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Seleção recorrente é um método indicado para o melhoramento de características quantitativas, como rendimento de grãos em aveia. Consiste em selecionar e recombinar de forma cíclica genótipos superiores de uma população geneticamente variável. Sua implantação depende do estabelecimento de uma estratégia que permita a condução das atividades inerentes ao método de forma compatível com a estrutura física e de mão-de-obra do programa. Este trabalho teve como objetivos investigar a possibilidade do uso de uma unidade experimental de tamanho reduzido para a condução das avaliações e seleção, indicar a geração de autofecundação a ser submetida à seleção e caracterizar a variabilidade dos genitores de uma população sintetizada pelo cruzamento dialélico de dez genótipos de aveia . Dados de três anos de ensaios mostram que unidades experimentais constituídas de uma única linha de três metros de comprimento reproduzem as classificações dos genótipos obtidas em parcelas de tamanho padrão para ciclo, estatura e rendimento de grãos. No entanto, o uso posterior de linhas como unidade experimental em ensaios que ocuparam uma área muito extensa, demonstrou que a variação de ambiente reduziu muito a eficiência da seleção. A avaliação da base genética para rendimento de grãos de aveia indica uma forte determinação de efeitos não aditivos. Nesta situação, a seleção em gerações mais avançadas de homozigose são mais adequadas. Porém, a seleção em geração F4 não apresentou vantagens sobre a realizada em F2 devido a grande variação de ambiente relacionada ao tamanho da área necessária para a condução dos ensaios. A estrutura da variabilidade fenotípica dos genitores confirma o caráter complementar dos genótipos em relação às características agronômicas e de adaptação pretendidas na população..

Soybean has been the main crop used in rotation with irrigated rice in Rio Grande do Sul. However, soybean cultivation in lowland represents a high-risk activity due to stresses that generally occur in this environment. These stresses may significantly reduce growth and development of soybean plants by limiting important physiological processes such as photosynthesis and biological nitrogen fixation. In view of the above, the thesis work aimed to determine the influence of different cropping and irrigation systems on root growth, nodulation, oxidative stress, photosynthesis, soil water holding capacity, water use efficiency and grain yield of soybean in lowlands. Two experiments were carried out under field conditions and one under greenhouse conditions in the Várzea Experimental area of the Federal University of Santa Maria, RS, during 2014/15 and 2015/16 growing seasons. For the burndown timing of ryegrass experiment, applications were carried out between 20 and 90 days before soybean planting on raised seedbeds. The experiment 1 involving cropping systems and irrigation consisted of combinations between raised seedbeds flat planting with or without the practice of irrigation. The experiment 2, was carried out under greenhouse condictions and was characterized by the implementation of 10 days water deficit during V6 (six expanded trifoliate), R2 (full flowering) and R5 (grain filling) growth stages. Based on the main results, it was observed that desiccation and sowing intervals of soybean less than 60 days or quantities of ryegrass straw remaining on the soil surface higher than 1000 kg ha-1 significantly increase soil moisture retention at the sowing time. Growing soybeans using raised seedbeds increase crop yield and reduce irrigation water use when compared to flat-planting of soybean in a rice-soybean rotation. Water shortage during the grain filling period significantly reduces grain yield of soybean in lowlands. A soja tem sido a principal cultura utilizada em rotação com o arroz irrigado no Rio Grande do Sul. No entanto, o cultivo da soja em terras baixas constitue-se em uma atividade de alto risco devido aos estresses que geralmente atuam neste ambiente. Estes estresses podem reduzir significativamente o crescimento e desenvolvimento das plantas de soja através da limitação de processos fisiológicos importantes como por exemplo, a fotossíntese e a fixação biológica de nitrogênio. Em vista do exposto, o trabalho de tese teve como objetivo determinar a influência de diferentes sistemas de implantação e de irrigação no crescimento do sistema radicular, nodulação, estresse oxidativo, fotossíntese, armazenamento de água no solo, eficiência do uso de água e rendimento de grãos de soja em terras baixas. Foram realizados dois experimentos em condições de campo e um em casa de vegetação na área Experimental de Várzea da Universidade Federal de Santa Maria, RS, durante os anos agrícolas de 2014/15 e de 2015/16. O experimento1 consistiu de épocas de dessecação do azevém, as quais foram realizadas entre 20 e 90 dias antes da semeadura da soja em camalhões. O experimento envolvendo sistemas de implantação e irrigação constituiu-se das combinações entre camalhões e sem camalhões com ou sem irrigação suplementar. O experimento 2 foi realizado em casa de vegetação e caracterizou-se pela implementação de 10 dias de deficit hídrico nos estádios fenólóficos V6 (seis trifólios expandidos), R2 (florescimento pleno) e R5 (enchimento de grãos). Com base nos principais resultados, observou-se que intervalos de dessecação e semeadura da soja menores de 60 dias ou quantidades de palha de azevém remanescente na superfície do solo superiores a 1000 kg ha-1 aumentam signicativamente a retenção de umidade no momento de semeadura. O uso de camalhões para o cultivo da soja aumenta o rendimento de grãos e reduz o uso de água para irrigação comparado ao sistema sem camalhões. A deficiência hídrica durante o período de enchimento de grãos reduz significativamente o rendimento de grãos de soja em terras baixas.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico The lowland areas are predominantly cultivated with irrigated rice. However, the monoculture of rice can to complicate the use of these areas for rice crop. An alternative to this is the use of crop rotation. The crop that may be used in rotation with rice is the soybean. But, some lowland areas present poor drainage, low hydraulic conductivity and compacted layer present in the soil sub-surface, soybean yield is usually limited especially in drought years. Thus, the objective this study was to evaluate the effect of tillage systems and soybean sowing and border irrigation on soil physical and hydraulic properties, oxidative stress in the leaf tissue of plants, root growth and development, nutrients content in leaf tissue of plants and soybeans yield. The experiments were performed in the Experimental Area of the Federal University of Santa Maria, during 2013/14 and 2014/15 growing season in Santa Maria-RS, Brazil and during 2013/14 growing season in Formigueiro, RS. Levels of factor A were: tillage and seeding systems: chisel plough with sowing using a offset double disc; no-till with sowing using a furrow opener upon a raised bed; sowing using a knife runner opener; sowing using a (fluted coulter disc) wavy disc with 12 waves and sowing using a offset double disc. The D factor levels were: irrigated and non-irrigated. The results showed that systems with sowing using knife, sowing on raised bed and chisel plough reduce soil bulk density in the layer from 0.00 to 0.20 m in the sowing row. These systems improve in the soil physical and hydraulic properties such as soil bulk density, total porosity, macroporosity and infiltration capacity and water storage in the soil. Tillage systems with sowing using offset double disc and (fluted coulter disc) wavy disc has less effect of soil bulk density reduction in the soybean sowing row and improvement of soil physical and hydraulic properties. The presence of a compacted layer in the soil sub-surface (layer from 0.07 to 0.15 m) causes oxidative stress in plants in drought seasons. The system using chisel plough and sowing using knife minimize those stresses and provide greater soybean roots growth and development, nodulation and higher grain yield. The border irrigation on soil moisture conditions below 60% of field capacity results in reduced oxidative stress, increased of roots growth and development, providing increase in nodulation and soybeans yield in areas with presence compacted layer in the soil sub-surface. As áreas de várzeas são predominantemente cultivadas com a cultura do arroz irrigado. No entanto, o monocultivo do arroz irrigado pode inviabilizar o uso dessas áreas para o cultivo do arroz. Uma alternativa para isso é o uso de rotação de culturas. A soja é uma cultura que pode ser utilizada em rotação com o arroz irrigado. Porém, em função de características dessas áreas como: drenagem deficiente, baixa condutividade hidráulica e presença de camada compactada próximo à superfície do solo, a produtividade da soja é usualmente limitada principalmente em anos de estresse hídrico. Diante disso, o objetivo de estudo da tese foi avaliar o efeito de sistemas de implantação e de semeadura da soja e da irrigação por faixas em propriedades físicas do solo, no crescimento e desenvolvimento radicular, no estresse oxidativo das plantas, na concentração de nutrientes no tecido das plantas e no rendimento de grãos de soja. Os experimentos foram realizados na área Experimental de Várzea da Universidade Federal de Santa Maria, RS, nas safras de 2013/14 e de 2014/15, e em Formigueiro, RS, na safra de 2013/14. Os níveis do fator A foram: sistemas de implantação e de semeadura: escarificação do solo com semeadura utilizando disco duplo na semeadora; sem escarificação do solo e semeadura em microcamalhão com haste sulcadora; semeadura com haste sulcadora; semeadura com disco ondulado e semeadura com disco duplo. Os níveis do fator D foram: com e sem irrigação por faixas. Com base nos resultados obtidos, observa-se que os sistemas com haste sulcadora, microcamalhão e com escarificação do solo reduzem a densidade do solo na camada de 0,00 0,20 m na linha de semeadura. Esses sistemas melhoram na linha de semeadura as propriedades físico-hídricas do solo como a densidade do solo, porosidade total, macroporosidade e capacidade de infiltração e armazenamento de água no solo. Os sistemas de implantação com semeadura utilizando disco duplo e disco ondulado apresentaram menor efeito de redução de densidade do solo na linha de semeadura e melhoria das propriedades físico-hídricas. A presença de uma camada compactada próximo a superfície do solo (camada de 0,07 0,15 m) causa estresse oxidativo nas plantas em épocas de déficit hídrico. O sistema com escarificação do solo e com semeadura utilizando haste sulcadora minimizam esses estresses e proporcionam maior crescimento e desenvolvimento de raízes de soja, nodulação, bem como maior rendimento de grãos. O uso da irrigação por faixas em condições de umidade do solo abaixo de 60% da capacidade de campo resulta em redução do estresse oxidativo, aumento do crescimento e desenvolvimento de raízes, proporcionando acréscimo na nodulação e no rendimento de grãos de soja em áreas com presença de camada compactada próximo a superfície do solo.

Soybean has gained space in lowland areas. Where before had only irrigated rice, grows the interest for soybean, due to to rising issues on weed control and the interst for crop diversification in the same farm. However, the management used and the natural characteristics of lowland areas with rice cultivation collaborate for maintaining saturated soil in the field. Considering the cultivation of an upland crop, it is necessary that some management changes be done to benefit the establishment and development of the crop. In the first experiment different moments of broadcast Nitrogen (N) application were tested, in order to nurish the plant with the nutrient to help the biologic N fixation, that in saturated soils, is damaged. Also was used two seeding mechanisms, the conventional (offset double disc) and a mechanism that disrupts the compacted layer (planter shank) present in lowland soils. There was no difference between N application treatments. However, for the different mechanisms there was a difference in development and productivity, highlighting the planter shank. The second experiment was performed in the greenhouse also using cultivar TECIRGA 6070 RR, with the aim of observing anatomical modifications and their possible benefits among different time of saturation and vegetative stages. The aerenchymas were formed in the hypocotyl and roots, which were used as a survival mechanism by the plant when soil was saturated in the VC-V1 stage during six days, along with the adventitious roots. In the V6 stage, the aerenchymas showed better development, but due to tissue fragility and soil resistance, there was rupture of the atmospheric air conducting canals, formed by aerenchyma. This rupture occurred between the hypocotyl and the root, filling the canals with water and stopping the air conduction to submerged roots.In this stage the plant survived only with the support of the adventitious roots, formed on the plants hypocotyl. A cultura da soja vem ganhando espaço nas áreas de várzea. Onde antes só havia o cultivo de arroz, cresce o interesse pela soja devido às dificuldades crescentes em relação ao controle de plantas daninhas e ao interesse pela diversificação de culturas. Porém, o manejo utilizado e as características naturais das áreas de várzea para o cultivo de arroz tornam difícil a drenagem. Em vista do cultivo de uma plantas em presença de lâmina de água, como a soja, é necessário que hajam algumas mudanças de manejo para beneficiar o estabelecimento e desenvolvimento da cultura. No primeiro experimento utilizou-se a cultivar TECIRGA 6070 RR e testou-se diferentes momentos de aplicação de nitrogênio (N) em cobertura, com o objetivo de fornecer à cultura o suprimento de N para auxiliar a fixação biológica de nitrogênio, que em ambientes saturados pode ser prejudicada. Também testou-se dois mecanismos de semeadura, o disco duplo e um mecanismo que rompe parte da camada compactada utilizando haste sulcadora, presente nos solos de várzea. Não houve diferença entre tratamentos de aplicações de N, possivelmente devido a não haver estresses hídricos. Porém para diferentes mecanismos houve diferença no desenvolvimento das plantas e na produtividade, destacando-se o mecanismo rompedor com haste sulcadora. O segundo experimento foi realizado em casa de vegetação utilizando também a cultivar TECIRGA 6070 RR, com o objetivo de mensurar modificações anatômicas e seus possíveis benefícios diante de diferentes tempos de saturação em diferentes estádios vegetativos. Os aerênquimas foram desenvolvidos no hipocótilo e raiz, os quais foram utilizados como mecanismo de sobrevivência pela planta quando o solo foi saturado no estádio VC-V1 durante seis dias, juntamente às raízes adventícias. No estádio V6 os aerênquimas apresentaram maior desenvolvimento, mas devido à fragilidade do tecido e resistência do solo, houve o rompimento dos canais de condução de ar atmosférico, formados pelos aerênquimas. Este rompimento ocorreu entre o hipocótilo e raiz, sendo inundado por água e cessando a condução de ar para pelos canais para as raízes submersas. Nesse estádio a planta teve a sua sobrevivência apenas com o auxílio das raízes adventícias, formadas no hipocótilo da planta.

A soja tornou-se uma cultura de destaque nas terras baixas da metade sul do Rio Grande do Sul e as recomendações de adubação fosfatada e potássica para essa cultura estão embasadas em pesquisas realizadas em terras altas da metade norte do Estado, sendo estes solos distintos daqueles das terras baixas. Os objetivos deste trabalho foram avaliar a resposta da soja à adubação fosfatada e potássica aplicadas na semeadura e avaliar a adequação das atuais recomendações de adubação para o cultivo de soja em terras baixas da metade Sul do Estado. Foram conduzidos quatro experimentos para avaliar a resposta da soja ao fósforo e quatro ao potássio. Os tratamentos foram doses de 0, 30, 60, 120 e 180 kg ha-1 de ambos, P2O5 e de K2O, aplicadas na semeadura da soja. Para a avaliação da adequação das atuais recomendações de adubação foram conduzidos dois experimentos, com adubação para expectativa de colheita de 0, 2, 3, 4 e 6 Mg ha-1, em função da análise do solo. A soja apresentou alta produtividade de grãos e alta resposta à aplicação, tanto de fósforo como de potássio. As doses de máxima eficiência econômica de fósforo (113 kg de P2O5 ha-1) e de potássio (122 kg de K2O ha-1) foram próximas às doses de máxima eficiência técnica, devido à relação favorável de preços da soja e do adubo. As atuais recomendações de adubação para a soja necessitam de adequações para as terras baixas, principalmente em situações de baixa e média produtividade, fato que provoca balanço negativo, tanto de fósforo como de potássio. Soybean has become a prominent crop in lowlands areas of the South of Rio Grande do Sul State and phosphate and potassium recommendations for this crop are grounded on research in the highlands soils of the North of Rio Grande do Sul (Brazil), with distinct characteristic from lowland soils. The objectives of this study were to evaluate the response of soybean to phosphorus and potassium fertilizer, applied at sowing time, and to evaluate the adequacy of fertilizer recommendations for soybean in lowlands soils. Four experiments were conducted to evaluate the soybean response to different rates of phosphorus and four of potassium. The used rates were: 0, 30, 60, 120 and 180 kg of both, P2O5 ha-1 and K2O. For the evaluation of current fertilizer recommendations, two experiments were conducted with fertilization for yield expectation of 0, 2, 3, 4 and 6 Mg ha-1. Soybean productivity and response to phosphorus and potassium application was high. The most efficient economic doses for phosphorus (113 kg P2O5 ha-1) and potassium (122 kg ha-1 K2O) were close to the most efficient technical doses, due to favorable soybean and fertilizer price relation. The fertilizer recommendations for soybean require adjustments for lowlands soils, especially in situations of low and medium yields that cause a negative balance of both phosphorus and potassium.