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A deficiência de Fe provocou decréscimos no teor de clorofila total, acréscimos na atividade da QFR, alterações morfológicas a nível radicular, diminuição de absorção e translocação de Fe nos diferentes órgãos. No morangueiro o decréscimo do Fe incidiu nas raízes, na coroa e nas flores. No Poncirus o teor de Fe diminuiu nas raízes. Como alternativa à absorção de Fe ocorreu uma acumulação dos metais Zn, Mn e Cu especialmente nas raízes e folhas novas. No morangueiro os compostos orgânicos acumularam nas folhas velhas e jovens e diminuíram nas raízes. O pulso de Fe fornecido na solução nutritiva a plantas cloróticas de morangueiro levou à recuperação da deficiência em 12 dias. A partição de Fe foi direcionada para a coroa e para as flores, associado a acumulação de ácidos sucínico e cítrico ao nível radicular e permitiu maior absorção de Fe. Foram estudadas as alterações no mecanismo de resposta em plantas com o gene FRO1 silenciado. Em plantas silenciadas a deficiência de Fe levou à redução da expressão do gene, decréscimo da atividade QFR e diminuição na síntese de clorofila. Em Nicotiana o padrão de distribuição do Fe entre folhas velhas e jovens foi alterado e não foi possível recuperar as plantas silenciadas, as plantas não conseguiram retomar o metabolismo na síntese de clorofila nem ativar a enzima QFR. Foi estudado o comportamento de porta-enxertos de Poncirus com a estratégia redutora e as adaptações fisiológica ativas quando transplantadas para solo calcário. Estas plantas apresentaram desempenho semelhante em relação às plantas que cresceram numa primeira fase sem limitação de Fe indicando que os mecanismos de adaptação e o aumento nutricional induzidos pela deficiência de Fe podem ser utilizados como uma ferramenta de defesa que contribuirá para as plantas tolerarem melhor as diferentes restrições do solo em condições de campo. Fe deficiency caused decreases in total chlorophyll, increases in ferric chelate reductase activity, morphological alterations at the root level and decreases in Fe absorption and translocation in different organs. In strawberry plants, Fe content decreased in the roots, the crown and the flowers. In Poncirus, the Fe content decreased in the roots. As an alternative to Fe absorption, an accumulation of Zn, Mn and Cu metals occurred especially in roots and young leaves. In strawberry organic compounds accumulated in mature and young leaves and lowered in the roots. The Fe pulse added to the nutrient solution of chlorotic strawberry plants led to Fe deficiency recovery after 12 days. Fe partitioning was directed to the crown and flowers, associated with the accumulation of succinic and citric acids at the root level, which allowed higher Fe absorption. Changes to the response mechanism in plants with the FRO1 gene silenced were studied. In silenced plants, Fe deficiency led to reduced gene expression, decreased FCR activity and decreased chlorophyll synthesis. In Nicotiana, the pattern of Fe distribution between mature and young leaves was altered and silenced plants were unable to recover after Fe resupply, the plants were unable to resume chlorophyll synthesis nor activate the ferric chelate reductase enzyme. The behaviour of Poncirus rootstocks with the reduction-based strategy induced was analysed when transplanted to calcareous soil. These plants presented similar performance in regard to plants that grew in a first stage with Fe sufficient conditions indicating that physiological and morphological adaptations and the nutritional increase induced by Fe deficiency can be used as a defence tool that may contribute to more tolerant plants to different soil environments under field conditions.

Iron (Fe) is abundant in soils and although it is required in small amounts by plants the incidence of iron chlorosis (Fe deficiency) is very common in a number of crops and requires massive soil application of Fe-chelates to correct it. In this work, we present the most important results obtained in several experiments conducted with strawberry to study the physiological and biochemical response mechanisms to Fe deficiency, and the assessment of novel alternatives to control this nutritional disorder. In all experiments, conducted in hydroponic systems, symptoms were induced by withdrawing Fe from the solution and the results were compared to a control treatment grown with Fe. The degree of chlorosis and symptoms recovery was estimated using SPAD values. The activity of iron chelate reductase, the enzyme responsible for Fe reduction in roots, was determined in root apices by colorimetric quantification of the BPDS complex. The Fe concentration in leaves and roots was quantified by atomic absorption spectrophotometry after treatments at 450 ºC and acid digestion of the ashes obtained. Strawberry plants that grew always without Fe, presented Fe chlorosis and morphological external root modifications associated with increases of the activity of the Fe-reductase enzyme. The recovery of chlorotic plants was achieved by application of Fe sulphate either to leaves or to the nutrient solution. In plants recovered by using Fe in the solution, the enzyme maintained a large activity, suggesting a strategy to increase plant Fe pools. As an alternative to synthetic Fe chelates, we also tested a foliar application of a plant extract obtained from fresh grass clippings (national patent PT/103584-2009 of UALG, and international patent PCT/PT2007/000041-2008, UALG and ADPFertilizantes), which was effective in chlorosis recovery after three applications. The results are discussed in order to highlight the practical implications of these responses under a perspective of optimization of crop Fe fertilization

Dissertação de mest., Geomática (Análise de Sistemas Ambientais), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2012 Devido à necessidade de encontrar técnicas mais rápidas e eficazes de diagnóstico de deficiências nutricionais em campo, torna-se importante explorar a potencialidade do uso de imagens de satélite com método de monitorização da clorose férrica em citrinos na região do Algarve, através do processamento de imagens determinando os índices de vegetação mais adequados ao diagnóstico e se possível ainda antes do aparecimento de sintomas para que as correções desta deficiência sejam feitas atempadamente. Para tal selecionaram-se dois pomares de citrinos da cultivar Newhall e utilizou-se um total de 152 árvores para a calibração do modelo e um terceiro pomar para a validação do modelo da cultivar Valencia late, localizados no município de Tavira, Portugal. O modelo foi elaborado utilizando medições de clorofila pelo método não destrutivo através da utilização do aparelho SPAD-502 e posterior conversão destes valores em clorofila total através de uma curva de calibração. Colheram-se entre 20 a 30 folhas sãs por árvore e realizaram-se as leituras de clorofila numa amostragem de 15 folhas por árvore. Adquiriu-se uma imagem de satélite/sensor multiespectral RapidEye com uma área de 625 km2, uma resolução espacial de 5 m de pixel e uma resolução espectral de 5 bandas (em nm): 440-510, 520-590, 630-685, 690-730 e 760-850 respetivamente para: azul, verde, vermelho, red edge e infravermelho próximo. De modo a avaliar a potencialidade na utilização desta imagem para um diagnóstico precoce de clorose férrica foram analisados índices de vegetação como: o NDVI, o NDVIr, o SPADI, o SPADIr, o MCARI, o TCARI e o OSAVI, determinados por combinações aritméticas de duas ou mais bandas. Verificou-se que o índice SPADIr foi o modelo mais apropriado na estimação dos conteúdos em clorofila total nas folhas de laranjeira desta cultivar e que possui capacidade de diagnosticar cloroses em campo que foi comprovado através da validação.

The effects of Fe deficiency on the antioxidant properties of strawberry juice was carried out with a day-neutral cultivar 'Selva'. Bare root transplants (without leaves) with approximately 18 cm, were transferred to Hoagland's nutrient solution with (Fe2.5) and without Fe (Fe0), using Fe-EDDHMA as the Fe source: 0 and 2.5 5 μM Fe. Plants were grown in 20 L containers in a glasshouse for 6 weeks (from April 27 to June 5) under natural light and air temperature ≤ 25°C. Twelve transplants were used per treatment, distributed in a complete randomized design. Plants grown in absence of Fe revealed chlorotic symptoms approximately after three weeks, based on SPAD values measured in young leaves (

As algas microscópicas e as cianobactérias fazem parte de um diverso grupo de organismos unicelulares designados por microalgas. Este grupo é composto por organismos fotossintéticos, responsáveis por 60 % da produção da primária da Terra e podem ser encontrados em diferentes habitats, na sua maioria aquáticos. Devido à sua capacidade de captação de CO2 atmosférico, à disponibilidade de água e a luz solar, produzem grandes quantidades de biomassa e com isso apresentam uma maior atividade fotossintética que as plantas. O seu crescimento heterotrófico, a sua natureza versátil e o seu rápido desenvolvimento, têm vindo a chamar à atenção e a ser utilizados em indústrias diversificadas, como a farmacêutica, cosmética, dietética, biocombustíveis, de entre outras. Para além destas aplicações , as microalgas estão a ser alvo de estudos tendo em conta a sua relação com o processo de mineralização, na circulação de matéria orgânica e inorgânica, a sua rica composição em macro- e micronutrientes e a sua capacidade de produção de compostos bioativos, como polissacarídeos, fitohormonas e até mesmo compostos fenólicos, o que os levou a serem vistos como possíveis candidatos a substitutos dos produtos químicos e sintéticos, nomeadamente dos pesticidas e fertilizantes. A crescente preocupação com a necessidade de aumentar tanto a produtividade como a qualidade e combater as doenças que afetam a culturas, fez com que os produtores recorressem a produtos que lhes garantam um maior crescimento das suas culturas, nomeadamente os fertilizantes e os pesticidas. Como consequência, houve um uso abusivo de sustâncias que, em grande quantidade, são prejudiciais tanto para o ambiente como para a saúde humana. Essas consequências podem ser evitadas se se recorrer ao uso de fertilizantes orgânicos, sendo também referenciados como excelentes alternativas para a reciclagem de nutrientes e o aumento de carbono (C) no solo e mitigando as alterações climáticas. Para além destas vantagens, os compostos produzidos pelas microalgas também contribuem para um solo saudável e por acréscimo, uma microbiota benéfica. O agravamento do efeito estufa na Terra e as alterações climáticas provocadas, levou a União Europeia a formular um acordo em 2019 (European Green Deal), com o principal objetivo de tornar a Europa um continente com um impacto ambiental neutro até 2050. Para tal, é fundamental reduzir a emissão de gases em 55% até 2030 em comparação com 1990. Paralelamente, a aplicação da Diretiva n.º 2009/128/CE, do Parlamento Europeu e do Conselho, de 21 de outubro, através da Lei n.º 26/2013 de 11 de abril, reduziu significativamente a quantidade de substâncias ativas homologadas. Estas restrições abriram portas para a introdução de uma agricultura mais sustentável. Bioestimulantes e biopesticidas têm sido estudados como possíveis alternativas aos fertilizantes sintéticos e pesticidas, devido à sua já reportada eficácia. Estes compostos biológicos são seguros para o ambiente e ricos em nutrientes. A biomassa das microalgas contém inúmeros aminoácidos promotores do crescimento das plantas, bem como fitohormonas que aumentam a produção, estimulando o desenvolvimento das raízes e dos ramos. Para além disso, já foi reportado que o uso da biomassa destes microrganismos reduziu o desenvolvimento de diversos fungos fitopatogénicos. Este trabalho visou o estudo do potencial biopesticida das microalgas Scenedesmus obliquus e Chlorella vulgaris, através da avaliação in vitro e in vivo da sua ação inibitória de fungos fitopatogénicos e do seu efeito no desenvolvimento de plantas hortícolas. Para avaliar o seu efeito inibidor do crescimento de fungos e oomicetas, foram preparadas suspensões aquosas com biomassa das duas microalgas em diferentes concentrações, que numa primeira fase foram testadas in vitro contra Fusarium oxysporum, Botrytis cinerea, Alternaria alternata, Sclerotium rolfsii, Clarireedia spp., Colletotrichum gloeosporioides e Phytophthora cinnamomi. Estes agentes fitopatogénicos são os responsáveis pelo aparecimento de doenças nas plantas cultivadas, ameaçando a produção de alimentos e a segurança alimentar das populações. Numa segunda fase, foram conduzidos testes in vivo, onde se inocularam substratos hortícolas em vaso com micélios ativos de Fusarium oxysporum e Sclerotium rolfsii onde se plantou espinafre e alface, respetivamente. Para além destes fungos, outras plantas de espinafre e alface foram pulverizadas com uma suspensão de Botrytis cinerea. Este modo de aplicação das suspensões foi escolhido tendo em conta o tipo de fungo: no caso de F. oxysporum e S. rolfsii que são fungos do solo, o modo de aplicação das suspensões de microalgas foi por rega; no caso de B. cinerea, devido a ser um fungo da parte aérea da planta, o modo de aplicação selecionado foi a pulverização direta na parte aérea da planta. Estas aplicações decorreram semanalmente, durante o período de cultivo, de modo a avaliar o desenvolvimento da doença quando em contacto com as suspensões. Neste trabalho, avaliou-se também o potencial bioestimulante das suspensões de microalgas em ensaios in vitro e in vivo, verificando in vitro, o efeito na germinação e no desenvolvimento da radícula, e in vivo avaliando o desenvolvimento da planta, através de medições biométricas no final dos ensaios. Apesar de já existirem diversos estudos sobre o efeito estimulante das microalgas, os estudos sobre o seu efeito inibitório continuam a ser escassos. Quando em contacto com as suspensões, foi identificada a supressão do crescimento dos fungos F. oxysporum, S. rolfsii, B. cinerea e C. gloeosporioides e do oomiceto P. cinnamomi, indicando uma aplicação promissora das microalgas. Nos ensaios in vivo, foi comprovado que as microalgas afetam o desenvolvimento das doenças nas plantas, mostrando resultados promissores quanto à aplicação das microalgas tanto para a sua proteção como para o seu crescimento. Assim sendo, o uso de microalgas eucarióticas revelou-se promissor, possibilitando a redução do uso de fungicidas sintéticos, limitando o impacto ecológico da agricultura. A sua composição demonstrou ser uma mais-valia para o desenvolvimento das plantas quando aplicadas nos testes do potencial bioestimulantes. O seu conteúdo em fitohormonas e aminoácidos são uma fonte nutritiva para as plantas promovendo o seu crescimento, sendo de esperar que melhorem o desenvolvimento das plantas e enriqueçam o meio onde são aplicadas. Microscopic algae and cyanobacteria are part of a diverse group composed of single-celled organisms called microalgae. This group is composed of photosynthetic organisms, responsible for 60% of the earth's primary production, and can be found in different habitats, mostly aquatic. Due to their atmospheric CO2 capture capacity, water availability and sunlight, they are producers of large amounts of biomass and thus present higher photosynthetic activity than plants. Their rich composition in macro- and micronutrients and their ability to produce bioactive compounds such as polysaccharides, phytohormones and even phenolic compounds, led them to be seen as possible candidates for substitutes for chemicals and synthetics, namely pesticides and fertilizers. The growing concern about the need to increase both productivity and good quality and combat diseases that will impact crops has caused producers to use compounds that would ensure accelerated growth of their crops, fertilizers and pesticides. Therefore, there has been an abusive use of substances that in large numbers are harmful to both the environment and human health. This work aims to study the biopesticide potential of the microalgae Scenedesmus obliquus and Chlorella vulgaris, through in vitro and in vivo evaluation, the inhibiting action of phytopathogenic fungi and their effect on the development of vegetables. The inhibiting effects of these microalgae were tested on phytopathogenic fungi: Fusarium oxysporum, Botrytis cinerea, Alternaria alternata, Sclerotium rolfsii, Clarireedia spp., Colletotrichum gloeosporioides and oomycete: Phytophthora cinnamomi. These agents are responsible for numerous diseases in agriculture, causing several losses. This work describes the promising inhibiting effect of suspensions on the development of Fusarium oxysporum, Botrytis cinerea, Sclerotium rolfsii, Colletotrichum gloeosporioides and Phytophthora cinnamomi. The same effect was observed during the in vivo trials, when applied microalgae suspensions in plants inoculated with F. oxysporum, S. rolfsii and B. cinerea. And the biostimulant effect on agricultural plants was also shown in this study.

Este trabalho teve como objetivo testar diferentes níveis de salinidade no desenvolvimento de duas espécies de plantas halófitas (Suaeda maritima e Inula crithmoides), de forma a identificar qual o valor de salinidade da solução nutritiva onde estas espécies apresentam um melhor comportamento agronómico. Visto que a informação sobre as técnicas de produção intensiva, destas espécies, em sistemas comerciais é muito escassa, é importante estudar as potencialidades e otimização de fatores de produção em ambientes controlados. Suaeda maritima e Inula crithmoides são plantas halófitas dicotiledóneas, suculentas, que crescem naturalmente em zonas costeiras sob influência da água do mar, incluindo nos sapais da Ria Formosa. Ao longo do ensaio as plantas foram sujeitas a seis níveis de salinidade, nomeadamente (em dS m-1): 5, 13, 21, 29, 37 e 45. Estes valores foram estabelecidos incorporando cloreto de sódio (NaCl) na solução nutritiva. No sentido de se avaliar a tolerância das plantas ao “stress” de salinidade, foram feitas análises de vários parâmetros, tais como: a produtividade total e comercial, qualidade das plantas, biomassa e percentagem de humidade das amostras comerciais. Adicionalmente foi também analisado a qualidade nutricional, onde se identificou a composição mineral e se quantificaram vitaminas presentes da espécie Inula crithmoides. Os níveis de salinidade que apresentaram melhores resultados, ou seja, maior produtividade, sem alteração das suas qualidades físicas, químicas e nutricionais, para cada espécie estudada, foram 5 dSm-1 para Inula crithmoides, e 13 dSm-1 para Suaeda maritima. The aim of this work was to test different salinity levels in the development of two halophyte plant species (Suaeda maritima and Inula crithmoides), in order to identify the salinity value of the nutrient solution where these species show the best agronomic behavior. The information about intensive production techniques of these species in commercial systems is very scarce, so it is important to study the potential and optimization of the production factors in controlled environments. Suaeda maritima and Inula crithmoides are succulent dicotyledonous halophyte plants that grow naturally in coastal areas under the influence of seawater, including in the Ria Formosa marshes. During the experiment, the plants were subjected to six levels of salinity at (dS m-1): 5, 13, 21, 29, 37 and 45. These values were established by the incorporation of sodium chloride (NaCl) in the nutrient solution. To evaluate plant tolerance to salinity “stress”, several parameters were analyzed, such as total and marketable productivity, plant quality, biomass and moisture content of the marketable samples. Additionally, the nutritional quality was also analyzed, such as the mineral composition and the quantification of some vitamins present in Inula crithmoides species. The salinity levels that presented the best results, that is, the highest productivities, without alteration of their physical, chemical and nutritional qualities, for each studied species, were 5 dSm-1 for Inula crithmoides, and 13 dSm-1 for Suaeda maritima.