Response of rice cultivars to nitrogen in upland conditions

Against the background of a growing world population, rice (Oryza sativa L.) consumption is expected to grow faster than its production. Therefore, an appropriate question would be: how to increase productivity in the short-term? In this respect, it becomes important the implementation of modern agricultural production systems, such as upland rice with supplemental sprinkler irrigation. Additional information is needed to maximize the available resources, with special attention given to research on the use of nitrogen. This study aimed to evaluate the agronomic performance of commercial rice cultivars with different plant characteristics in upland conditions with supplemental sprinkler irrigation, when subjected to nitrogen in topdress application at the R1 stage (panicle differentiation). The experiment was arranged in a randomized block with split plot design, with 65 treatments, consisting of the combination of 13 cultivars in the plots, and five nitrogen levels in the subplots (0, 40, 80, 120 and 160 kg ha-1), with four replications. Genetic variability was detected among rice cultivars and the agronomic performance in response to the applied nitrogen. The topdressing application of nitrogen increases, in general, the production components and grain yield in rice. Cultivars BRS Primavera, Caiapó and IAC 202 stood out for grain yield, followed by Baldo, Carnaroli, BRS Curinga and IAC 500 with lower yields.

Eficiência de diferentes moléculas na redução dos sintomas da queima das bainhas em arroz e no crescimento de Rhizoctonia solani in vitro

Este estudo verificou a eficiência da aplicação de diferentes moléculas em reduzir o comprimento relativo da lesão (CRL) da queima das bainhas em arroz. Plantas dos cultivares BR-Irga 409 e Labelle foram cultivadas em solução nutritiva e inoculadas com Rhizoctonia solani, no estádio de máximo perfilhamento. Às 24 horas antes da inoculação, as bainhas das plantas foram pulverizadas com soluções de silicato de potássio (SP), silicato de potássio + fósforo (SP+F), Acibenzolar-S-Metil (ASM), fungicida Carbendazim, quitosana desacetilada (QD), etileno (ET) e fosfito de potássio (FP). Plantas cujas bainhas foram pulverizadas com água destilada serviram como testemunhas. O efeito das moléculas contidas nesses produtos no crescimento micelial de R. solani foi testado in vitro. Para BR-Irga 409, o CRL foi menor com a aplicação do FP, em relação aos demais tratamentos, exceto o Carbendazim. A aplicação do Carbendazim reduziu em 86,1% o CRL, em relação à testemunha. O CRL foi significativamente menor no cultivar BR-Irga 409 do que no 'Labelle', com aplicação do FP. O crescimento micelial de R. solani foi reduzido apenas pelo FP e Carbendazim, em comparação com os demais tratamentos. Não houve diferença significativa entre os tratamentos testemunha, SP e SP+F para a concentração de Si nas bainhas das plantas dos dois cultivares.

Effect of acetic acid on rice seeds coated with rice husk ash

Flooded rice cultivation promotes anaerobic conditions, favoring the formation of short chain organic acids such as acetic acid, which may be toxic to the crop. The objective of this study was to evaluate the effect of acetic acid on rice seeds coated with rice husk ash. The experiment was arranged in a 2 x 5 x 5 factorial randomized design, with two cultivars (IRGA 424 and BRS Querência), five doses of coating material (0, 2, 3,4 e 5 g kg-1 seed) and five concentrations of acetic acid (0, 3, 6, 9 and 12 mM), with 4 replications, totaling 50 treatments. The variables first count of germination, germination, shoot and root length, dry weight of shoots and roots were recorded. The results showed that coating rice seeds with rice husk ash up to 5 g kg-1 seed does not influence the performance of rice seeds of cultivars IRGA 424 and BRS Querência when exposed to concentrations of 12 mM acetic acid. The presence of acetic acid in the substrates used for seed germination reduced the vigor and viability of seeds of cultivars IRGA 424 and BRS Querência, as well as seedling development, affecting mainly the roots of BRS Querência.

Mecanismos de abertura do sulco e da adubação nitrogenada em arroz de terras altas

A cultura do arroz adapta-se pouco ao sistema plantio direto (SPD) em razão da maior compactação da camada superficial do solo, devido ao intenso tráfego de máquinas e não mobilização do solo. Nesse caso, o mecanismo utilizado na semeadora para a abertura dos sulcos com a finalidade de deposição do adubo pode ter grande importância para facilitar a penetração das raízes e aumentar a porosidade do solo. Diante disso, propôs-se este estudo com o objetivo de avaliar o desenvolvimento e a produtividade do arroz de terras altas em sistema plantio direto, em razão de mecanismos de distribuição do adubo na semeadura e de doses de N em cobertura, em Selvíria, Mato Grosso do Sul. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados, utilizando-se um esquema fatorial 2 x 6, constituído por mecanismos de distribuição do adubo (haste escarificadora e disco duplo) e de doses de N em cobertura (0, 25, 50, 75, 100 e 125 kg ha-1), com quatro repetições. Concluiu-se que os mecanismos de distribuição do fertilizante não interferiram na produtividade de grãos do arroz de terras altas; o mecanismo do tipo haste escarificadora promoveu maior altura de plantas e maior número de grãos cheios nos dois anos de cultivo; a aplicação de nitrogênio em cobertura interferiu em algumas características agronômicas, produtivas e em componentes de rendimento de engenho; a produtividade do arroz aumentou até a dose de 69 kg ha-1 de N, no primeiro ano de cultivo.

Produtividade de arroz de terras altas em função de reguladores de crescimento

O uso de irrigação por aspersão e, ou, de níveis elevados de adubação, no arroz de terras altas, pode resultar no aumento da altura de plantas e, consequentemente, em maiores taxas de acamamento. Para resolver esse problema, podem-se utilizar reguladores vegetais, como forma de reduzir a altura da planta. Objetivou-se, com este trabalho, avaliar a eficiência de reguladores vegetais, aplicados no estádio de diferenciação do primórdio da panícula, na redução da altura da planta, e suas consequências nos componentes da produção e da produtividade de grãos do arroz de terras altas, cv. Primavera, irrigado por aspersão. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, dispostos em esquema fatorial 3x4, com quatro repetições. Os tratamentos foram: cloreto de mepiquat e etil-trinexapac, aplicados nas doses 0, 50, 100 e 200 mg i.a. ha-1, e, o paclobutrazol, nas doses 0, 25, 50 e 100 mg i.a. ha-1. Os reguladores vegetais reduzem a altura da planta e o aumento das doses dos reguladores reduziu os valores dos componentes da produção e da produtividade de grãos; o etil-trinexapac foi o regulador mais prejudicial à produtividade do arroz; não foi identificada uma dose adequada de regulador que aliasse à redução da altura das plantas a capacidade de aumentar a produtividade de grãos.

Sanidade de sementes de arroz, biocontrole, caracterização e transmissão de Curvularia lunata em semente-plântula de arroz

Este trabalho objetivou avaliar a qualidade sanitária de sementes de arroz, quantificar a transmissão de Curvularia lunata associada à semente e à plântula, e avaliar o efeito dos isolados de Bacillus spp., no controle da mancha foliar, do cultivar Bonança. Para avaliação da sanidade de sementes, as amostras foram desinfestadas e plaqueadas, sendo avaliadas após sete dias de incubação. Na confirmação da patogenicidade, as plântulas foram inoculadas por meio de pulverização e a avaliação da doença ocorreu sete dias após. Na caracterização do isolado de C. lunata, foi realizada medição da largura, comprimento e número de septos de 100 conídios. Para a taxa de transmissão de C. lunata, foram preparadas 12 bandejas, com 100 sementes cada, de modo a proceder-se às avaliações aos 7, 14, 21 dias após a semeadura (d.a.s.). De cada uma das 100 plântulas, foram separadas as raízes, após sete dias. A inoculação dos isolados de Bacillus foi realizada na forma de suspensão, pulverizada sobre a parte aérea das plântulas. Após uma semana, foi inoculado a C. lunata. A avaliação foi efetuada aos 15 dias após inoculação dos isolados patogênicos, medindo-se o tamanho da lesão. No teste de sanidade foi detectada maior incidência de C. lunata (70%), o qual se apresentou patogênico à variedade de arroz Bonança, sendo detectado em todos os órgãos da plântula. Dentre os isolados de Bacillus, os que mais se destacaram no controle foram B41 (B. Cereus) e B35 (Bacillus sp.), confirmando seu potencial biocontrolador.

Resistência de biótipos de arroz-vermelho aos herbicidas imazapyr + imazapic e alternativas de controle

O uso intenso de herbicidas com o mesmo mecanismo de ação na cultura do arroz (Oryza sativa L.) tem selecionado biótipos resistentes, como, por exemplo, o arroz-vermelho (planta daninha) resistente aos herbicidas imidazolinonas. Por essa razão, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a resistência de arroz-vermelho ao herbicida imazapyr + imazapic, na região sul do Rio Grande do Sul, e o controle do biótipo resistente de arroz-vermelho com os herbicidas alternativos clethodim e glyphosate. Foram realizados três experimentos, em delineamento casualizado, arranjados em esquema fatorial. No primeiro experimento, o fator A testou biótipos de arroz-vermelho [ORYSA 184 (resistente) e ORYSA 188 (susceptível)], o fator B comparou herbicidas (imazapyr + imazapic, clethodim e glyphosate) e o fator C avaliou doses dos herbicidas (0; 0,5; 1; 2; 4; 8; 16 e 32 vezes a dose recomendada). No segundo, compararam-se biótipos de arroz-vermelho e doses do herbicida imazapyr + imazapic (0; 0,5; 1; 2; 4; 8; 16; 32 e 64 vezes a dose recomendada). No terceiro, testaram-se biótipos de arroz-vermelho e doses diferentes do herbicida imazapyr + imazapic para cada biótipo. O biótipo ORYSA 184 é resistente ao imazapyr + imazapic, quando aplicada a dose máxima de registro e estádio indicado. Os herbicidas clethodim e glyphosate, detentores de mecanismos de ação alternativos, controlam o biótipo resistente ORYSA 184 de arroz-vermelho.

Qualidade fisiológica, sanitária e enzimática de sementes de arroz irrigado recobertas com silício

O tratamento de sementes com a utilização de silício em sementes de boa qualidade constitui prática para o aumento da produtividade. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do recobrimento de sementes de arroz com duas fontes de silício, em seus atributos fisiológicos, enzimáticos e sanitários. Empregaram-se os cultivares de arroz Irga 424 e Puitá Inta CL e de duas fontes de silício: silicato de alumínio e casca de arroz carbonizada moída, consistindo nas doses de 0; 30; 60; 90 e 120 g 100 kg-1 (de cada produto aplicado) de sementes mais polímero e água, totalizando um volume de calda de 1 L 100 kg-1 de sementes. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com quatro repetições. A qualidade fisiológica das sementes foi avaliada no (LAS-FAEM\UFPel) pelos testes de germinação, primeira contagem de germinação, comprimento da parte aérea e raiz, teste de frio e emergência em campo. Para diferenciação isoenzimática, as isoenzimas analisadas foram: esterase, glutamato oxalacetato transaminase e peroxidase, para todos os tratamentos. A avaliação da qualidade sanitária das sementes foi realizada pelo método do papel de filtro ou "Blotter Test". Doses crescentes de casca de arroz carbonizada e de silicato de alumínio, até 120 g 100 kg-1 de sementes, incrementam o vigor de sementes de arroz, avaliados pelo comprimento de raiz e pela emergência a campo. As fontes casca de arroz carbonizada e caulim controlam a incidência de fungos de solo nas sementes de arroz.

Uso do solo e cultivares de arroz consorciados com braquiária no Cerrado

A avaliação dos novos cultivares de arroz, em consórcio com o capim marandu (Urochloa brizantha cv. Marandu), no sistema de semeadura direta, poderá possibilitar a identificação de materiais mais adaptados a esse sistema, sem redução da produtividade de grãos da cultura. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produtividade de cultivares de arroz de terras altas, em sistemas de cultivo solteiro e consorciado com capim marandu (Urochloa brizantha cv. Marandu), em dois sistemas de manejo do solo (convencional, PC, e sistema semeadura direta, SSD). O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, no esquema fatorial 2 (sistemas de cultivo) x 2 (sistemas de manejo do solo) x 5 (cultivares). O experimento foi conduzido na região de Cerrado, no município de Ipameri-GO. O consórcio de cultivares de arroz de terras altas Primavera, BRSMG Curinga, Caiapó e BRS Bonança com capim marandu não afetou a produtividade de grãos da cultura. Os cultivares de arroz Primavera, BRSMG Curinga e Caiapó podem ser cultivados, tanto no SSD quanto no PC sem afetar a produtividade de grãos da cultura. A produção de biomassa seca do capim marandu foi afetada pelo consórcio com cultivares de arroz de terras altas.

Uso do clorofilômetro no monitoramento nutricional de arroz irrigado com vistas ao manejo da adubação nitrogenada

O clorofilômetro pode auxiliar no manejo da adubação nitrogenada em cobertura, não havendo, porém, um valor crítico de leitura que se correlacione com a produtividade de grãos. O objetivo deste trabalho foi monitorar o teor de nitrogênio (N), nas plantas de arroz irrigado dos cultivares IRGA 422CL e IRGA 424, com o uso do clorofilômetro, e associar as leituras com a produção de matérias verde e seca das plantas e com a produtividade de grãos. Foram desenvolvidos dois experimentos, nas safras 2007/08 e 2008/09, com doses N para a 1ª e 2ª adubação de cobertura, sendo, posteriormente, realizadas as leituras SPAD (Soil Plant Analysis Development) e determinados a produção de matérias verde e seca, os teores de N no tecido das plantas e de N acumulado e a produtividade de grãos. Houve efeito da 1ª e 2ª aplicação de N nas leituras do clorofilômetro ao longo do ciclo, porém, as leituras SPAD tornaram-se semelhantes para todos os tratamentos com o passar do tempo. A produção de matérias verde e seca e de N acumulado responderam linearmente às doses de N. Não houve efeito de interação para as doses de N e produtividade de grãos, porém, a resposta de produtividade de grãos, em função das doses de N, obedeceu a uma relação quadrática, em ambos os experimentos. A leitura SPAD avalia o estado nutricional das plantas de arroz irrigado, mas não produz uma informação precisa sobre a necessidade de aplicação de N com reflexos na produtividade. Portanto, associá-la a outros parâmetros, como à produção de matérias verde e seca da planta pode auxiliar na interpretação e no ajuste da dose de N a ser aplicada em cobertura

Early physiological and biochemical responses of rice seedlings to low concentration of microcystin-LR

Microcystin-leucine and arginine (microcystin- LR) is a cyanotoxin produced by cyanobacteria like Microcystis aeruginosa, and it’s considered a threat to water quality, agriculture, and human health. Rice (Oryzasativa) is a plant of great importance in human food consumption and economy, with extensive use around the world. It is therefore important to assess the possible effects of using water contaminated with microcystin-LR to irrigate rice crops, in order to ensure a safe, high quality product to consumers. In this study, 12 and 20-day-old plants were exposed during 2 or 7 days to a M. aeruginosa extract containing environmentally relevant microcystin-LR concentrations, 0.26–78 lg/L. Fresh and dry weight of roots and leaves, chlorophyll fluorescence, glutathione S-transferase and glutathione peroxidase activities, and protein identification by mass spectrometry through two-dimensional gel electrophoresis from root and leaf tissues, were evaluated in order to gauge the plant’s physiological condition and biochemical response after toxin exposure. Results obtained from plant biomass, chlorophyll fluorescence, and enzyme activity assays showed no significant differences between control and treatment groups. How- ever, proteomics data indicates that plants respond to M. aeruginosa extract containing environmentally relevant microcystin-LR concentrations by changing their metabolism, responding differently to different toxin concentrations. Biological processes most affected were related to protein folding and stress response, protein biosynthesis, cell signalling and gene expression regulation, and energy and carbohydrate metabolism which may denote a toxic effect induced by M. aeruginosa extract and microcystin- LR. Theimplications of the metabolic alterations in plant physiology and growth require further elucidation.

Regulation of the rice gene OsRMC under salt stress: identification and functional characterization of novel transcription factors

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biology

Influence of abiotic stress factors on VOCs emission from Portuguese rice paddy fields: relation with increased climate change

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente Perfil de Gestão de Sistemas Ambientais

Indução de contraste na temperatura da água e sua relação com a duração da fase vegetativa do arroz irrigadado.

2011

Regulação epigenética de um gene de resposta a stress de frio em arroz (OsDREB1B)

O arroz (Oryza sativa L.) constitui a principal fonte de alimento para mais de metade da população mundial. O frio tem um grande impacto no desenvolvimento da planta de arroz com efeitos negativos ao nível da produtividade e economia mundial. Os mecanismos epigenéticos associados a alterações estruturais da cromatina estão envolvidos nos mecanismos de resposta das plantas a stresses abióticos. O foco do presente trabalho consistiu na compreensão da influência de fatores epigenéticos, nomeadamente de modificações de histonas, na regulação transcricional de um gene específico (OsDREB1B) envolvido na resposta de arroz ao stress de frio. O estudo da regulação epigenética deste gene envolveu a utilização de plantas de arroz com mutações em enzimas epigenéticas e drogas remodeladoras da cromatina. Neste trabalho mostramos que o gene OsDREB1B é induzido pelo stress de frio (4 °C) em todas os genótipos de arroz analisados, no entanto, a indução do gene em resposta ao stress de frio é maior em Nipponbare que em Dongjin. Nos genótipos que apresentam epimutações, nomeadamente o knockout de osdrm2 (DMT706) e de oshac704 (HAC704), o gene OsDREB1B é mais expresso que no respetivo genótipo selvagem (Dongjin), sendo que a indução da expressão em resposta ao frio foi maior em DMT706 do que em HAC704. A análise do padrão de marcas histónicas ao longo do promotor de OsDREB1B, através da imunoprecipitação da cromatina (ChIP) com anticorpos específicos, revelou que, em resposta ao frio (4ºC), Dongjin apresenta uma menor predominância da marca H3K9ac na região de -519 a -355 pares de bases (antes do ATG), enquanto que Nipponbare possui maior presença de H4K5ac na região de -280 a -121 pares de bases, sugerindo que a regulação epigenética de OsDREB1B seja influenciada pelo genótipo. No caso dos epi-mutantes (HAC704 e DMT706) registou-se um empobrecimento das marcas histónicas testadas sugerindo que a indução da expressão do OsDREB1B em reposta ao stress provocado pelo frio não depende necessariamente da presença de OsDRM2 nem de OsHAC704. Uma visão integrada da paisagem epigenética e do transcriptoma, perspetiva uma melhor compreensão dos mecanismos envolvidos na resposta da planta a condições ambientais adversas, abrindo novas linhas de trabalho no sentido de obter plantas mais tolerantes a fatores de stress.