Spatial variability of soil physical properties in two management systems in sugarcane crop

O objetivo deste trabalho foi caracterizar a variabilidade espacial da densidade do solo (Ds), teor de água no solo (θ) e porosidade total (Pt) em dois sistemas de manejo da colheita da cana-de-açúcar, com queima e sem queima, em um Latossolo Vermelho, na camada de 0-0,20 m. A área de estudo está localizada no município de Rio Brilhante-MS, na Usina Eldorado. A parcela de cada talhão apresentou malha com comprimento de 180 m e largura de 145,6 m, perfazendo 90 pontos distribuídos na forma de uma grade de nove colunas por dez linhas, com pontos distanciados 20 m de seu vizinho. Foram coletadas amostras de solo na camada de 0-0,20 m, nos anos agrícolas de 2007/2008 e 2008/2009. O sistema de colheita com queima apresentou maior densidade em relação ao mecanizado, nos dois períodos de análise. O teor de água no solo, assim como a porosidade, teve aumento proporcional com relação à diminuição da densidade do sistema de colheita com queima para com o mecanizado.

Signal transduction-related responses to phytohormones and environmental challenges in sugarcane

Background: Sugarcane is an increasingly economically and environmentally important C4 grass, used for the production of sugar and bioethanol, a low-carbon emission fuel. Sugarcane originated from crosses of Saccharum species and is noted for its unique capacity to accumulate high amounts of sucrose in its stems. Environmental stresses limit enormously sugarcane productivity worldwide. To investigate transcriptome changes in response to environmental inputs that alter yield we used cDNA microarrays to profile expression of 1,545 genes in plants submitted to drought, phosphate starvation, herbivory and N-2-fixing endophytic bacteria. We also investigated the response to phytohormones (abscisic acid and methyl jasmonate). The arrayed elements correspond mostly to genes involved in signal transduction, hormone biosynthesis, transcription factors, novel genes and genes corresponding to unknown proteins.Results: Adopting an outliers searching method 179 genes with strikingly different expression levels were identified as differentially expressed in at least one of the treatments analysed. Self Organizing Maps were used to cluster the expression profiles of 695 genes that showed a highly correlated expression pattern among replicates. The expression data for 22 genes was evaluated for 36 experimental data points by quantitative RT-PCR indicating a validation rate of 80.5% using three biological experimental replicates. The SUCAST Database was created that provides public access to the data described in this work, linked to tissue expression profiling and the SUCAST gene category and sequence analysis. The SUCAST database also includes a categorization of the sugarcane kinome based on a phylogenetic grouping that included 182 undefined kinases.Conclusion: An extensive study on the sugarcane transcriptome was performed. Sugarcane genes responsive to phytohormones and to challenges sugarcane commonly deals with in the field were identified. Additionally, the protein kinases were annotated based on a phylogenetic approach. The experimental design and statistical analysis applied proved robust to unravel genes associated with a diverse array of conditions attributing novel functions to previously unknown or undefined genes. The data consolidated in the SUCAST database resource can guide further studies and be useful for the development of improved sugarcane varieties.

Transcription profiling of signal transduction-related genes in sugarcane tissues

A collection of 237,954 sugarcane ESTs was examined in search of signal transduction genes. Over 3,500 components involved in several aspects of signal transduction, transcription, development, cell cycle, stress responses and pathogen interaction were compiled into the Sugarcane Signal Transduction (SUCAST) Catalogue. Sequence comparisons and protein domain analysis revealed 477 receptors, 510 protein kinases, 107 protein phosphatases, 75 small GTPases, 17 G-proteins, 114 calcium and inositol metabolism proteins, and over 600 transcription factors. The elements were distributed into 29 main categories subdivided into 409 sub-categories. Genes with no matches in the public databases and of unknown function were also catalogued. A cDNA microarray was constructed to profile individual variation of plants cultivated in the field and transcript abundance in six plant organs (flowers, roots, leaves, lateral buds, and 1(st) and 4(th) internodes). From 1280 distinct elements analyzed, 217 (17%) presented differential expression in two biological samples of at least one of the tissues tested. A total of 153 genes (12%) presented highly similar expression levels in all tissues. A virtual profile matrix was constructed and the expression profiles were validated by real-time PCR. The expression data presented can aid in assigning function for the sugarcane genes and be useful for promoter characterization of this and other economically important grasses.

Carotenoid production by Rhodotorula rubra cultivated in sugarcane juice, molasses, and syrup

A produção de biomassa e de carotenoides por Rhodotorula rubra foi estudada em meios à base de caldo, melaço e xarope de cana. Avaliou-se o efeito da suplementação dos meios com nitrogênio na forma de ureia ou do nutriente comercial Nitrofos KL. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, no esquema fatorial 3 × 3, sendo um dos fatores o substrato (caldo, melaço e xarope) e o outro a suplementação (controle, ureia e Nitrofos KL). Os resultados foram submetidos à análise de variância e teste de Tukey a 5% de probabilidade. As maiores produções de massa seca de levedura foram obtidas no meio à base de melaço suplementado com ureia ou Nitrofos KL (15,09 e 14,87 g/L, respectivamente). A produção de carotenoides intracelular foi elevada em todos os meios estudados sem suplementação (0,329 mg/g). Para a produção volumétrica, o melhor meio foi o melaço (2,74 mg/L), enquanto a suplementação com ureia e com Nitrofos KL produziu 2,55 e 2,32 mg/L, respectivamente. Os principais carotenoides produzidos foram toruleno, torularrodina e β-caroteno. No meio à base de caldo de cana sem suplementação, houve o menor consumo de carboidratos, enquanto que o meio com suplementação à base de ureia obteve o maior consumo.

Analysis of gene expression profiles under water stress in tolerant and sensitive sugarcane plants

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Spittlebug impacts on sugarcane quality and ethanol production

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Efeito de Diferentes Volumosos sobre a Degradabilidade in situ de Nutrientes e Variáveis da Fermentação Ruminal, Mediante a Aplicação da Somatotropina Bovina

The objective of this work was to evaluate the effect of diets with different forages (sugarcane, corn silage, hydrolyzed bagasse and sugarcane + corn silage) on the ruminal Fermentation and ruminal nutrients degradability, by the application of bovine somatotropin. Three bovines with ruminal cannulas were used in a factorial scheme (4 x 2). The pH, number of protozoa, ammonia and volatile fatty acids concentration were quantified. The potential and the effective degradability and degradation rate of dry matter and crude protein in each diet were evaluated, beyond gross energy disappearance. There were differences among diets on the effective degradability of dry matter and potential degradability, effective degradability and potentially degradable fraction of crude protein, being verified the same for the rBST application. There was effect of different forages on the variables of ruminal Fermentation. The treatments did not affect the gross energy disappearance. The rBST application did not affect the variables of ruminal fermentation.

Bagaço de cana-de-açúcar tratado com hidróxido de sódio

O experimento foi conduzido com o objetivo de avaliar a composição química e a digestibilidade in vitro da matéria seca (MS) do bagaço de cana-de-açúcar contendo 60% de MS submetido a doses crescentes de hidróxido de sódio (NaOH) (0; 2,5; 5 e 7,5% de uma solução 2:1 de água:NaOH na MS) em diferentes períodos de tratamento (1, 3, 5 e 7 dias). Foram utilizados baldes plásticos com capacidade de 10 L, mantidos em uma câmara climática à temperatura constante de 25ºC. Não foi verificado efeito dos tratamentos (dose de NaOH e dias de tratamento) sobre os teores de PB, que apresentaram valor médio de 1,6%. A MS aumentou com os dias de tratamento, não sendo observadas alterações para essa variável em relação às doses crescentes de NaOH. Foi observada redução das frações de FDN, FDA, celulose (CEL), hemicelulose (HEM) e lignina (LIG). A digestibilidade in vitro da matéria seca (DIVMS) e o teor de sódio aumentaram quando o bagaço de cana foi submetido a doses crescentes de NaOH, mas não foi observado efeito do período de tratamento sobre essas variáveis. O valor nutritivo do bagaço de cana é melhorado com a adição de NaOH, comprovado pela redução nos constituintes da parede celular e pelo aumento na DIVMS.

Digestion of feed fractions and intake of heifers fed hydrolyzed sugarcane stored for different periods

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Characteristics of forage and feeding behavior of Nellore heifers fed hydrolyzed sugarcane

The objective of this study was to evaluate the chemical characteristics of the forage and ingestive behavior of Nellore heifers fed hydrolyzed sugarcane in different periods of storage. Twenty-four heifers with initial body weight of 119.6±8.1 kg were utilized. The experimental design was completely randomized, in which the treatments were diets with fresh sugarcane and hydrolyzed sugarcane (5 g of lime kg-1 of chopped sugarcane) stored for 24, 48 or 72 hours as the only roughage. The addition of lime to sugarcane associated with its storage up to 72 hours provided an increase of 20% of the potentially degradable cell wall of carbohydrates, from 382.4 to 458.8 g kg-1 of total carbohydrates. The in vitro digestibility of dry matter was altered by the storage of hydrolyzed sugarcane, increasing 7.08% when the storage time was increased from 24 to 72 hours. Heifers fed fresh sugarcane remained more time consuming compared with heifers fed other diets. The time used for water intake was not influenced by the diet. The rumination time presented a quadratic variation in relation to storage time of the hydrolyzed sugarcane, with higher values for the of hydrolyzed sugarcane diets stored for 48 hours. Heifers fed hydrolyzed sugarcane spent more time on other activities than those fed fresh sugarcane. The supply of hydrolyzed sugarcane stored up to 72 hours in the proportion of 600 g kg-1 of dry matter in the diet, alters the intake patterns, reducing the feed intake in Nellore heifers.

Influence of different supplements and sugarcane (Saccharum officinarum L.) cultivars on intake, digestible variables and methane production of dairy heifers under tropical conditions

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Avaliação da queima e da adição de milho desintegrado com palha e sabugo na ensilagem de cana-de-açúcar

Neste trabalho, avaliou-se a fermentação da cana-de-açúcar queimada, ensilada com ou sem uso de aditivo seco. Os tratamentos (seis no total) consistiram da silagem de cana crua ou queimada, adicionada de 0, 50 ou 100 g/kg de milho desintegrado com palha e sabugo (MDPS), com base no peso verde da forragem. Foram determinados os teores de MS, PB, nitrogênio insolúvel em detergente ácido (NIDA), FDN, FDA, celulose, hemicelulose e lignina. Na avaliação das características fermentativas, foram determinados os valores de carboidratos solúveis, o poder tamponante, o pH e as concentrações de nitrogênio amoniacal e etanol. Como características microbiológicas, avaliou-se o desenvolvimento de leveduras. A inclusão de MDPS elevou os teores de MS e reduziu discretamente os teores de N-NH3 e etanol das silagens, não ocasionando efeito nos valores de pH e na população de leveduras. A presença do fogo reduziu a concentração de MS das silagens, elevou os teores de etanol e leveduras e diminuiu os teores de N-NH3. A fermentação etanólica durante a ensilagem não foi controlada com a inclusão de aditivo seco ou com o uso do fogo.

Estimation and evaluation of dynamic properties as indicators of changes on soil structure in sugarcane fields of São Paulo State - Brazil

The indiscriminate management and use of soils without moisture control has changed the structure of it due to the increment of the traffic by agricultural machines through the years, causing in consequence, a soil compaction and yield reduction in the areas of intensive traffic. The purpose of this work was to estimate and to evaluate the performance of preconsolidation pressure of the soil and shear stress as indicators of changes on soil structure in fields cropped with sugarcane, as well as the impact of management processes in an Eutrorthox soil structure located in São Paulo State. The experimental field was located in Piracicaba's rural area (São Paulo State, Brazil) and has been cropped with sugarcane, in the second harvest cycle. The soil was classified by Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) [Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA), 1999. Centro Nacional de Pesquisa de Solos. Sistema Brasileiro de Classificao de Solos, Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA), Brasilia, 412 pp.] as an Eutrorthox. Undisturbed samples were collected and georeferenced in a grid of 60 m x 60 m from two depths: 0-0.10 m (superficial layer - SL) and in the layer of greatest mechanical resistance (LGMR), previously identified by cone index (CI). The investigated variables were pressure preconsolidation (sigma(p)), apparent cohesion (c) and internal friction angle (phi). The conclusions from the results were that the SLSC was predicted satisfactorily from up as a function of soil moisture; thus, decisions about machinery size and loading (contact pressures) can be taken. Apparent cohesion (c), internal friction angle (phi) and the Coulomb equation were significantly altered by traffic intensity. The sigma(p), c and phi maps were shown to be important tools to localize and visualize soil compaction and mechanical resistance zones. They constitute a valuable resource to evaluate the traffic impact in areas cropped with sugarcane in State of São Paulo, Brazil. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Teores de lignina e celulose em plantas de cana-de-açúcar em função da aplicação de maturadores

O objetivo deste trabalho foi avaliar os teores de lignina e celulose em plantas de cana-de-açúcar após a aplicação de dois maturadores para a colheita. O experimento foi conduzido em uma área de cana-soca, cultivar SP 803280, no município de Igaraçu do Tietê/SP. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com quatro repetições. Os tratamentos constituíram-se da aplicação de dois maturadores: sulfometuron-methyl (Curavial) e glyphosate (Roundup original). As doses utilizadas foram: glyphosate a 72 g e.a. ha-1; glyphosate a 144 g e.a. ha-1 ; glyphosate a 72 g e.a. ha-1 + sulfometuron methyl a 10 g p.c. ha-1; glyphosate a 108 g e.a. ha-1 + sulfometuron-methyl a 12 g p.c. ha-1; sulfometuron-methyl a 20 g p.c. ha-1; e a testemunha sem aplicação de maturadores. As análises de lignina e celulose foram realizadas pelo método lignina em detergente ácido modificado. O glyphosate e o sulfometuron-methyl alteraram os níveis de lignina no momento da colheita, e esse efeito foi observado também durante o crescimento da cana-de-açúcar (meses após a aplicação desses produtos). O glyphosate a 72 g e.a. ha-1 promoveu reduções nos teores de lignina, na colheita e durante o crescimento da cana-de-açúcar, quando comparados com os da testemunha, enquanto o sulfometuron-methyl isolado na menor dose (10 g ha-1) promoveu aumento nos teores desse biopolímero na soqueira da cana-de-açúcar.