Search

The Campanha Gaúcha is one of the main wine regions of Brazil that suffers from climatic factors favorable to the development of fungal diseases on the leafs of the grapevine (Vitis vinifera). Generally, the control of these diseases is carried out with successive applications of copper-based (Cu) fungicides, such as the Bordeaux mixture, which generates Cu accumulation in the soil up to toxic levels for the vines and the plants that co-inhabit the vineyards, such as black oats (Avena strigosa Schreb.). In the vineyards of the Campanha Gaúcha, the Cu toxicity to plants is observed at relatively low Cu-levels in the soil, compared to other wine growing regions of the world, due to the characteristics of the soils from this region, that are generally sandy, acidic and have low soil organic matter (SOM) content. In order to reduce the amount of Cu applied in the vineyards, Zn-based fungicides have been used as an alternative to replace the Bordeaux mixture that have zinc (Zn) in its formulation. As the number of fungicide applications is still high, a quick increase in soil Zn content has been observed in vineyard soils that already have a high Cu content. Therefore, the objective of this Thesis was to evaluate the effect of the combination of Cu and Zn levels on a sandy soil from the Campanha Gaúcha on the growth, physiological status and the morphological changes in the root system of young grapevines and black oats. For that, three studies were carried out under greenhouse conditions using a Typic Hapludalf soil, with 5.4 % of clay and 0.9% of SOM. Studies I and II were carried out in pots containing 4.0 kg of soil, with black oats plants (30 days of cultivation) and young grapevines (60 days of cultivation), respectively, and treatments consisted of 0, 30 and 60 mg Cu kg-1 combined with the addition of 0, 15, 30, 60, 120 and 180 mg Zn kg-1. Study III was carried out in Rizobox-type containers, containing 2.4 kg of soil, with young grapevines (60 days of cultivation) and the treatments were 0 and 120 mg Cu kg-1 combined with 0, 120 and 240 mg Zn kg-1. In studies I and II, it was determined the accumulation of dry matter in the roots and shoots, Cu and Zn contents in the roots and shoots and the translocation of these metals from the roots to shoots, the chlorophyll a fluorescence, the photosynthetic pigments and the activity of antioxidant enzymes. In study III, in addition to these analyses, the root morphology and gas exchanges performed by plants were also evaluated. In all studies, young grapevines and black oats showed retention of Cu and Zn in their roots, reducing the translocation to the shoots. However, at the highest Cu and Zn doses of all the studies, it was observed decreased plant growth and photochemical efficiency was associated to the decrease of the content of photosynthetic pigments. In addition, changes in gas exchange and root system of young vines were observed in study III. In all the studies, activity of the antioxidant enzymes was higher in intermediate doses of Zn, indicating the activation of the antioxidant system. However, stressful conditions in with high levels of Cu and Zn was not reversed. This way, although the Zn levels currently observed under field conditions in the Campanha Gaúcha are still at levels lower than those that presented risk of toxicity to the plants, the sandy soils of vineyards from this region that are already contaminated with Cu may have their toxic effect on young grapevines and black oat plants potentiated as the soil Zn content increases. In order to decrease the phytotoxic potential of Cu and Zn in sandy soils from the Campanha Gaúcha vineyards, it is imperative to use management practices that aim to increase the adsorption capacity of these metals in the soil and decrease the addition of Cu and Zn. This can only be possible by using soil management that allows to increase the SOM content and to maintain soil pH close to the ideal for vines (6.0), besides using preventive strategies to control plant diseases, rotation of active principles and, especially, modes of action of fungicides. A Campanha Gaúcha do Rio Grande do Sul é uma das principais regiões vitivinícolas do Brasil que sofre com fatores climáticos propícios para o desenvolvimento de doenças fúngicas foliares da videira (Vitis vinífera). Normalmente o controle dessas doenças é realizado com sucessivas aplicações de fungicidas a base de cobre (Cu), tais como a calda bordalesa, o que gera acúmulo de Cu no solo até teores tóxicos às videiras e às plantas que coabitam os vinhedos, como a aveia preta (Avena strigosa Schreb.). Nos vinhedos da região da Campanha Gaúcha, a toxicidade do Cu às plantas é constatada em teores disponíveis no solo relativamente baixos, se comparados a outras regiões vitivinícolas do mundo, o que se deve às características dos solos da região que, geralmente são arenosos, ácidos e com baixo teor de matéria orgânica do solo (MOS). Para reduzir a quantidade de Cu aplicado nos vinhedos, tem-se utilizado fungicidas alternativos à calda bordalesa que possuem zinco (Zn) na sua formulação. Como o número de aplicações de fungicidas ainda é elevado, tem sido observado aumento do teor de Zn em solos de vinhedo que já possuem alto teor de Cu. Em razão disso, o objetivo dessa Tese foi avaliar o efeito da adição combinada de teores elevados de Cu e Zn em solo arenoso da Campanha Gaúcha sobre o crescimento, o estado fisiológico e as alterações morfológicas do sistema radicular de plantas de videiras jovens e aveia preta. Para isso, foram realizados três estudos em casa de vegetação utilizando Argissolo Vermelho, com 5,4% de argila e 0,9% de MOS. Os estudos I e II foram realizados em vasos contendo 4,0 kg de solo com plantas de aveia preta (30 dias de cultivo) e videiras jovens (60 dias de cultivo), respectivamente, e os tratamentos consistiram de 0, 30 e 60 mg Cu kg-1 combinados com a adição de 0, 15, 30, 60, 120 e 180 mg Zn kg-1. O estudo III foi realizado em recipientes do tipo Rizobox, contendo 2,4 kg de solo, com plantas de videiras jovens (60 dias de cultivo) e os tratamentos foram 0 e 120 mg Cu kg-1 combinados com a adição de 0, 120 e 240 mg Zn kg-1. Nos estudos I e II, determinou-se o acúmulo de matéria seca de raízes e da parte aérea, os teores de Cu e Zn nas raízes e na parte aérea e a translocação destes metais das raízes para a parte aérea, a fluorescência da clorofila a, os pigmentos fotossintéticos e a atividade das enzimas antioxidantes. No estudo III, além das referidas análises, foram avaliados a morfologia do sistema radicular e as trocas gasosas realizadas pelas plantas. Em todos os estudos, as videiras jovens e a aveia preta apresentaram retenção de Cu e Zn nas suas raízes, diminuindo a translocação para a parte aérea. Contudo, nas maiores doses de Cu e Zn de todos os estudos foi observado diminuição do crescimento das plantas e eficiência fotoquímica associada ao decréscimo no teor de pigmentos fotossintéticos. Além disso, foram observadas alterações nas trocas gasosas e no sistema radicular das videiras jovens no estudo III. Em todos os estudos, a atividade das enzimas antioxidantes foi maior em doses intermediárias de Zn, indicando a ativação do sistema antioxidante. Porém, a condição de estresse em tratamentos com altos níveis de Cu e Zn não foi revertida. Desta forma, embora os teores de Zn atualmente observados em condições de campo na Campanha Gaúcha ainda estejam em níveis inferiores aos tóxicos às plantas, os solos arenosos de vinhedos dessa região que já estão contaminados com Cu, poderão ter seu efeito tóxico às plantas de videiras jovens e aveia preta potencializados à medida que o teor de Zn no solo aumentar. Para diminuir o potencial fitotóxico do Cu e Zn em solos arenosos de vinhedos da Campanha Gaúcha é imperativo utilizar práticas de manejo com objetivo de aumentar a capacidade de adsorção desses metais no solo e diminuir a adição de Cu e Zn. Isso só será possível utilizando manejo do solo que permita aumentar os teores de MOS e manter o pH do solo próximo ao ideal para a cultura da videira (6,0), além de utilizar estratégias de controle preventivo de doenças, de rotação de princípios ativos e, especialmente, de modos de ação de fungicidas.

Pig slurry (PS) represents an important nutrient source for plants and using it as fertilizer makes greater nutrient cycling in the environment possible. The aim of this study was to assess how PS application over a period of years can affect grain yield, dry matter production and nutrient accumulation in commercial grain and cover crops. The experiment was carried out in an experimental area of the Universidade Federal de Santa Maria, in Santa Maria, RS, Brazil, from May 2000 to January 2008. In this period, 19 grain and cover crops were grown with PS application before sowing, at rates of 0, 20, 40 and 80 m³ ha-1. The highest PS rate led to an increase in nutrient availability over the years, notably of P, but also of nutrients that are potentially toxic to plants, especially Cu and Zn. The apparent recovery of nutrients by commercial grain and cover crops decreased with the increasing number of PS applications to the soil. Accumulated dry matter production of the crops and maize grain yield were highest at an annual application rate of 80 m³ ha-1 PS. However, common bean yield increased up to 20 m³ ha-1 PS, showing that the crop to be grown should be considered to define the application rate. O dejeto líquido de suínos (DLS) representa importante fonte de nutrientes às plantas e sua utilização como adubo para as culturas significa a possibilidade de maior ciclagem de nutrientes no ambiente. Este trabalho objetivou avaliar como as doses de DLS, aplicadas ao longo de alguns anos, podem impactar a produção de grãos, de matéria seca e o acúmulo de nutrientes em culturas de grãos comerciais e em plantas de cobertura do solo. O experimento foi realizado na área experimental da Universidade Federal de Santa Maria, em Santa Maria, RS, no período de maio de 2000 a janeiro de 2008. Nesse período, foram implantadas 19 culturas de grãos e de cobertura de solo, sendo aplicado DLS antes da semeadura de cada cultura, nas doses de 0, 20, 40 e 80 m³ ha-1. O aumento da dose de DLS aplicada ao longo de anos promoveu o incremento da disponibilidade de nutrientes, notadamente de P, mas também de nutrientes que podem ser potencialmente tóxicos às plantas, especialmente Cu e Zn. A recuperação aparente de nutrientes pelas culturas de grãos comerciais e de cobertura do solo diminuiu à medida que aumentou o número de aplicações de doses de DLS no solo. A produção de matéria seca acumulada das culturas e a produção de grãos de milho foram maiores com a dose anual de 80 m³ ha-1 de DLS. Entretanto, a produtividade de grãos de feijão elevou até 20 m³ ha-1 de DLS, evidenciando que, na definição da dose, deve ser considerada a cultura a ser estabelecida.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Due to the historical application of cupric fungicides in vineyards, the amounts of copper (Cu) in these soils can reach levels that cause toxicity to plants. Recently researchers have tried alternative products to the cupric ones, in order to reduce the amount of Cu applied to the vineyards, which usually shows zinc (Zn) in its composition. This study aimed to evaluate the biochemical and physiological changes in corn plants, grown in soil with a high content of Cu and different levels added of Zn. In November 2011 the soil was collected from the 0-15 cm layer of a vineyard with high Cu content and in an area of native grass adjacent to the vineyard, with low concentrations of Cu and Zn, which served as treatment control, and both soils were classified as Typic Hapludalf. The experiment was performed in a greenhouse and was divided into two corn crops, the first between March and April, and the second between October and November, both in 2012. The treatments were the doses of 0, 30, 60, 90, 180 and 270 mg kg-1 of Zn added to the soil of the vineyard, plus the control treatment. Treatments had pH values in water and levels of available phosphorus and exchangeable potassium similar. At 35 days after emergence the plants were harvested and the accumulation of dry matter from roots and shoots and the concentration of Cu and Zn in leaves were determined. It was also evaluated the operation of the photosynthetic apparatus from the fluorescence of chlorophyll a and the photosynthetic pigments, biochemical parameters related to oxidative stress in leaves of plants, such as activity of superoxide dismutase (SOD) and of non-specific peroxidase (POD) were evaluated. The high concentrations of Cu and Zn in soil caused toxicity to corn plants and provided foliar concentrations above the levels considered normal in the leaves, from both cultivations. The Zn toxicity was evidenced by the decrease in the growth of both roots and shoots, as well as the induction of symptoms of toxicity and deficiency in photosynthetic parameters, reflecting photoinhibition. Moreover, it was observed oxidative stress and the antioxidant system of maize plants was not effective enough to reverse the condition of stress, especially in cultivated soils received higher doses of Zn. Devido ao histórico de aplicação de fungicidas cúpricos em vinhedos, os teores de cobre (Cu) nestes solos podem atingir níveis que causam toxicidade às plantas. Recentemente tem-se buscado produtos alternativos aos cúpricos, com o intuito de reduzir a quantidade de Cu aportado aos vinhedos, os quais geralmente apresentam zinco (Zn) em sua composição. O objetivo foi avaliar se o aumento na concentração de Zn no solo poderia significar toxidez adicional às plantas de milho cultivadas, em um ambiente já contaminado com alto teor de Cu no solo. Em novembro de 2011 o solo foi coletado na camada de 0-15 cm de um vinhedo com alto teor de Cu e em uma área de campo nativo adjacente ao vinhedo, com baixos teores de Cu e Zn, o qual serviu como tratamento controle, sendo que ambos os solos foram classificados como Argissolo Vermelho. O experimento foi conduzido em casa de vegetação e foi dividido em dois cultivos de milho. O primeiro entre março e abril, e o segundo entre outubro e novembro, ambos no ano de 2012. Os tratamentos foram as doses de 0, 30, 60, 90, 180 e 270 mg kg-1 de Zn adicionadas ao solo de vinhedo, mais o tratamento controle, todos com valores de pH em água e teores de fósforo disponível e potássio trocável semelhantes. Aos 35 dias após a emergência as plantas foram coletadas e o acúmulo de matéria seca de raízes, de parte aérea e a concentração de Cu e Zn nas folhas foram determinados. Foi avaliado também o funcionamento do aparato fotossintético a partir da fluorescência da clorofila a e os pigmentos fotossintéticos, parâmetros bioquímicos ligados ao estresse oxidativo nas folhas das plantas, tais como atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD) e das peroxidases não específicas (POD). Os teores elevados de Cu e Zn no solo causaram toxicidade às plantas de milho e proporcionaram teores foliares acima dos níveis considerados normais nas folhas das plantas, nos dois cultivos. A toxicidade de Zn se evidenciou através da diminuição no crescimento, tanto das raízes, como da parte aérea, bem como pela indução de sintomas de toxicidade e deficiência nos parâmetros fotossintéticos, refletindo na fotoinibição. Além disso, foi observado estresse oxidativo e o sistema antioxidante das plantas de milho não foi suficientemente eficaz para reverter a condição de estresse, especialmente nas plantas cultivadas nos solos que receberam as maiores doses de Zn.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The absence of treatment or the ineffective treatment of effluents is one of the biggest sanitary problems in Brazil, since several potentially dangerous substances can be transported through them, being constantly discharged into the environment. In this sense, this study aimed to determine the influence of the final disposal of domestic effluents and micropollutants on the contamination of Sanga Lagoão do Ouro at UFSM, using Cyprinus carpio. For this, on April 7 (autumn) and July 20 (winter) 2021, surface water samples were collected from the water resource that receives effluent (P1, P2, P3) and from the effluent points (P4, P5, P6, P7). The physicochemical and microbiological characteristics were determined, as well as the metal contents in the surface water and effluent samples, and the concentrations of drugs and pesticides in the surface water samples. Subsequently, Cyprinus carpio was exposed to samples from the first surface water collection and after 3, 7 and 10 days of exposure in the laboratory, biochemical and toxicological parameters were evaluated through the activity of catalase (CAT) and glutathione S-transferase (GST ) in liver and acetylcholinesterase (AChE) activity in brain and muscle. Moreover, the potential oxidative damage was analyzed, with the determination of the levels of lipid peroxidation and protein carbonylation in intestine, gills, liver, brain and muscle. Non-conformity of effluent discharge was evidenced in accordance with CONAMA Resolution No. 357/2005, as well as the low quality of the water resource (Class 4). The presence of metals in the effluent and surface water indicate that these compounds are introduced into the aquatic environment due to human action. Eleven pesticides and also eleven pharmaceuticals were detected in surface water samples. Pesticides are related to the existence of irrigated rice, soy, corn and wheat crops in nearby areas, while pharmaceuticals are associated with the inadequate disposal of medicines and the release of domestic and hospital effluents. The contaminants detected in this study changed the biochemical parameters of fish, causing stress and oxidative damage evidenced by the activation of the antioxidant defense system and the occurrence of lipid peroxidation and protein carbonyl formation in all tissues analyzed, with the greatest damage occurring in the exposed organisms to samples collected in P2 (muscle, intestine, gills and liver) and P3 (brain, muscle and gills). With these results, it can be concluded that the release of effluents into the soil and subsequent runoff to the water resource has contributed to its contamination and toxicity. Thus, the use of Cyprinus carpio as a bioindicator proved to be efficient, indicating that measures for the improvement of UFSM's liquid effluent treatment and disposal systems should be pursued, aiming to protect the aquatic environment and human health. A ausência de tratamento ou o tratamento ineficaz de efluentes é um dos maiores problemas sanitários brasileiros, visto que diversas substâncias potencialmente perigosas podem ser transportadas através destes, sendo constantemente descarregadas no meio ambiente. Nesse sentido, este estudo teve como objetivo determinar a influência da disposição final de efluentes domésticos e micropoluentes em solo na contaminação da Sanga Lagoão do Ouro na UFSM, utilizando peixes da espécie Cyprinus carpio. Para isso, no dia 07 de abril (outono) e 20 de julho (inverno) de 2021 foram realizadas coletas de água superficial do recurso hídrico que recebe o efluente doméstico (P1, P2, P3), assim como do efluente lançado pelas fontes pontuais de lançamento (P4, P5, P6, P7). Foram determinadas as características físico-químicas e microbiológicas, bem como os teores de metais nas amostras de água superficial e efluente e ainda as concentrações de fármacos e agrotóxicos nas amostras de água superficial. Posteriormente, a espécie Cyprinus carpio foi exposta a amostras da primeira coleta de água superficial e após 3, 7 e 10 dias de exposição em laboratório, foram avaliados parâmetros bioquímicos e toxicológicos através da atividade da catalase (CAT) e glutationa S-transferase (GST) em fígado e a atividade da acetilcolinesterase (AChE) em cérebro e músculo. Ainda, foi analisado o potencial dano oxidativo, com a determinação dos níveis de peroxidação lipídica e carbonilação de proteínas em intestino, brânquias, fígado, cérebro e músculo. Foi evidenciada a não conformidade do lançamento de efluentes de acordo com a Resolução CONAMA nº 357/2005, bem como a baixa qualidade das águas do recurso hídrico (águas doces Classe 4). A presença de metais no efluente e na água superficial indicam que há introdução destes compostos no ambiente aquático em virtude da ação antrópica. Foram detectados 11 agrotóxicos e 11 fármacos nas amostras de água superficial. Os agrotóxicos estão relacionados com a existência de lavouras de arroz irrigado, soja, milho e trigo em áreas próximas, enquanto que os fármacos estão associados com o descarte inadequado de medicamentos e com o lançamento de efluentes domésticos e hospitalares. Os contaminantes detectados neste estudo alteraram os parâmetros bioquímicos dos peixes, ocasionando estresse e dano oxidativo evidenciados pela ativação do sistema de defesa antioxidante e ocorrência de peroxidação lipídica e formação de proteína carbonil em todos os tecidos analisados, sendo que os maiores danos ocorreram nos organismos expostos a amostras coletadas em P2 (músculo, intestino, brânquias e fígado) e P3 (cérebro, músculo e brânquias). Com estes resultados, pode-se concluir que o lançamento de efluentes em solo e posterior escoamento até o recurso hídrico tem contribuído para a contaminação e toxicidade do mesmo. Desta forma, a utilização da espécie Cyprinus carpio como bioindicador se mostrou eficiente, indicando que medidas para a melhoria dos sistemas de tratamento e destinação de efluentes líquidos da UFSM devem ser buscadas, visando a proteção do ambiente aquático e da saúde humana.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGS When the soil does not have the capacity to supply enough nutrients to supplement the demand of the grapevines, it becomes necessary to carry out fertilization. However, it is not sufficiently known which the critical levels of nitrogen (N) and potassium (K) in leaves, and of K available in the soil, which may assist in defining the real need for application. But, it is also not known the best doses of N and K to be applied, aiming at high productivity, but also must with adequate oenological characteristics. The present study aimed to establish the best doses of maximum technical efficiency (MTE) and critical levels (NC) of N, in grapevine cultivars, aiming at maximum productivity and must with appreciated oenological variables, in sandy soils and subtropical climate. Two studies were carried out with Chardonnay and Pinot Noir cultivars, in scattered vineyards, in the municipality of Santana do Livramento (RS), region of Campanha Gaúcha. Study 1 addressed “Doses and critical levels of N in leaves of Chardonnay and Pinot Noir grapevines to obtain yields and must with desired chemical variables”. The treatments were 0, 10, 20, 40, 60 and 80 kg N ha-1. Study 2 dealt with the “Use of Bayesian hierarchical models to determine critical levels of K in leaves of Chardonnay and Pinot Noir grapevines and in the soil”. The treatments were 0, 20, 40, 60 and 80 kg K2O ha-1. In both studies, evaluations occur in the 2016/17, 2017/18 and 2018/19 crop seasons. Leaves were collected at flowering and veraison, to determine total N and K. Grape production and its components were determined. Total soluble solids (TSS), total titratable acidity (TTA) and total anthocyanins (TA) were evaluated in the must. In Study 1, the NC of N in the leaves during flowering to increase productivity were 21.35 g N kg-1 and 23.93 g N kg-1, for Chardonnay and Pinot Noir, respectively. While the veraison was 19.78 g N kg-1 for Chardonnay and 20.62 g N kg-1 for Pinot Noir. The MTE for Chardonnay was 49 kg N ha-1 in the 2016/17 season and 80 kg N ha-1 in the 2017/18 and 2018/19 crop seasons. Meanwhile, at Pinot Noir it was not possible to adjust the MTE. In Study 2, the NC of K in leaves during flowering and veraison did not differ between cultivars. While in the soil, the NC in the 0-10 cm layer were 41.4 and 44.9 mg K dm-3 and, 33.5 and 30.1 mg K dm-3, in the 0-20 layer, for Chardonnay and Pinot Noir, respectively. Could not adjust MTE for Chardonnay. For Pinot Noir, the adjustment for production was possible in the 2017/18 crop season, with a dose of 38.3 kg K2O ha-1. Quando o solo não possuir a capacidade de fornecer a quantidade de nutrientes suficiente para suprir a demanda das videiras, torna-se necessário realizar a adubação. Contudo, ainda não é suficientemente conhecido quais os níveis críticos de nitrogênio (N) e potássio (K) em folhas, e de K disponível no solo, que poderão auxiliar na definição da real necessidade de aplicação. Mas, também não sabe-se as melhores doses de N e K a serem aplicadas, visando elevadas produtividades, associadas a características enológicas adequadas. O presente estudo objetivou estabelecer as doses de máxima eficiência técnica (MET) e níveis críticos (NC) de N, em cultivares de viníferas, visando máxima produtividades e mosto com variáveis enológicas apreciadas, em solos arenosos e clima subtropical. Dois Estudos foram conduzidos com cultivares Chardonnay e Pinot Noir, em vinhedos em espaldeira, no município de Santana do Livramento (RS), região da Campanha Gaúcha. O Estudo 1 abordou “Doses e níveis críticos de N em folhas de videiras Chardonnay e Pinot Noir para obtenção de produtividades e mosto com variáveis químicas desejadas”. Os tratamentos foram 0, 10, 20, 40, 60 e 80 kg N ha-1. O Estudo 2 tratou de “Doses de máxima eficiência técnica e uso de modelos hierárquicos bayesianos no estabelecimento de níveis críticos de potássio em folhas e solo em videiras Chardonnay e Pinot Noir”. Os tratamentos foram 0, 20, 40, 60 e 80 kg K2O ha-1. Em ambos Estudos, as avaliações ocorrem nas safras 2016/17, 2017/18 e 2018/19. Folhas foram coletadas no florescimento e na mudança de cor das bagas (veraison), para determinação de N e K total. A produção de uva e seus componentes foram determinados. Os sólidos solúveis totais (SST), acidez total titulável (ATT) e antocianinas totais (AT) foram avaliados no mosto. No Estudo 1, os NC de N nas folhas no florescimento para incrementar a produtividade foram de 21,35 g N kg-1 e 23,93 g N kg-1, para Chardonnay e Pinot Noir, respectivamente. Enquanto, na veraison foi de 19,78 g N kg-1 para Chardonnay e, 20,62 g N kg-1 para Pinot Noir. A MET para Chardonnay foi de 49 kg N ha-1 na safra 2016/17 e 80 kg N ha-1 nas safras 2017/18 e 2018/19. Enquanto, na Pinot Noir não foi possível ajustar a MET. No Estudo 2, o NC de K em folhas no florescimento e veraison não diferiram entre as cultivares. Enquanto no solo, os NC na camada de 0-10 cm foram de 41,4 e 44,9 mg K dm-3 e, 33,5 e 30,1 mg K dm-3, na camada de 0-20, para Chardonnay e Pinot Noir, respectivamente. Não foi possível ajustar MET para Chardonnay. Enquanto, para Pinot Noir, o ajuste para produção foi possível na safra 2017/18, com a dose de 38,3 kg K2O ha-1.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The high copper level in sandy soils of the Campanha Gaúcha, resulting from the successive copper-based fungicides application, lead to environmental contamination and toxicity in cover crops and young vines. The phytoremediation is an alternative to reduce contamination of these soils, but little is known about the interaction of arbuscular mycorrhizal fungi, organic fertilizers and earthworms on the bioavailability and absorption of copper by phytoremediation plants in sandy textured soils. In this context, the objective of the thesis was to evaluate the interaction between arbuscular mycorrhizal fungi and vermicompost or earthworms in the phytoremediation of sandy soil contaminated with high copper level. Two studies were conducted under greenhouse conditions. For that, samples of an uncontaminated sandy soil were collected in an area adjacent to a vineyard. In the experiment I, the soil was contaminated with 100 mg kg-1 of copper, fertilized with five doses of bovine manure vermicompost to grow jack bean (Canavalia ensiformis L.) and inoculated or not with the arbuscular mycorrhizal fungus (Rhizoglomus clarum). In experiment II, jack bean’s were grown in the sandy soil with addition of 100 mg kg -1 of copper with and without inoculation of earthworms (Eisenia andrei) and mycorrhizal fungi. The availability of copper and other nutrients in the soil and in solution, the accumulation of copper and other nutrients in shoots and roots, plant growth and phytotoxicity of copper were evaluated through photochemical efficiency, the concentration of photosynthetic pigments and of the activity of oxidative stress enzymes. The reproduction of earthworms and the concentration of copper in their body compartments were also evaluated. The results show that the vermicompost reduces the availability of copper in the soil and lower doses increase the phytostabilization of the plants while higher doses increase the phytoextractor. The mycorrhizal fungi increase plant biomass and reduce the translocation of copper to shoot by concentrating it in the roots. The interaction between mycorrhizal fungi and vermicompost occurs mainly in lower doses of vermicompost and is reflected in higher phytostabilization of copper. The earthworms reduce the copper content in the soil solution, but increase copper translocation to the shoot. The arbuscular mycorrhizal fungi increase plant biomass and reduce the phytotoxic damage of copper. The interaction between mycorrhizal fungi and earthworms promotes the phytoextraction of copper in the sandy soil. In this way, the inoculation of arbuscular mycorrhizal fungi and the addition of vermicompost, or the adoption of management systems that increase the earthworm population in sandy soils of vineyards is a strategy to increase the phytoremediation of copper by cover crops such as Canavalia ensiformis and reduce the levels of metal in the soils. Os solos arenosos da Campanha Gaúcha que são utilizados para a viticultura em sua maioria estão contaminados com cobre devido as aplicações sucessivas de fungicidas cúpricos. Esta contaminação causa toxicidade às plantas de cobertura dos vinhedos, às videiras jovens e degradação do ecossitema. A fitorremediação é uma alternativa para reduzir a contaminação destes solos e sua eficiência pode ser aumenta pelo uso de fungos micorrízicos arbusculares e adubos orgânicos. A adição destes adubos tende a aumentar a abundância das minhocas no solo, porém pouco se sabe sobre o efeito delas na biodisponibilidade e absorção do cobre por plantas fitorremediadoras. O objetivo da tese foi avaliar a interação entre o fungo micorrízico arbuscular e vermicomposto ou minhocas na fitorremediação de um solo arenoso contaminado com altos teores de cobre. Foram conduzidos dois estudos em casa de vegetação para o cultivo de feijão de porco (Canavalia ensiformis L.). O solo arenoso foi coletado em área de pastagem natural adjacente a um vinhedo e contaminado com 100 mg kg-1 de cobre. No experimento I, o solo foi adubado com cinco doses de vermicomposto de esterco bovino e inoculado ou não com o fungo micorrízico arbuscular (Rhizoglomus clarum). No experimento II, o feijão de porco foi cultivado no solo contaminado com e sem a inoculação de minhocas (Eisenia andrei) e do fungo micorrízico arbuscular. Foi avaliado a disponibilidade do cobre e de outros nutrientes na fase sólida e na solução do solo, o acúmulo de cobre e de outros nutrientes na parte aérea e nas raízes, o crescimento vegetal e a fitotoxicidade deste metal pesado, através da eficiência fotoquímica, da concentração de pigmentos fotossintéticos e da atividade de enzimas do estresse oxidativo. Avaliou-se também a reprodução das minhocas e a concentração do cobre em seus tecidos. Os resultados mostram que as doses mais baixas do vermicomposto aumentam o poder fitoestabilizador das plantas enquanto doses mais altas elevam o poder fitoextrator. O fungo micorrízico arbuscular reduz os danos fitotóxicos do cobre, o que resulta em maior crescimento da planta. As minhocas reduzem o teor de cobre na solução do solo, mas aumentam a translocação do cobre para a parte aérea da planta. A interação entre o fungo micorrízico e o vermicomposto promove a fitoestabilização do cobre, enquanto que a interação do fungo micorrízico com minhocas promove a fitoextração do cobre no solo arenoso. Desta forma, a inoculação de fungos micorrízicos arbusculares, a adição de vermicomposto ou a adoção de sistemas de manejos que aumentem a abundância de minhocas em solos arenosos é uma estratégia para aumentar a fitorremediação do cobre por plantas de Canavalia ensiformis e reduzir a contaminação ambiental causada por este metal.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq The application of copper fungicides for the management of foliar diseases in grapevines (Vitis vinifera) increases copper (Cu) content in vineyard soils. This has been diagnosed in several traditional grape growing regions of the world. However, soil contamination with Cu is more significant in regions with acidic soils and high rainfall rates, which combined with elevated temperatures during the production cycle, increase the severity of diseases and consequently the use of chemical control. Such is the case in the southern region of Brazil. Cu accumulation in soil can reach toxic levels to grapevines and cover crops cohabiting the vineyards. It is more intense in regions that have sandy soils with low organic matter content, such as those found in the Campanha Gaúcha region of the state of Rio Grande do Sul (RS). These characteristics of the soils attribute low sorption capacity of Cu, promoting increased Cu levels in available forms, which increases the risk of phytotoxicity. The expansion of viticulture in the Campanha Gaúcha region occurred on native grasslands of the Pampa Biome. Therefore, the native species of the Biome spontaneously cohabit the vineyards of this region and are managed as cover crops, by mowing. In the winter period, hibernal species such as black oat (Avena strigosa) and perennial ryegrass (Lolium perene) are commonly introduced between the rows of grapevines. These plants may exude chelating substances that reduce Cu bioavailability and thus toxicity to grapevines. The study aimed to evaluate the effects of excess Cu on growth, nutritional status and root morphology in young grapevines and cover crops, the tolerance mechanisms triggered by plants in response to excess Cu, and the potential use of cover crops in the phytoremediation of Cu-contaminated vineyard soils. Five studies were carried out under controlled conditions using samples of an Typic Hapludalf Soil of a native grassland of the Campanha Gaúcha region for studies II, III, IV and V. Study I was done in nutrient solution. After the correction of pH and addition of macronutrients to the soil, three levels of Cu contamination were created by adding 0, 40 and 80 mg Cu kg-1. In study I, Cu levels were 0.2; 5; 25 and 50 μM Cu L-1. Plant growth parameters were evaluated in all the studies. Nutrient contents and root morphology were also evaluated in studies I, II, III and IV. Low molecular weight organic acids were determined in study I. Grapevine gas exchange and growth rate were determined in study V. High levels of Cu reduced the growth of young grapevines and cover crops, both those native to the Pampa Biome as well as introduced species. Excessive uptake of Cu reduced the efficiency of photosynthesis and triggered morphological changes in the root system, which reduced the volume of soil explored by roots and contributed to nutritional imbalances. Plants grown under Cu toxicity expressed tolerance mechanisms, which consisted in increased pH and exuding organic ligands, increasing Cu+2 complexation in the soil solution. The intercropping of native species promoted the growth of young grapevines at low and moderate levels of Cu contamination. The native plants of the Pampa Biome exhibit great potential for the phytoremediation of Cu-contaminated vineyard soils, because of their spontaneous occurrence and adaptability to local conditions. A aplicação de fungicidas cúpricos para o manejo das doenças foliares nas videiras (Vitis vinífera) aumenta os teores de cobre (Cu) nos solos de vinhedos, fato já diagnosticado em diversas partes do Mundo com tradição na produção de uvas. No entanto, o problema de contaminação dos solos com Cu é mais expressivo nas regiões que possuem solos ácidos e apresentam elevados índices pluviométricos, combinado com temperaturas elevadas durante o ciclo de produção, a exemplo da região Sul do Brasil, o que aumenta a severidade das doenças e consequentemente a utilização do controle químico. O acúmulo de Cu no solo pode atingir níveis tóxicos às videiras e plantas de cobertura do solo que coabitam os vinhedos, com maior intensidade em regiões que possuem solos arenosos e com baixo teor de matéria orgânica, como os encontrados na região da Campanha Gaúcha no Rio Grande do Sul (RS). Estas características dos solos conferem baixa capacidade de sorção ao Cu, promovendo incrementos nos teores de Cu em formas disponíveis, o que potencializa o risco de fitotoxidez. A expansão da viticultura na região da Campanha Gaúcha ocorreu sobre áreas de pastagem nativa do Bioma Pampa. Com isso, as espécies nativas deste Bioma coabitam espontaneamente os vinhedos desta região e são manejadas como plantas de cobertura de solo, através de roçadas. No período de inverno são comumente introduzidas espécies hibernais, como aveia preta (Avena strigosa) e azevém perene (Lolium perene) nas entrelinhas das videiras. Estas plantas podem exsudar substâncias quelantes que reduzem a bidisponibilidade do Cu e consequentemente, a toxidez às videiras. O trabalho objetivou avaliar os efeitos do excesso de Cu sobre o crescimento, estado nutricional e morfologia radicular em videiras jovens e plantas de cobertura de solo, os mecanismos de tolerância por elas desencadeados em resposta ao excesso do metal e o potencial de utilização das plantas de cobertura na fitorremediação dos solos de vinhedos contaminados com Cu. Cinco estudos em condições controladas foram realizados, utilizando amostras de Argissolo Vermelho, coletado em uma pastagem nativa da região da Campanha Gaúcha, para a realização dos estudos II, III, IV e V. O estudo I foi realizado em solução nutritiva. Após a correção do pH e adição de macronutrientes no solo, foram criados três níveis de contaminação de Cu, através da adição de 0, 40 e 80 mg Cu kg-1. No estudo I os níveis de Cu foram 0,2; 5; 25 e 50 μM Cu L-1. Em todos os estudos foram avaliados parâmetros de crescimento das plantas. Nos estudos I, II, III, e IV foram avaliados também parâmetros nutricionais e morfologia do sistema radicular, sendo também determinados os ácidos orgânicos de baixo peso molecular no estudo I. No estudo V foi determinadas as trocas gasosas das videiras e a taxa de crescimento. Níveis elevados de Cu reduziram o crescimento das videiras jovens e plantas de cobertura do solo, tanto das nativas do Bioma Pampa como as introduzidas. A absorção excessiva de Cu reduziu a eficiência da fotossíntese e desencadeou alterações morfológicas no sistema radicular, reduzindo o volume de solo explorado, contribuindo para os desequilíbrios nutricionais observados. As plantas cultivadas em condições de toxidez pelo Cu expressaram mecanismos de tolerância ao excesso do metal, que consistiram no aumento do pH e da exsudação de ligantes orgânicos, elevando a complexação do Cu+2 na solução do solo. O cultivo consorciado de espécies nativas favoreceu o crescimento das videiras jovens, em baixos e moderados níveis de contaminação por Cu. As plantas nativas do Bioma Pampa apresentam grande potencial de utilização na fitorremediação dos solos de vinhedos contaminado com Cu, devido a sua ocorrência espontânia e adaptação as condições locais.