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Climate change has prolonged periods of water deficit in sugarcane and energy cane crops. This condition induces an imbalance of the carbon (C): nitrogen (N): phosphorus (P) stoichiometric homeostasis, impairing accumulated nutrients from being converted into biomass. Silicon (Si) supplementation can mitigate the damage caused by water deficit in plants by improving the C:N:P balance, increasing C, N, and P use efficiencies and the biomass conversion, and reducing climate change effects on crops. This study assesses the beneficial effects of Si applied through fertigation associated with foliar spraying on the alleviation of damage caused by severe water deficit in sugarcane and energy cane for intermediate and long periods. In addition, the effects in maintenance of nutritional homeostasis we assessed and C, N, and P use efficiencies on sugarcane and energy cane under those conditions were increased. Four experiments were conducted during the first growth cycle of each species. The effect of fertigation associated with Si foliar spraying was evaluated by applying Si only during the seedling formation phase in sugarcane and energy cane grown under severe water deficit for 60 days after transplanting (intermediate period). Then, the effect of Si applied during seedling formation and supplemented after transplanting was evaluated in sugarcane and energy cane grown under severe water deficit for 160 days after transplanting (long period). The Si supply decreased C contents, modified the C:N:P ratio, and increased C, N, and P use efficiencies in plants of both species under water deficit at the intermediate and long periods after transplanting. The effects of applying Si through fertigation associated with foliar spraying during seedling formation mitigated the damage caused by severe water deficit in the intermediate period, which was mainly observed in sugarcane. When supplemented with Si after transplanting, the mitigating effects occurred in both species under severe long period water deficit. Therefore, the Si supply through fertigation associated with foliar spraying is a viable alternative to provide Si to the plant. It also comes with beneficial effects that partially reverse the damage to nutritional homeostasis and increase nutritional efficiency in plants under severe water deficit.

Submitted by Gelza Carliane Marques Teixeira null (gelzacarliane@hotmail.com) on 2021-10-21T13:50:29Z No. of bitstreams: 1 Tese_Gelza Carliane Marques Teixeira.pdf: 1340505 bytes, checksum: a7b309873e1583870ffd3f6e45a3ff65 (MD5) Approved for entry into archive by Alexandra Maria Donadon Lusser Segali null (alexmar@fcav.unesp.br) on 2021-10-22T12:15:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 teixeira_gcm_dr_jabo.pdf: 1340505 bytes, checksum: a7b309873e1583870ffd3f6e45a3ff65 (MD5) Made available in DSpace on 2021-10-22T12:15:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 teixeira_gcm_dr_jabo.pdf: 1340505 bytes, checksum: a7b309873e1583870ffd3f6e45a3ff65 (MD5) Previous issue date: 2021-08-31 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O cultivo irrigado de cana-de-açúcar e de cana-energia tem expandido nos últimos anos. Contudo, ao mesmo tempo tem ocorrido intensificação da restrição hídrica causada pelas mudanças climáticas. Por isso, é primordial pesquisas focadas em aumentar a tolerância dessas espécies de grande interesse agrícola, permitindo o uso da água com sustentabilidade. O fornecimento de silício (Si) pode contribuir para aumentar a eficiência no uso da água atenuando os danos causados pelo déficit hídrico. Mas não se conhece os efeitos do Si no cultivo de plantas de cana-de-açúcar e de cana-energia sob déficit hídrico com duração de 7 até 60 ou 160 dias após o transplantio. Além disso, exige-se um aprimoramento da técnica de aplicação. Essa pesquisa foi realizada objetivando avaliar os efeitos da aplicação de Si via fertirrigação associada com a pulverização foliar em parâmetros fisiológicos, bioquímicos e nutricionais em plantas de cana-de-açúcar e de cana-energia cultivadas sob déficit hídrico severo de dois períodos de duração. Foram realizados quatro experimentos em condição controlada. Inicialmente, foi avaliado o efeito da fertirrigação associada com pulverização foliar de Si aplicada somente na fase de formação de mudas em plantas de cana-de-açúcar (experimento I) e de cana-energia (experimento II) cultivadas sob déficit hídrico severo por período de 7 a 60 dias após o transplantio. Posteriormente, avaliou-se o efeito do Si nos mesmos modos de aplicação na fase de mudas e com complemento após o transplantio em plantas de cana-de-açúcar (experimento III) e de cana-energia (experimento IV) cultivadas sob déficit hídrico severo por período de 7 a 160 dias após o transplantio. O déficit hídrico severo diminuiu o conteúdo de água e o potencial hídrico das plantas, induzindo estresse oxidativo e prejudicando as trocas gasosas e a eficiência fotossintética com consequente diminuição da homeostase nutricional e do crescimento das plantas em ambos os períodos de duração. A aplicação de Si via fertirrigação e foliar foi eficiente e permitiu obter efeitos benéficos usando baixas doses do elemento. O fornecimento de Si via fertirrigação associado com a pulverização foliar apenas da fase de formação das mudas promoveu acúmulo suficiente para mitigar os efeitos causados pelo déficit hídrico por período de 7 até 60 dias após o transplantio, por meio da modulação do sistema antioxidante, favorecendo o metabolismo fisiológico, principalmente, na cana-de-açúcar. As aplicações de Si complementares após o transplantio causaram efeito benéfico em parâmetros fisiológicos e bioquímicos diminuindo os danos causados pelo déficit hídrico por período de 7 até 160 dias após o transplantio em ambas as espécies. O Si também modificou a relação C:N:P e aumentou a eficiência de uso de C, N e P em plantas de cana-de-açúcar e de cana-energia sob déficit hídrico por ambos os períodos. Espera-se que o Si seja amplamente utilizado nos sistemas de produção da cana-de-açúcar e da cana-energia para manter o suprimento global das necessidades de bioenergia presentes e futuras, mas com sustentabilidade hídrica. The irrigated cultivation of sugarcane and energy cane has expanded in recent years. However, at the same time there has been an intensification of water restriction caused by climate change. Therefore, research focused on increasing the tolerance of these species of great agricultural interest, allowing the sustainable use of water, is essential. The supply of silicon (Si) can contribute to increase the efficiency of water use, mitigating the damage caused by the water deficit. But the effects of Si on the cultivation of sugarcane and energy cane plants under water deficit for 7 to 60 or 160 days after transplanting are not known. Furthermore, an improvement in the application technique is required. This research was carried out aiming to evaluate the effects of Si application via fertigation associated with foliar spraying on physiological, biochemical and nutritional parameters in sugarcane and energy cane plants cultivated under severe water deficit for two periods of duration. Four experiments were carried out in a controlled condition. Initially, the effect of fertigation associated with Si foliar spraying applied only in the seedling formation phase in sugarcane (experiment I) and energy cane (experiment II) plants cultivated under severe water deficit for a period was evaluated 7 to 60 days after transplantation. Subsequently, the effect of Si was evaluated in the same modes of application in the seedling stage and with complement after transplanting in sugarcane (experiment III) and energy cane (experiment IV) plants cultivated under severe water deficit for a period of 7 to 160 days after transplantation. The severe water deficit reduced the water content and water potential of plants, inducing oxidative stress and impairing gas exchange and photosynthetic efficiency, with a consequent decrease in nutritional homeostasis and plant growth in both duration periods. The application of Si via fertigation and foliar was efficient and allowed to obtain beneficial effects using low doses of the element. The Si supply via fertigation associated with foliar spraying only during the seedling formation phase promoted sufficient accumulation to mitigate the effects caused by the water deficit for a period of 7 to 60 days after transplantation, through the modulation of the antioxidant system, favoring the physiological metabolism, mainly in sugarcane. Complementary Si applications after transplanting had a beneficial effect on physiological and biochemical parameters, reducing damage caused by water deficit for a period of 7 to 160 days after transplantation in both species. Si also modified the C:N:P ratio and increased the efficiency of C, N and P use in sugarcane and energy cane plants under water deficit for both periods. Si is expected to be widely used in sugarcane and energy cane production systems to maintain global supply of present and future bioenergy needs, but with water sustainability. CAPES: 001

Submitted by Gelza Carliane Marques Teixeira null (gelzacarliane@hotmail.com) on 2018-10-18T22:44:23Z No. of bitstreams: 1 Dissertação de Mestrado_Gelza.pdf: 1091409 bytes, checksum: 837676cea3434df8d1f908aa073ec90c (MD5) Rejected by Neli Silvia Pereira null (nelisps@fcav.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: 1- A partir de 04/09/2018, a CAPES baixou uma portaria na qual os estudantes que receberam apoio financeiro devem agradecer por este apoio. O agradecimento à CAPES deve ter a seguinte redação: "O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001" Agradecemos a compreensão. on 2018-10-22T19:10:23Z (GMT) Submitted by Gelza Carliane Marques Teixeira null (gelzacarliane@hotmail.com) on 2018-10-29T13:05:49Z No. of bitstreams: 1 Dissertação de Mestrado_Gelza.pdf: 1090598 bytes, checksum: b82ab83a44328a0abeb729cf89da94df (MD5) Approved for entry into archive by Neli Silvia Pereira null (nelisps@fcav.unesp.br) on 2018-10-29T17:51:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 teixeira_gcm_me_jabo.pdf: 1090598 bytes, checksum: b82ab83a44328a0abeb729cf89da94df (MD5) Made available in DSpace on 2018-10-29T17:51:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 teixeira_gcm_me_jabo.pdf: 1090598 bytes, checksum: b82ab83a44328a0abeb729cf89da94df (MD5) Previous issue date: 2018-08-01 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O uso de mudas pré-brotadas (MPB) tem-se expandido nos plantios da cana-de-açúcar, mas a ocorrência de baixa disponibilidade hídrica durante a fase de transplantio pode comprometer o rendimento da cultura. O silício (Si) pode reduzir os efeitos causados pelo déficit hídrico, podendo ser fornecido via fertirrigação (solução nutritiva) ou pela pulverização foliar, mas esses efeitos em MPB ainda são incipientes. Objetivou-se: (a) avaliar o efeito de fontes e concentrações de Si via pulverização foliar em relação ao silicato de potássio, no acúmulo do elemento e na produção de biomassa em MPBs; (b) avaliar se a aplicação de Si via solução nutritiva (radicular) e via pulverização foliar nas MPBs pode mitigar o déficit hídrico após seu transplantio no solo. Inicialmente, foram desenvolvidos dois experimentos em delineamento em blocos casualizados (DBC), com os tratamentos em esquema fatorial 4x5, com 5 repetições. Foram testadas nos dois experimentos quatro fontes de Si (nanossílica, ácido monossilícico estabilizado com PEG-400, silicato de sódio e potássio estabilizado com sorbitol e silicato de potássio, em cinco concentrações: 0; 0,25; 0,5; 0,75 e 1,0 mmol L-1 (primeiro experimento) e 0; 1; 2; 3 e 4 mmol L-1 (segundo experimento). No terceiro experimento, foi avaliado o efeito do Si na mitigação dos danos causados pelo déficit hídrico, sendo o experimento desenvolvido em DBC, e os tratamentos, em esquema fatorial 3x3, tendo o fornecimento de Si via solução nutritiva (radicular) (2 mmol L-1), Si via foliar (3,4 mmol L-1 em 5 pulverizações) e controle (sem Si) em três níveis de disponibilidade hídrica do solo (70; 50 e 30% da capacidade de retenção de água no solo). O fornecimento de Si via pulverização foliar aumentou o acúmulo do elemento e a massa seca da parte aérea, destacando as fontes de Si com estabilizante em relação ao silicato de potássio. As concentrações testadas foram suficientes para atingir máximo acúmulo de massa seca da parte aérea nas fontes ácido monossilícico estabilizado com PEG-400 e silicato de sódio e potássio estabilizado com sorbitol, nas concentrações de 3,19 e 3,41 mmol L-1, respectivamente. Na ausência de Si, o déficit hídrico prejudicou as variáveis fisiológicas, de crescimento e a produção de massa seca das plantas. O fornecimento de Si via solução nutritiva destacou-se da via pulverização foliar, na formação das mudas pré-brotadas de cana-de-açúcar, por ser mais eficiente em reduzir danos causados pelo déficit hídrico nos primeiros trinta dias após o transplantio. O Si via solução nutritiva foi importante nas mudas pré-brotadas, transplantadas em solo sob déficit hídrico, por aumentar a eficiência quântica do fotossistema II, o teor de clorofila, o potencial hídrico foliar, o conteúdo de água e por diminuir o extravasamento de eletrólitos celulares, o conteúdo de prolina livre e por permitir o maior crescimento e a produção de biomassa. The use of pre-buddep seedlings (MPB) has expanded in the sugarcane plantation, but the occurrence of low water availability during the transplanting phase may compromise the yield of the culture. Silicon (Si) can reduce the effects caused by water deficit, being supplied via fertigation (nutritive solution) or foliar pulverization, but these effects in MPB are still incipient. It was aimed at: (a) to evaluate the effect of sources and concentrations of Si via foliar spray in relation to potassio silicate, in the accumulation of the element and in the production of biomass in MPBs; (b) to evaluate the application of Si via nutritive solution (root) and via foliar spray in MPBs can mitigate the hydric deficit after its transplantation not only. Initially, there were two experiments in delineation in casualized blocks (DBC), with treatments in 4x5 fatorial scheme, with 5 repetitions. In two experiments, four sources of Si (nanosyllic, monossilicic acid stabilized with PEG-400, sodium silicate and potassium stabilized with sorbitol and potassium silicate) were tested in five concentrations: 0; 0.25; 0.5; 0.75 and 1.0 mmol L-1 (first experiment) and 0; 1; 2; 3 and 4 mmol L-1 (second experiment). In the third experiment, the effect of Si was evaluated in the mitigation of damages caused by water deficit, being the experiment developed in DBC, and the treatments, in 3x3 fatorial scheme, had the supply of Si via nutritive solution (root) (2 mmol L-1), Si via foliar (3.4 mmol L-1 in 5 pulverizações) and control (without Si) in three levels of soil water availability (70, 50 and 30% of soil water retention capacity). The supply of Si via foliar pulverization increased the accumulation of the element and the dry mass of the aerial part, highlighting the sources of Si with stabilizer in relation to the silicate of potassium. The concentrations tested were sufficient to achieve maximum accumulation of dry mass of the aerial part in monossilicic acid sources stabilized with PEG-400 and sodium silicate and potassium silicate stabilized with sorbitol, in concentrations of 3.19 and 3.41 mmol L-1, respectively. In the absence of Si, the hydric deficit affected the physiological variáveis, of growth and the production of dry mass of the plants. The supply of Si via nutritive solution stood out from foliar spraying, in the formation of pre-sprouted sugar cane seedlings, as it is more efficient in reducing damage caused by water deficit in the first thirty days after transplanting. The nutritive solution was important in the pre-sprouted seedlings, transplanted only on water deficit, by increasing the quantum efficiency of the photossystem II, the chlorophyll theory, the foliar water potential, the water content and by diminishing the extravasation of cellular electrolytes, the free proline content and by allowing the greatest growth and biomass production. 001