ABSTRACT Little is known about the interaction between the inoculation of diazotrophic bacteria, the variety, and the substrate used in inoculated sugarcane seedling production. Bearing this in mind, the aim of this study was to evaluate the effects of diazotrophic bacteria inoculation, four sugarcane varieties and four different substrates on the growth and nitrogen accumulation of sugarcane seedlings. Parameters related to sprouting, height, and root growth, as well as nitrogen accumulation, were evaluated. The results indicate that inoculating sugarcane seedlings belonging to the following varieties: RB867515, RB92579, RB966928 and RB975932 with bacteria may increase sprouting speed index, height, root length, fresh and dry matter weight, as well as nitrogen accumulation, which has resulted in a more uniform stem diameter. However, the responses to inoculation differ from variety to variety and are also dependent on the substrate used with better results observed in the commercial substrate and the substrate mixtures containing a higher proportion of organic compost. Understanding the interaction between the variety and the substrate with the bacterial inoculation is essential to the success of the production of inoculated sugarcane seedlings.

RESUMO A biomassa destaca-se como um dos poucos recursos disponíveis com potencial de desenvolvimento de biorrefinarias para a inclusão de rotas alternativas sustentáveis na produção de energia e produtos químicos. A lignina é um subproduto do pré-tratamento da biomassa na produção de etanol de segunda geração, basicamente composta de cadeias de carbono e que pode ter alto valor agregado. Contudo, tem sido tradicionalmente utilizada para geração de energia por queima direta. Sendo assim, o objetivo do presente estudo foi investigar a influência do pH na precipitação do licor negro, variando o pH de 1 a 7, bem como caracterizar os componentes da sua estrutura química para possíveis usos futuros. Após a obtenção da massa precipitada, procedeu-se às análises espectrofotométricas no infravermelho e no ultravioleta, além da quantificação de fenóis totais, nas frações sólidas e líquidas das ligninas provenientes dos diferentes pH. Os resultados demonstram que as maiores concentrações de lignina foram obtidas nos menores valores de pH. As análises instrumentais indicaram diferenças nos componentes de cada lignina, sugerindo que sua composição química é influenciada pela alteração do pH. Ainda, a concentração total de fenóis no sobrenadante das amostras foi menor em pH mais baixos, confirmando que há maiores concentrações desses na fração sólida das ligninas.

ABSTRACT Biomass appears to be one of the few resources available with the potential of developing bio refineries for the inclusion of sustainable alternative routes in the production of energy and chemicals. Lignin is a 2nd generation by-product of biomass pre-treatment on ethanol production, and consists of carbon chains, which can have a high added value. However, lignin is being considered just for energy generation. Therefore, the aim of this study was to investigate the influence of pH in the precipitation of black liquor through its acidification of in different pH values (1-7), and to characterize the components of its chemical structure for possible future use. After determining the precipitated mass, a spectrophotometric analysis was carried out on infrared and ultraviolet, along with the quantification of total phenolic compounds in the solid and liquid fractions of lignin derived from different pH ranges. The results showed that the higher lignin concentrations were obtained at lower pH values. The instrumental analysis indicated significant differences in each lignin’s components, suggesting that its chemical composition is influenced by pH change. To conclude, the total concentration of phenolic compounds in the supernatant of the samples was lower at lower pH ranges, indicating that there are higher concentrations of these in lignin’s solid fraction.

Resumo: O objetivo deste trabalho foi estimar os parâmetros genéticos para prever o desempenho de famílias de cana-de-açúcar (Saccharum spp.) sob condições naturais de estresse por frio, no Sul do Brasil, e identificar as melhores combinações de genitores para a seleção quanto à tolerância ao frio. Cinquenta e três famílias de irmãos completos foram avaliadas em delineamento de blocos incompletos, com cinco repetições por família, no Município de Pelotas, RS. A colheita foi realizada em agosto de 2013, nove meses após o plantio e após eventos de frio com temperatura negativa que chegou a -2,2ºC. As análises estatísticas, realizadas por meio da metodologia de modelos mistos, detectaram diferenças significativas entre as famílias. As estimativas de herdabilidade em nível de família foram maiores do que as de herdabilidade em nível de indivíduo. As estimativas quanto ao progresso genético para os caracteres megagramas de cana por hectare, megagramas de brix por hectare e número de talos indicaram ganhos de 93,8, 91,0 e 53,3%, respectivamente. Obteve-se um conjunto de oito famílias potenciais que combinam elevadas estimativas de rendimento e tolerância ao estresse por frio.

Abstract: The objective of this work was to estimate the genetic parameters for the performance prediction of sugarcane (Saccharum spp.) families under natural cold stress, in Southern Brazil, and to identify the best combinations of parents aiming at the selection for tolerance to cold. Fifty-three full-sib families were evaluated in an incomplete block design, with five replicates per family, in the municipality of Pelotas, in the state of Rio Grande do Sul, Brazil. Harvest occurred in August 2013, nine months after planting and after cold spells with negative temperatures down to -2.2ºC. Statistical analyses, performed with the mixed model methodology, detected significant differences among families. Heritability estimates among progeny means were higher than those of individual heritability. Estimates of genetic progress for the traits megagrams of stalks per hectare, megagrams of brix per hectare, and number of stalks indicated gains of 93.8, 91.0, and 53.3%, respectively. A set of eight promising families that combine high estimates for yield and cold stress tolerance was obtained.

Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar a resistência tênsil, a friabilidade, a agregação e as frações físicas da matéria orgânica de um Latossolo Vermelho cultivado com cana-de-açúcar (Saccharum officinarum). Os tratamentos consistiram de um, três e cinco anos de cultivo de cana-de-açúcar, no Estado do Rio Grande do Sul. Como referência, utilizou-se uma mata nativa, adjacente à área de cultivo, com características de solo e relevo similares às das áreas de cultivo. Foram coletadas amostras deformadas à profundidade de 0,00-0,05, 0,05-0,10 e 0,10-0,20 m, para determinação dos atributos físicos do solo e para o fracionamento físico densimétrico e granulométrico da matéria orgânica. As avaliações dos atributos físicos foram capazes de detectar alterações da qualidade estrutural do Latossolo resultantes do cultivo de cana-de-açúcar. Em comparação à mata nativa, a estabilidade e a resistência tênsil dos agregados diminuíram com o tempo de cultivo da cana-de-açúcar. A resistência tênsil aumentou com a profundidade no solo, proporcionalmente à redução dos teores de carbono orgânico total. O preparo do solo e a queima da palhada reduzem o aporte de matéria orgânica fresca ao solo e aceleram a decomposição do compartimento lábil da matéria orgânica, com consequências negativas às propriedades físicas do solo ao longo do tempo.

Abstract: The objective of this work was to evaluate the tensile strength, friability, aggregation, and the physical fractions of soil organic matter of a Rhodic Hapludox cultivated with sugarcane (Saccharum officinarum). The treatments consisted of one, three, and five years of cultivation of sugarcane, in the state of Rio Grande do Sul, Brazil. As a reference, a native forest adjacent to the cultivation area, with soil and relief characteristics similar to those of the cultivation areas, was used. Deformed samples were collected at 0.00-0.05, 0.05-0.10, and 0.10-0.20-m soil depths, for the determination of the soil physical attributes and for the physical fractionation of particle-size and density of the organic matter. The physical attribute evaluations were able to detect changes in the structural quality of the Oxisol, which resulted from the sugarcane cultivation. In comparison with the native forest, the stability and tensile strength of the aggregates decreased with the time of sugarcane cultivation. Tensile strength increased with soil depth, proportionally to the reduction of total soil organic carbon content. Soil preparation and straw burning reduce the input of fresh organic matter into the soil and accelerate the decomposition of the labile organic matter compartment, with negative consequences to soil physical properties over time.

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar as frações físicas da matéria orgânica do solo (MOS) e o índice de manejo de carbono (IMC), após diferentes períodos de preparo do solo para a implantação de cana-de-açúcar. O estudo foi realizado em Latossolo Vermelho, de textura argilosa, depois de 1, 3 e 5 anos do preparo do solo para a implantação da cultura, com queima da palhada e colheita manual. Como referência, utilizou-se o solo de mata nativa adjacente à área de estudo. Amostras de solo foram coletadas nas camadas de 0,00-0,05, 0,05-0,10 e 0,10-0,20 m, para quantificar o IMC, bem como o C orgânico total, o C particulado, o C associado a minerais e o C das frações leve livre, leve oclusa e pesada da MOS. O preparo do solo associado à queima da palhada na colheita diminuiu o aporte de matéria orgânica fresca ao solo e acelerou a decomposição do compartimento lábil da MOS, com reflexos negativos sobre os estoques das frações físicas do solo. As maiores proporções de C foram verificadas na fração associada a minerais. As frações densimétricas da MOS foram mais sensíveis na detecção de alterações dos estoques, labilidade, índice de labilidade e IMC, nos diferentes tempos de implantação da cultura. As áreas com cana-de-açúcar apresentam IMC inferior a 100, o que indica impacto negativo do cultivo sobre os estoques de matéria orgânica e sobre a qualidade física do solo.

Abstract The objective of this work was to evaluate the physical fractions of soil organic matter (SOM) and the carbon management index (CMI) after different periods of soil tillage for sugarcane implantation. The study was carried out in a clayey Oxisol after 1, 3, and 5 years from soil tillage for crop plantation, with burning of the straw and manual cutting for harvest. As a reference, the soil of a native forest adjacent to the studied area was used. Soil samples were collected at the 0.00-0.05, 0.05-0.10, and 0.10-0.20-m soil layers, in order to quantify the CMI, as well as total organic C, particulated C, C associated with minerals, and C in the free light, occluded light, and heavy fractions of SOM. Soil tillage associated with previous burning of straw reduced the input of fresh organic matter to the soil and accelerated the decomposition of the SOM labile compartment, negatively affecting the stocks of soil physical fractions. The highest C proportions were observed in the fraction associated with minerals. The SOM density fractions were more sensible to detect changes in the stocks, lability, and the CMI, in the different crop implantation times. The cultivated areas had CMI lower than 100, which indicates the negative impacts of cropping on the stocks of organic matter and on soil physical quality.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a adaptabilidade e estabilidade de genótipos de cana‑de‑açúcar de maturação precoce, quanto à produtividade de colmos e de Brix, no Estado do Rio Grande do Sul. Quinze genótipos de maturação precoce foram avaliados nas safras 2009/2010 e 2010/2011, por meio da análise de efeitos principais aditivos e interações multiplicativas (AMMI). As interações genótipo x ambiente foram de alta significância e evidenciaram a alteração de posição na classificação dos genótipos de um ambiente para outro. Novos genótipos superaram, em produtividade e estabilidade, o genótipo‑padrão precoce RB855156, embora este ainda se destaque pela produtividade, estabilidade moderada e ampla adaptabilidade. O genótipo RB966928 destacou-se pela riqueza e produtividade de Brix, estabilidade moderada e ampla adaptabilidade. Salto do Jacuí, RS, é o ambiente mais indicado para testes preliminares de seleção de genótipos.

The objective of this work was to evaluate the adaptability and stability of early maturation sugarcane genotypes, as to yield of stalk and Brix, in Rio Grande do Sul state, Brazil. Fifteen early‑maturing genotypes were evaluated in the 2009/2010 and 2010/2011 seasons, through the additive main effects and multiplicative interaction (AMMI) analysis. Genotype x environment interactions were highly significant and evidenced changes in the genotype ranking according to the environment. New genotypes exceeded the standard early genotype RB855156 for productivity and stability, although it still stands out for its high productivity, moderate stability and wide adaptability. Genotype RB966928 stood out for its richness and yield of Brix, moderate stability and wide adaptability. Salto do Jacuí, RS, Brazil, is the most suitable site for preliminary tests of genotype selection.

A finalidade do armazenamento do grão de pólen é conservar material para futura utilização, proporcionando-lhe condições ótimas, de forma a manter seu poder germinativo, vigor e integridade genética originais. O objetivo deste trabalho foi verificar o poder germinativo dos grãos de pólen de mamoneira (Ricinus communis L.), após armazenamento a baixas temperaturas. Para tanto, grãos de pólen dos cultivares IAC 80 e AL Guarany 2002 foram utilizados e armazenados em quatro temperaturas: -196, -72, -18 e 4 ºC, durante um período de oito semanas. A avaliação da viabilidade deste pólen foi realizada semanalmente, até completar cinco semanas, sendo realizada uma última avaliação após a oitava semana de armazenamento, por meio do teste de germinação in vitro. Meio de cultura, contendo 10 gL-1 de ágar, 100 gL-1 de sacarose, 0,004 gL-1 de ácido bórico e pH 6,0, foi preparado e depositado em placas de lâmina escavada, onde o pólen foi distribuído sobre a superfície do meio. As placas foram incubadas a 20 ºC em BOD. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 2 x 4 (2 cultivares x 4 temperaturas) para cada tempo de armazenamento, sendo analisados 100 grãos de pólen por repetição, totalizando seis de cada tratamento. Verificou-se diferença significativa entre os tratamentos para a interação cultivar x temperatura na quinta semana de observação (p < 0,05). Demais interações foram altamente significativas em todas as épocas de observação (p < 0,01). Portanto, a utilização de ultrabaixas temperaturas permite a manutenção da viabilidade de grãos de pólen de mamoneira, até a quinta semana de armazenamento.

The objective of storing pollen is to preserve material for future use, providing optimal conditions to maintain their original germination, vigor and genetic integrity. The aim of this study was to investigate the germination of castor bean (Ricinus communis L.) pollen after storage at low temperatures. For this purpose, pollen of the cultivars IAC 80 and AL Guarany 2002 were used and stored at four different temperatures, -196; -72; -18; and 4ºC, for a period of 60 days. The pollen viability was assessed weekly for five weeks, with a last evaluation performed after eight weeks of storage using the in vitro germination test. Culture medium containing 10 gL-1 agar, 100 gL-1 sucrose, 0.004 g L-1 boric acid, pH 6.0 was prepared and poored into cavity slides, where the pollen was evenly distributed over the surface of the medium. The plates were incubated at 20ºC in BOD. The experiment was arranged in a 2x4 factorial completely randomized design (2 cultivars x 4 temperatures) for each storage time, with 100 pollen grains analyzed per repetition, totaling six of each treatment. There was significant difference between treatments for the cultivar x temperature interaction in the fifth week of observation (p<0.05). Other cultivar x temperature interactions were highly significant at all times of observation (p<0.01). It is therefore concluded that the use of ultra low temperatures allows the maintenance of castor bean pollen viability until the fifth week of storage.

O objetivo deste trabalho foi estudar os efeitos dos fatores externos no crescimento, desenvolvimento e na produtividade da planta de mamona. O experimento foi realizado com a cultivar 'BRS Energia' semeada em três épocas nas safras 2008/09 e 2009/10 em Pelotas - RS. As variáveis avaliadas foram a taxa de crescimento relativo (TCR), taxa assimilatória líquida (TAL), produtividade e as principais variáveis meteorológicas. A maior taxa de crescimento relativo e assimilatória líquida ocorre nos períodos de temperatura média de 22,5 a 25,7°C e insolação média diária maior que seis horas, que coincidem com as semeaduras de novembro e dezembro na região de Pelotas, enquanto as maiores produtividades ocorrem nas semeaduras de outubro e novembro.

The objective was to study external effects on growth, development and plant productivity. The experiment was conducted with 'BRS Energia' sown at three times in 2008/09 and 2009/10 seasons in Pelotas, Southern Brazil. It was evaluated the relative growth rate (RGR), net assimilation rate (NAR), yield and the main meteorological variables. The highest relative growth rate and net assimilation rate occurred at an average temperature of 22.5 to 25.7°C and average daily insolation greater than six hours, which coincide with November and December sowings in Southern Brazil. The highest yields were observed in October and November sowings.

Espécies silvestres são fontes importantes de variabilidade genética e podem ser exploradas pelos programas de melhoramento. Cruzamentos entre teosinto e milho ocorrem naturalmente, e o teosinto pode ser utilizado como fonte de caracteres agronômicos para introdução em milho. O objetivo deste estudo foi estimar a variabilidade genética entre e dentro de populações de milho e teosinto (Zea mays mexicana). Duas populações de milho doce (BR400 e BR402), duas de milho comum (Suwan e Pampa) e uma de teosinto foram analisadas utilizando-se marcadores microssatélites. Os resultados indicaram que 64,5% da variação foi detectada dentro das populações, sugerindo a possibilidade de obtenção de progresso genético através da seleção dentro de cada população. A análise de 25 locos microssatélites permitiu identificar 92 alelos, com uma média de 3,7 alelos por loco. O percentual de locos polimórficos variou de 64% nas populações BR400 e Pampa a 80% na população de teosinto. A distância genética estimada confirmou a similaridade genética entre milho e teosinto.

Wild species are important sources of genetic variability and may be exploited by breeding programs. Crosses between teosinte and maize occur freely and teosinte serves as genetic source of agronomic traits for introduction in maize. The objective of this study was to estimate genetic variability among and within maize and teosinte populations (Zea mays mexicana). Two sweet maize populations (BR400 and BR402), two common maize populations (Suwan and Pampa) and one teosinte population were analyzed using microsatellites markers. Results indicated that 64,5% of the variation was detected within the populations, suggesting the possibility of obtaining genetic progress by selection within each population. The analysis with 25 microsatellites loci enabled the identification of 92 alleles with a mean of 3.7 alleles per locus. The average Polymorphism Information Content (PIC) was 0.52. The percentage of polymorphic loci varied from 64% in the BR400 and Pampa populations to 80% in the teosinte population. The estimated genetic distance confirmed the genomic similarity of maize and teosinte.

A mamona (Ricinus communis L.) é uma planta oleaginosa anual e, ocasionalmente, bienal em regiões tropicais, com ciclo médio de 150 dias para a maioria das cultivares anuais e de 120 a 130 dias para cultivares anuais precoces. O objetivo deste trabalho foi avaliar características agronômicas de cultivares das mamonas 'Al Guarany 2002', 'IAC 80', 'IAC 226' e 'BRS 188 Paraguaçu'em função do ambiente de cultivo e da época de semeadura. As cultivares foram semeadas entre o primeiro e o quinto dia dos meses de novembro e dezembro, na Embrapa Clima Temperado, em Pelotas, Rio Grande do Sul. Cada época teve 12 unidades experimentais em três blocos casualizados. A emergência, a altura de planta e de inserção do primeiro cacho, o período de florescimento e colheita e o ataque de pragas e doenças foram avaliados e analisados com o programa WinStat Versão 2.0. O comportamento entre as cultivares diferiu entre locais de cultivo e época de semeadura. A inserção do cacho foi mais alta, e as florações e colheitas foram mais tardias em plantas da segunda época de semeadura. Danos por pragas e doenças e os descritores morfológicos da planta de mamona apresentaram diferenças entre os locais de cultivo.

Castor bean (Ricinus communis L.) is an oleaginous plant with annual cycle and occasionally biennial cycle in tropical areas, with mean cycle of 150 days for the majority of annual cultivars and 120 to 130 days for annual early cultivars. The objective of this study was to evaluate the agronomic characteristics of castor cultivars according to environmental crop and sowing season. The experiment was conduced at Embrapa Clima Temperado - Pelotas/RS, in two places. The castor cultivars used in this research were 'Al Guarany 2002', 'IAC 80', 'IAC 226' and 'BRS 188 Paraguaçu', which were sown in two sowing times: the first was in early November (between 1st and 5st) and the second was in early December (between 1st and 5st). Each sowing season was constituted of 12 experimental units, distributed in three random blocks. It was evaluated the emergency, plant height and first spike insertion , flowering and harvest time, pest and disease attacks. The WinStat program Version 2.0 was used for data statistical analysis. There was a significant difference among cultivar behaviors between the environmental crops and sowing seasons. The second sowing season provided a larger plant and first spike insertion was higher. It also promoted retardation in the flowering and harvesting time. The differences among cultivars, between the two environmental crops, were clearer in the pest and disease attacks, but also in morphologic characteristics of castor plant.

O objetivo deste trabalho foi determinar frações de fibra em genótipos de aveia e avaliar o potencial do NIRS, utilizando grãos inteiros e moídos. Grãos descascados, inteiros e moídos, dos genótipos UFRGS 7, UFRGS 14, UFRGS 17 e de 99 linhagens recombinantes F7, de UFRGS 7 x UFRGS 17, foram analisados quanto aos teores de fibras total, solúvel e insolúvel, pelo método enzimático gravimétrico. Amostras de grãos, descascados inteiros e grãos moídos, foram também analisadas pelo NIRS. Os resultados indicaram que a utilização do NIRS, para avaliação do teor de fibras a partir de grãos inteiros, é eficaz e pode ser empregada na seleção desse caráter em aveia.

The objective of this work was to determine fiber fraction in oat genotypes and to evaluate the use of NIRS with whole and ground groats. Whole oat groats of UFRGS 7, UFRGS 14 and UFRGS 17 and 99 F7 recombinant inbred lines from UFRGS 7 x UFRGS 17, were analyzed for total fiber, soluble fiber and insoluble fiber contents, by gravimetric-enzymatic method. Samples of whole and ground groats, were also analyzed by NIRS. The results showed that the NIRS method was efficient to determine fiber content using whole grain, and it is possible to use it for selection in oat.

No sul do Brasil, a cultura do milho pode ser uma alternativa de cultivo para áreas de várzea; entretanto, o desenvolvimento de genótipos tolerantes ao encharcamento é condição fundamental para viabilizar economicamente esta opção. O objetivo do presente trabalho foi determinar a capacidade geral e específica de combinação e os efeitos recíprocos para tolerância ao encharcamento do solo de genótipos de milho. A análise foi baseada em um cruzamento dialélico envolvendo quatro linhagens: duas tolerantes ao encharcamento do solo (CT954280 e CT954330) e duas sensíveis (CT966200 e CT966208). O trabalho experimental foi realizado durante os anos de 2000 e 2001 em casa de vegetação localizada na Embrapa Clima Temperado, Pelotas, RS. As variáveis analisadas foram matéria seca da raiz, matéria seca da parte aérea, estatura de planta, comprimento de raiz e conteúdo de clorofila na folha. Os resultados demonstraram a existência de variabilidade genética entre os genótipos estudados, sendo que ambos os efeitos aditivos e não aditivos foram de importância na determinação da herança da tolerância ao encharcamento em milho. A escolha do genitor feminino é fundamental para a obtenção de híbridos tolerantes, uma vez que o efeito materno observado foi elevado. Dentre os dois genótipos tolerantes analisados, a linhagem CT954330 foi a que apresentou a maior CGC e pode ser indicada como genitor preferencial em cruzamentos que visem incrementar a tolerância ao encharcamento.

In southern Brazil, corn could be an alternative for cultivation in flooded areas. However, the development of genotypes tolerant to flooding is fundamental to make this option economically feasible. The objective of this paper was to determine the general and specific combining ability and reciprocal effect for flooding tolerance in corn genotypes. The analysis was based on a diallel cross among four inbreds: two flooding tolerant (CT954280 and CT954330) and two sensitive inbreds (CT966200 and CT966208). The experiment was conducted in 2000 and 2001 under greenhouse conditions at Embrapa Clima Temperado, Pelotas, RS. Root dry matter, plant dry matter, plant high, root length, and leaf chlorophyll content were measured. Genetic variability among the inbreds was detected. Both additive and non-additive effects were important in the determination of the inheritance of flooding tolerance in corn. The correct choice of the female parent is fundamental for tolerant hybrids production, since maternal effects were relevant. Among the analyzed genotypes, the inbred CT954330 presented the highest GCA and may be indicated as a preferential progenitor in crossings that aim to increase flooding tolerance.