniformidade de distribuição longitudinal de sementes, capacidade de campo efetiva da semeadora-adubadora e produtividade da soja. Os resultados mostraram que não houve diferença na decomposição da massa de milheto após os manejos e que esses, juntamente com a velocidade de deslocamento do conjunto trator-semeadora-adubadora, não influenciaram no número de dias para a emergência das pl��ntulas de soja e na distribuição longitudinal das sementes. A capacidade de campo efetiva da semeadora-adubadora foi maior na velocidade mais alta. O rendimento de grãos não diferiu significativamente nos tratamentos estudados.

Programa computacional para o dimensionamento de colhedoras considerando a pontualidade na colheita de soja

A colheita de soja (Glycine max (L.) Merril) é uma operação crítica que pode sofrer atrasos resultando em perdas na quantidade e na qualidade do material colhido. Embora o valor das perdas seja desconhecido no País, os produtores empregam colhedoras com reserva de capacidade para concluir a operação no menor prazo possível. O excesso de capacidade aumenta os custos fixos e a falta dela aumenta os custos das perdas por atraso e, em ambos os casos, reduzem a renda l��quida da operação, ao que se denomina custo de pontualidade. O problema do dimensionamento consiste em ajustar o custo do capital extra investido na capacidade da máquina para garantir a pontualidade e o custo das perdas por atraso, buscando maximizar a renda l��quida. Devido à importância da cultura e da pontualidade, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do atraso no dimensionamento da frota e no custo da operação de colheita. Para tanto, desenvolveu-se um modelo computacional em linguagem Borland® Delphi 5.0, em que a entrada de dados inclui os atributos da região agroclimática, da colhedora e das cultivares de soja. O resultado é a renda l��quida como indicador da pontualidade na operação para a colhedora selecionada. O programa foi utilizado para simular cenários numa propriedade na região de Ponta Grossa - PR, e os valores obtidos revelaram que a frota de colhedoras da propriedade opera com capacidade ociosa, produzindo renda l��quida abaixo do potencial.

Efeito de pontas de pulverização no controle químico da ferrugem da soja

O controle químico eficiente da ferrugem asiática da soja depende da correta seleção da ponta de pulverização. Este trabalho teve o objetivo de avaliar o efeito da utilização de diferentes pontas de pulverização na aplicação de fungicida para o controle da ferrugem da soja. O ensaio foi conduzido no delineamento em blocos ao acaso, com quatro repetições, em esquema fatorial (4 x 2) + 1: quatro tipos de ponta de pulverização (jato plano defletor duplo, jato plano duplo com pré-orifício e jato cônico vazio com e sem indução de ar), dois volumes de aplicação (150 e 200 L ha-1) e um tratamento adicional que não recebeu fungicida. Realizou-se a semeadura direta da cultivar de soja M-SOY 8008 (ciclo precoce), avaliando-se, após a aplicação do fungicida tebuconazole, a deposição de calda no dossel da cultura, a severidade da ferrugem, o grau de desfolha e a produtividade. Concluiu-se que não houve influência dos tipos de pontas de pulverização e dos volumes de calda no controle da ferrugem. Na parte inferior do dossel, a cobertura proporcionada com a utilização das quatro pontas foi inferior a 7% da área, sendo, portanto, necessário buscar estratégias que incrementem essa deposição. O fungicida reduziu a severidade da ferrugem da soja, o que refletiu na produtividade, que foi, em média, 157% superior à obtida na testemunha.

Test for alternative indicator of soybean sowing depth

Among studies focused on increasing soybean grain yield, the ones related to sowing process are the most significant. Considering that soybean has an epigeal emergence, it becomes difficult to hint at the length covered by hypocotyl up to soil surface, or the actual planting depth. This study aimed to find an indicator that allows the identification of an ideal soybean planting depth. For this purpose, two complementary assays has been carried out in a greenhouse. The first aimed to identify structures that could be indicators of seed planting depth, on a medium-textured soil from Campos Gerais region, in the state of Paraná, Brazil. Spring NK 8350 cultivar seeds were sown at five theoretical depths (1, 2, 3, 4 and 5 cm). As seedlings emerged, the “differentiation zone” and the “root curve” depths were measured. The second assay was the validation of the suggested indicators in assay 1 from two soils, one medium-textured and one clay-textured. For this assay, it was used BRS 232. Both the methodologies showed high correlation with the theoretical planting depth. Although their correlation coefficient values were close, the differentiation zone appeared to be the most efficient reference with less planting depth overestimation.

Avaliação de herbicidas no controle de plantas daninhas na cultura da soja

Foi conduzido em Serranópolis, GO, um ensaio objetivando avaliar a eficiência e a seletividade de herbicidas no controle de plantas daninhas na cultura da soja (Glycine max (L.) Merril), utilizando-se os seguintes tratamentos: A) 100 g/ha de imazethapyr (ácido 2-[4,5-dihidro-4-metil-4(1-metiletil)-5-oxo-1H-imidazol-2-ilo]-5-etil-3-piridinacarboxilico) + surfactante, a 0,25% v/v; B) tratamento A e 15 dias após, 230 g/ha de sethoxydim (2-1-etoximino-butil-5-2(etiltio)-propil-3-hidroxi-2-ciclohexeno-1-ona) + óleo mineral, a 0,25% v/v; C) 230 g/ha de sethoxydim + óleo mineral, a 0,25% v/v; D) 480 + 200 + 230 g/ha de bentazon (3-isopropil-2,1,3-benzotiadiazinona-(4)-2,2-dióxido) + fomesafen (5-)2-cloro-4-(trifluorometil-fenoxi)N-metilsulfonil-2-nitrobenzamida) + sethoxydim + óleo mineral, 0,25% v/v; E) 150 g/ha de imazaquim (2-[4,5-dihidro-4-metil-4-(1-metiletil)-5-oxo-1H-imidazol-2-ilo]-3-quinolinacarboxílico) pré-e e 230 g/ha de sethoxydim + óleo mineral, 0,25% v/v; F) 250 g/ha de fomesafen + 187 g/ha de fluazipop-p-butil (butil-(R)-2-(4-(5-trifluorometil-2-piridiloxi)-fenoxi)-propionato) + surfactante a 0,2% v/v; G) 120 g/ha de imazethapyr + surfactante a 0,2% v/v; H) testemunha capinada; I) testemunha não capinada. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso, com quatro repetições. O capim-custódio (Pennisetum setosum (Swartz) L. Rich) foi eficientemente controlado por todos os tratamentos químicos, enquanto a falsa-serralha (Emilia sonchifolia DC.) foi somente pelo tratamento D. O capim-carrapicho (Cenchrus echinatus L.) por C, D, E e F. O joá-de-capote (Nicandra physaloides (L.) Pers.) por D.F. e G. Ocorreram injúrias iniciais às plantas de soja, nos tratamentos D, E. e F. As alturas de plantas e de inserção da primeira vagem, al��m do rendimento de grãos, não foram influenciados significativamente pelos herbicidas.

Efeitos da interação de ácido ferúlico e glifosate em soja

Um experimento foi conduzido com soja [Glycine max (L.) Merr.] cv. Ramson, em condições de casa-de-vegetação, com o objetivo de obter resposta de crescimento ao herbicida glifosate [N-(fosfonometil) glicina] (GLI), com atividades hormonais, em interação com ácido ferúlico (ácido 4-hidróxi-3-metóxi-t-cinâmico) (AF), substância alelopática encontrada na resteva de trigo em situações de semeadura direta, que pudessem favorecer sua competição com as espécies daninhas. Glifosate foi usado nas doses de 0,0, 0,75, 1,5, 2,25 e 3,0 kg/ha e ácido ferúlico nas doses de 0,75, 150, 225 e 300 ppm. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso em um arranjo fatorial 5x5 dos tratamentos, com quatro repetições. Vasos de papel encerado continham 1,0 kg de terra na proporção de 3:2 (argila/areia), com duas plantas/vasos. A duração do experimento foi de 22 dias. Aplicações de AF e GLI causaram estiolamento da parte aérea das plantas de soja e redução da biomassa das raízes. Foram observados aumentos de biomassa a parte aérea da soja por AF e reduções por CLI.

Efeitos de ácido ferúlico em interações com densidades de soja e caruru

Um experimento foi conduzido sob condições de casa-de-vegetação com o objetivo de avaliar os efeitos de ácido ferúlico (ácido 4-hidróxi-3-metóxi-t-cinâmico) sobre combinações de densidade de soja [Glycine max (L.) Merr. cv. Bragg] com caruru (Amaranthus retroflexus L.) num modelo substitutivo de competição. As proporções de plantas de soja para caruru estabelecidas por vaso foram de 4:0, 3:2, 2:4, 1:6 e 0:8. As doses de ácido ferúlico foram de zero, 500 e 1000 ppm. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com quatro repetições. A duração do experimento foi de 33 dias. Houve atraso de dois e três dias na emergência da soja, nas doses de 500 e 1000 ppm de ácido ferúlico, respectivamente. A altura das plantas de soja aumentou nas menores proporções de soja: caruru e com doses crescentes de ácido ferúlico, observando-se o oposto para o caruru. Reduções na biomassa seca por planta da parte aérea e das raízes de soja foram observadas com aumentos de proporção de plantas de soja, ao contrário do caruru. Doses crescentes de ácido ferúlico reduziram a biomassa seca da parte aérea por planta de caruru, reduzindo a produção total relativa. A competição intra-específica em cultura pura foi maior em soja do em caruru. A soja foi mais competitiva que caruru até os 33 dias após o plantio. Ácido ferúlico afetou a competitividade de caruru em maior grau do que a soja.

Influência da cobertura morta no comportamento dos herbicidas imazaquin e clomazone

Experimentos de campo e bioensaios em casa-de-vegetação foram realizados para se estudar a influência da cobertura morta de trigo (Triticum aestivum L.) no comportamento dos herbicidas imazaquin {ácido 2-[4,5 dihidro-4-metil-4-(1-metiletil)-5-oxo-1H-imidazol-2-ilo]-3-quinolinacarboxílico} e clomazone {2-[(2-clorofenil)metil]-4,4-dimetil-3-isoxazolidinona}, aplicados em pré-emergência na cultura da soja [Glycine max (L.) Merril], no sistema de plantio direto. O clomazone mostrou evidências de ter sido interceptado pela cobertura morta. A presença da cobertura morta não influiu na retenção do imazaquin, sendo este lixiviado da palha para o solo com as chuvas que ocorreram após a aplicação.

Simulação da soja geneticamente modificada tolerante ao glyphosate por meio do cultivo de explantes

O objetivo do experimento consistiu na simulação in vitro da soja transgênica tolerante ao glyphosate, através do cultivo de explantes em meios de cultura contendo aminoácidos aromáticos. As avaliações basearam-se nos efeitos do glyphosate sobre sementes oriundas de explantes de soja (Glycine max (L.) Merr.) cv. UFV-16. Para tanto, explantes de soja foram cultivados em meios de cultura l��quidos com pH em torno de 5,0. Cada explante constou de um legume completamente expandido contendo duas sementes de aproximadamente 100 mg, conectada a um segmento de caule de 45 mm de comprimento. Os tratamentos testados foram: A = glutamina (Gln); B = Gln + fenilalanina (Phe) + tirosina (Tyr) + triptofano (Trp); C = Gln + glyphosate; D = Gln + Phe + Tyr + Trp + glyphosate. O experimento foi conduzido sob irradiância de 80 mmol-2s-1 a 25oC por 204 horas. Nos tratamentos que receberam aminoácidos aromáticos e glutamina, o herbicida não afetou as massas fresca e seca das sementes, como também, não afetou seus constituintes bioquímicos (proteínas, óleo, ácidos graxos, carboidratos e clorofilas). Portanto, a suplementação exógena de aminoácidos aromáticos suprime os efeitos fitotóxicos do glyphosate sobre explantes de soja, permitindo estudos sobre o seu modo de ação e metabolismo nas sementes, uma vez que os explantes se comportaram analogamente à soja transgênica não suscetível ao herbicida.

Alterações químicas em grãos de soja com a germinação

A soja apresenta importância comercial e nutricional, embora apresente fatores que possam diminuir o aproveitamento de nutrientes. A germinação tem efeito positivo na melhora nutricional do grão, pois ocorrem mudanças, as quais variam dependendo do tipo do vegetal, da variedade da semente e das condições da germinação. O trabalho teve por objetivo analisar grãos de soja antes e após germinação de 48 horas. Para isso foram quantificados: composição centesimal, inibidores de tripsina, ácido fítico, taninos, fenólicos totais, teor de ferro, disponibilidade de ferro in vitro, digestibilidade da proteína e atividade antioxidante (pelos métodos DPPH e ABTS). A germinação apresentou efeito na composição química e disponibilidade de proteínas e de ferro. Em relação aos teores de taninos, carboidratos disponíveis e atividade antioxidante pelos métodos DPPH e ABTS, houve redução significativa. O processo de germinação promoveu aumento do teor de umidade, lipídio, proteína, fibra sol��vel, digestibilidade in vitro de proteína e fenólicos totais. Não apresentou diferença estatística para os teores de cinzas, fibra insol��vel, disponibilidade e teor de ferro, ácido fítico e atividade inibitória de tripsina. Apesar do período curto de germinação utilizado (48 horas) ocorreram mudanças em sua composição que foram satisfatórias, proporcionando aumento da qualidade nutricional.

Optimization of extrusion variables for the production of snacks from by-products of rice and soybean

This study aimed to define the process conditions to obtain snacks from the by-products of rice and soybean with physical characteristics suitable for marketing. Therefore, the effects of moisture and extrusion temperature on the expansion and color of the products obtained experimentally obtained were evaluated, and the proximate composition of the by-products and that of the snack with greater desirability were determined. Response surface methodology and rotational central composite design were used, and desirability test based on the regression models adjusted was applied. The most desirable snack, with the highest expansion index (3.39), specific volume (13.5 mL.g-1), and the chromaticity coordinate a* (2.79), was obtained under 12 g.100 g-1 moisture and 85ºC of temperature in the third zone of the extruder. The snack produced under these conditions attained content of protein and lipid content 41 and 64% higher than that of the traditional corn snack. It can be concluded that producing extruded snack made form a mixture of broken grains, rice bran, and soybean okara (81:9:10) is technologically feasible, enabling the development of a new product with good nutritional value that can improve the diet of children, the main consumers of this type of food.