BR102018073102A2 - SYSTEM FOR THE SELECTION OF GENOTYPES OF TOLERANT PLANTS TO INCREASE THE MECHANICAL IMPEDANCE OF THE SUBSTRATE - Google Patents
SYSTEM FOR THE SELECTION OF GENOTYPES OF TOLERANT PLANTS TO INCREASE THE MECHANICAL IMPEDANCE OF THE SUBSTRATE Download PDFInfo
- Publication number
- BR102018073102A2 BR102018073102A2 BR102018073102-5A BR102018073102A BR102018073102A2 BR 102018073102 A2 BR102018073102 A2 BR 102018073102A2 BR 102018073102 A BR102018073102 A BR 102018073102A BR 102018073102 A2 BR102018073102 A2 BR 102018073102A2
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- substrate
- container
- soil
- selection
- mechanical impedance
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 238000001033 granulometry Methods 0.000 claims description 9
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 7
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 claims description 5
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 5
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 claims description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 51
- 238000005056 compaction Methods 0.000 abstract description 21
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 20
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract description 15
- 230000035515 penetration Effects 0.000 abstract description 11
- 238000003976 plant breeding Methods 0.000 abstract description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 abstract description 5
- 238000009395 breeding Methods 0.000 abstract description 3
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000007226 seed germination Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 abstract 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 24
- 238000011161 development Methods 0.000 description 11
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 11
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 10
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 10
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 10
- 238000011160 research Methods 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 7
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 6
- 230000002786 root growth Effects 0.000 description 6
- 241000159846 Centrosema pascuorum Species 0.000 description 5
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 5
- SILSDTWXNBZOGF-KUZBFYBWSA-N chembl111058 Chemical compound CCSC(C)CC1CC(O)=C(\C(CC)=N\OC\C=C\Cl)C(=O)C1 SILSDTWXNBZOGF-KUZBFYBWSA-N 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 5
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 4
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 3
- 244000291564 Allium cepa Species 0.000 description 3
- 244000000626 Daucus carota Species 0.000 description 3
- 235000002767 Daucus carota Nutrition 0.000 description 3
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 3
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 3
- 230000037039 plant physiology Effects 0.000 description 3
- 235000002732 Allium cepa var. cepa Nutrition 0.000 description 2
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 description 2
- 229930191978 Gibberellin Natural products 0.000 description 2
- 239000004264 Petrolatum Substances 0.000 description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 2
- IXORZMNAPKEEDV-UHFFFAOYSA-N gibberellic acid GA3 Natural products OC(=O)C1C2(C3)CC(=C)C3(O)CCC2C2(C=CC3O)C1C3(C)C(=O)O2 IXORZMNAPKEEDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003448 gibberellin Substances 0.000 description 2
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 2
- 235000019271 petrolatum Nutrition 0.000 description 2
- 229940066842 petrolatum Drugs 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 2
- PITMOJXAHYPVLG-UHFFFAOYSA-N 2-acetyloxybenzoic acid;n-(4-ethoxyphenyl)acetamide;1,3,7-trimethylpurine-2,6-dione Chemical compound CCOC1=CC=C(NC(C)=O)C=C1.CC(=O)OC1=CC=CC=C1C(O)=O.CN1C(=O)N(C)C(=O)C2=C1N=CN2C PITMOJXAHYPVLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000005255 Allium cepa Nutrition 0.000 description 1
- 241000577218 Phenes Species 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- IOYNQIMAUDJVEI-BMVIKAAMSA-N Tepraloxydim Chemical compound C1C(=O)C(C(=N/OC\C=C\Cl)/CC)=C(O)CC1C1CCOCC1 IOYNQIMAUDJVEI-BMVIKAAMSA-N 0.000 description 1
- 244000098338 Triticum aestivum Species 0.000 description 1
- 235000007244 Zea mays Nutrition 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 0.000 description 1
- 230000003853 activation of bipolar cell growth Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 239000012297 crystallization seed Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-DYCDLGHISA-N deuterium hydrogen oxide Chemical compound [2H]O XLYOFNOQVPJJNP-DYCDLGHISA-N 0.000 description 1
- 239000005556 hormone Substances 0.000 description 1
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000007903 penetration ability Effects 0.000 description 1
- 230000008121 plant development Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 230000021749 root development Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000003971 tillage Methods 0.000 description 1
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 1
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C1/00—Apparatus, or methods of use thereof, for testing or treating seed, roots, or the like, prior to sowing or planting
- A01C1/02—Germinating apparatus; Determining germination capacity of seeds or the like
- A01C1/025—Testing seeds for determining their viability or germination capacity
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physiology (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Pretreatment Of Seeds And Plants (AREA)
Abstract
sistema para a seleção de genótipos de plantas tolerantes ao aumento da impedância mecânica do substrato a presente invenção trata-se de um sistema que permite avaliar as respostas de sementes e plântulas a condições de impedimento físico do substrato, por meio da simulação de diferentes níveis de resistência mecânica à penetração das raízes no momento da germinação das sementes e emergência das plântulas. a aplicação desta técnica se dá nas áreas de produção e tecnologia de sementes, manejo dos solos e melhoramento de plantas, visando à avaliação dos efeitos da compactação do solo no estabelecimento das culturas agrícolas, com obtenção de resultados consistentes, bem como e, principalmente, para a avaliação e comparação de genótipos de plantas, a fim de se identificar variabilidade genética quanto ao nível de tolerância ao impedimento físico do solo, no momento da emergência e crescimento das plantas, o que torna o sistema uma ferramenta útil para programas de melhoramento de plantas e para a seleção de genótipos a serem utilizadas no processo produtivo.The system for the selection of plant genotypes tolerant to the increase in the mechanical impedance of the substrate The present invention is a system that allows to evaluate the responses of seeds and seedlings to conditions of physical impediment of the substrate, through the simulation of different levels of mechanical resistance to root penetration at the time of seed germination and seedling emergence. the application of this technique occurs in the areas of seed production and technology, soil management and plant breeding, aiming at evaluating the effects of soil compaction in the establishment of agricultural crops, with consistent results, as well as, and mainly, for the evaluation and comparison of plant genotypes, in order to identify genetic variability regarding the level of tolerance to physical soil impediment, at the time of emergence and growth of plants, which makes the system a useful tool for breeding programs. plants and for the selection of genotypes to be used in the production process.
Description
RELATÓRIO DESCRITIVODESCRIPTIVE REPORT
Sistema para a seleção de genótipos de plantas tolerantes ao aumento da impedância mecânica do substratoSystem for the selection of plant genotypes tolerant of increased substrate mechanical impedance
CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃOTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
01. A presente invenção trata-se de um sistema que permite avaliar as respostas de sementes e plântulas a condições de impedimento físico do substrato, por meio da simulação de diferentes níveis de resistência mecânica à penetração das raízes no momento da germinação das sementes e emergência das plântulas. A aplicação desta técnica se dá nas áreas de produção e tecnologia de sementes, manejo dos solos e melhoramento de plantas, visando à avaliação dos efeitos da compactação do solo no estabelecimento das culturas agrícolas, com obtenção de resultados consistentes, bem como e, principalmente, para a avaliação e comparação de genótipos de plantas, a fim de se identificar variabilidade genética quanto ao nível de tolerância ao impedimento físico do solo, no momento da emergência e crescimento das plantas, o que torna o sistema uma ferramenta útil para programas de melhoramento de plantas e para a seleção de genótipos a serem utilizadas no processo produtivo.01. The present invention is a system that allows evaluating the responses of seeds and seedlings to conditions of physical impediment of the substrate, by simulating different levels of mechanical resistance to root penetration at the time of seed germination and emergence seedlings. The application of this technique occurs in the areas of seed production and technology, soil management and plant breeding, aiming at evaluating the effects of soil compaction in the establishment of agricultural crops, with consistent results, as well as, and mainly, for the evaluation and comparison of plant genotypes, in order to identify genetic variability regarding the level of tolerance to the physical impediment of the soil, at the time of emergence and growth of plants, which makes the system a useful tool for breeding programs. plants and for the selection of genotypes to be used in the production process.
ESTADO DA TÉCNICATECHNICAL STATUS
02. O intenso trânsito de máquinas agrícolas, a modernização da agricultura e o manejo incorreto do solo têm contribuído para o aumento de áreas compactadas. As consequências da compactação dos solos são a ocorrência de falhas no estande de plantas devido à morte das plantas; desuniformidade na altura/porte e no ciclo das plantas, redução da produção, dentre outros. Assim, é de grande importância o estudo e a elaboração de técnicas de avaliação do crescimento e desenvolvimento inicial de plantas em condições de impedimento físico do solo, para02. The intense traffic of agricultural machinery, the modernization of agriculture and the incorrect management of the soil have contributed to the increase of compacted areas. The consequences of soil compaction are the failure of the plant stand due to the death of the plants; unevenness in height / size and in the plant cycle, reduced production, among others. Thus, it is of great importance to study and develop techniques for evaluating the growth and initial development of plants under conditions of physical soil impediment, for
Petição 870180149835, de 09/11/2018, pág. 10/30Petition 870180149835, of 11/09/2018, p. 10/30
2/16 investigar os efeitos deste estresse no estabelecimento da cultura no campo e para subsidiar a seleção de genótipos para cultivos e em programas de melhoramento de plantas.2/16 to investigate the effects of this stress on the establishment of culture in the field and to support the selection of genotypes for crops and in plant breeding programs.
03. Neste sentido, o teste de emergência de plântulas (NAKAGAWA, J. Testes de vigor baseados na avaliação das plântulas. In: KRZYZANOWSKI, F.C. et al. Vigor de sementes: conceitos e testes. Londrina: ABRATES, 1999. p.2.1-2.21) tem sido indicado para a avaliação do vigor de sementes, o qual apresenta correlação com a emergência das plântulas em condições de campo. Com a condução do teste é possível inferir sobre a qualidade fisiológica do lote de sementes por meio da estimativa da velocidade e uniformidade de emergência. Entretanto nas fases pós-germinação, as plantas podem apresentar restrições ao seu desenvolvimento, sendo a compactação um dos problemas mais comuns nas áreas agrícolas. Desta forma, a avaliação da emergência de plântulas sob condição de impedimento físico do substrato pode ser ferramenta útil em estudos para simular os efeitos da compactação do solo na emergência das plântulas em condições de campo. Porém, a maioria das técnicas utilizadas atualmente em experimentação científica possuem limitações que impedem a obtenção de resultados consistentes, o que torna necessário, portanto, a criação de sistemas mais confiáveis.03. In this sense, the seedling emergency test (NAKAGAWA, J. Vigor tests based on seedling evaluation. In: KRZYZANOWSKI, FC et al. Seed vigor: concepts and tests. Londrina: ABRATES, 1999. p.2.1 -2.21) has been indicated for the evaluation of seed vigor, which has a correlation with seedling emergence in field conditions. By conducting the test, it is possible to infer about the physiological quality of the seed lot by estimating the speed and emergency uniformity. However, in the post-germination stages, plants may have restrictions on their development, with compaction being one of the most common problems in agricultural areas. Thus, the evaluation of seedling emergence under condition of physical impediment of the substrate can be a useful tool in studies to simulate the effects of soil compaction on seedling emergence in field conditions. However, most of the techniques currently used in scientific experimentation have limitations that prevent obtaining consistent results, which makes it necessary, therefore, to create more reliable systems.
04. Existem alguns sistemas experimentais utilizados para a investigação do efeito da impedância mecânica do substrato sobre o crescimento das plantas. Como exemplo, o utilizado para avaliar o efeito da impedância do substrato sobre o crescimento radicular e arquitetura da planta de trigo (JIN, K.; SHEN, J.; ASHTON, R.W.; WHITE, R.P.; DODD, I.C.; PHILLIPS, A.L.; PARRY, M.A.J.; WHALLEY, W.R. The effect of impedance to root growth on plant architecture in wheat. Plant Soil, v.392, n.1-2, p.323-332, 2015) e o envolvimento da sinalização do hormônio giberelina, em resposta a resistência do solo à penetração da raiz no alongamento da folha e no número de perfilhos no trigo (COELHO FILHO,04. There are some experimental systems used to investigate the effect of the substrate's mechanical impedance on plant growth. As an example, the one used to evaluate the effect of substrate impedance on the root growth and architecture of the wheat plant (JIN, K .; SHEN, J .; ASHTON, RW; WHITE, RP; DODD, IC; PHILLIPS, AL; PARRY, MAJ; WHALLEY, WR The effect of impedance to root growth on plant architecture in wheat. Plant Soil, v.392, n.1-2, p.323-332, 2015) and the involvement of gibberellin hormone signaling, in response to soil resistance to root penetration in leaf elongation and number of tillers in wheat (COELHO FILHO,
Petição 870180149835, de 09/11/2018, pág. 11/30Petition 870180149835, of 11/09/2018, p. 11/30
3/163/16
M.A.; COLEBROOK, E.H.; LLOYD, D.P.A.; WEBSTER, C.P.; MOONEY, S.J.; PHILLIPS, A.L.; HEDDEN, P.; WHALLEY, W.R. The involvement of gibberellin signalling in the effect of soil resistance to root penetration on leaf elongation and tiller number in wheat. Plant Soil, v.371, n.1-2, 81-94, 2013). Os sistemas utilizados nessas pesquisas baseiam-se na compressão da areia, colocando-se um peso sobre a mesma, o que aumenta a impedância mecânica do ambiente de crescimento radicular das plantas. O sistema é eficiente para a avaliação dos efeitos do impedimento físico do substrato sobre o crescimento das plantas, mas não permite estimar a taxa de emergência das plântulas do substrato. A desvantagem desse sistema é a avaliação de apenas uma plântula, o que não permite a obtenção de parâmetros de porcentagem, velocidade e uniformidade de emergência, para os quais se requer maior número de sementes/plântulas por repetição.BAD.; COLEBROOK, E.H .; LLOYD, D.P.A .; WEBSTER, C.P .; MOONEY, S.J .; PHILLIPS, A.L .; HEDDEN, P .; WHALLEY, W.R. The involvement of gibberellin signalling in the effect of soil resistance to root penetration on leaf elongation and tiller number in wheat. Plant Soil, v.371, n.1-2, 81-94, 2013). The systems used in these researches are based on the compression of the sand, placing a weight on it, which increases the mechanical impedance of the root growth environment of the plants. The system is efficient for the evaluation of the effects of the physical impediment of the substrate on the growth of the plants, but it does not allow to estimate the emergence rate of the seedlings of the substrate. The disadvantage of this system is the evaluation of only one seedling, which does not allow obtaining parameters of percentage, speed and emergency uniformity, for which a higher number of seeds / seedlings is required per repetition.
05. Neste cenário é proposto o presente sistema objeto do pedido de patente. Sua principal característica é a capacidade de avaliação simultânea de maior número de sementes/plântulas em um único sistema, o que é obtido por meio da utilização de um disco perfurado, com 25 furos (que pode ser alterado para atender as especificidades da espécie que se deseja trabalhar), no qual várias plântulas são crescidas ao mesmo tempo. Com os dados obtidos é possível calcular a porcentagem e a uniformidade de emergência das plântulas, que são informações importantes, principalmente em se tratando de melhoramento de plantas em que se busca o desenvolvimento de genótipos com maior tolerância à solos compactados. Assim, genótipos com maior porcentagem e uniformidade de emergência podem ser selecionadas com a utilização do sistema, o que é relevante para programas de melhoramento e mesmo para a escolha de material vegetal a ser cultivado.05. In this scenario, the present system object of the patent application is proposed. Its main feature is the ability to simultaneously evaluate a larger number of seeds / seedlings in a single system, which is achieved through the use of a perforated disc, with 25 holes (which can be changed to meet the specificities of the species that want to work), in which several seedlings are grown at the same time. With the data obtained it is possible to calculate the percentage and uniformity of seedling emergence, which are important information, especially when it comes to plant breeding in which the development of genotypes with greater tolerance to compacted soils is sought. Thus, genotypes with a higher percentage and uniformity of emergence can be selected using the system, which is relevant for breeding programs and even for the choice of plant material to be cultivated.
06. Um sistema de mesa de areia (WHALLEY, W.R.; FINCH-SAVAGE, W.E.; COPE, R.E.; ROWSE, H.R. e BIRD, N.R.A. The response of carrot06. A sand table system (WHALLEY, W.R .; FINCH-SAVAGE, W.E .; COPE, R.E .; ROWSE, H.R. and BIRD, N.R.A. The response of carrot
Petição 870180149835, de 09/11/2018, pág. 12/30Petition 870180149835, of 11/09/2018, p. 12/30
4/16 (Daucus carota L.) and onion (Allium cepa L.) seedlings to mechanical impedance and water stress at sub-optimal temperatures. Plant, Cell & Environment, v.22, p.229-242, 1999) foi utilizado para avaliar as respostas de plântulas de cenoura e cebola à impedância mecânica do substrato e ao estresse hídrico, em temperaturas sub ótimas. Diferentes pesos foram utilizados sobre a areia para obtenção das forças que resultaram na impedância. Esta foi uma adaptação da técnica de carga morta (COLLISGEORGE N.; YOGANATHAN P. The effect of soil strength on germination and emergence of wheat (Triticum aestivum L.) I. Low shear strength conditions. Australian Journal of Soil Research, v.23, p.577-587, 1985) utilizada para estudar o crescimento de plantas de trigo sob diferentes níveis de impedância mecânica do substrato. Neste método, níveis diferentes de estresse por impedância mecânica do substrato são aplicados em areia por meio de objetos de diferentes massas. No último experimento comentado, foram utilizadas seis plântulas em cada um dos cinco vasos replicados e com isto foram necessários quase 400 vasos na coleta dos dados.4/16 (Daucus carota L.) and onion (Allium cepa L.) seedlings to mechanical impedance and water stress at sub-optimal temperatures. Plant, Cell & Environment, v.22, p.229-242, 1999) was used to evaluate the responses of carrot and onion seedlings to substrate mechanical impedance and water stress, at sub-optimal temperatures. Different weights were used on the sand to obtain the forces that resulted in the impedance. This was an adaptation of the dead load technique (COLLISGEORGE N .; YOGANATHAN P. The effect of soil strength on germination and emergence of wheat (Triticum aestivum L.) I. Low shear strength conditions. Australian Journal of Soil Research, v.23 , p.577-587, 1985) used to study the growth of wheat plants under different levels of substrate mechanical impedance. In this method, different levels of stress due to mechanical impedance of the substrate are applied to sand using objects of different masses. In the last commented experiment, six seedlings were used in each of the five replicated pots and almost 400 pots were needed to collect the data.
07. Novamente, a vantagem do sistema, objeto do atual pedido de patente, sobre o utilizado nos trabalhos comentados, é a possibilidade de avaliação de maior número de plântulas de forma simultânea, com estimativa mais fácil da emergência e uniformidade de emergência das plântulas sob impedância mecânica do substrato.07. Again, the advantage of the system, object of the current patent application, over the one used in the commented works, is the possibility of evaluating a greater number of seedlings simultaneously, with easier estimation of the emergence and uniformity of emergence of the seedlings under mechanical impedance of the substrate.
08. A passagem de máquinas agrícolas ou rolos compactadores sobre um mesmo local é outra metodologia utilizada para estudar os efeitos da compactação do solo sobre o crescimento das plantas, permitindo avaliar a emergência, crescimento e produtividade das plantas. Cada passada da máquina ou rolos compactadores resulta em diferentes níveis de impedimento físico do solo, o qual pode ser mensurado com a utilização de penetrômetros. Alguns estudos que utilizaram esta metodologia podem ser citados: BEUTLER, A.N.; CENTURION, J.F.; CENTURION, M.A.P.C.;08. The passage of agricultural machines or compaction rollers over the same place is another methodology used to study the effects of soil compaction on plant growth, allowing to evaluate the emergence, growth and productivity of plants. Each pass of the machine or rollers results in different levels of physical impediment of the soil, which can be measured with the use of penetrometers. Some studies that used this methodology can be cited: BEUTLER, A.N .; CENTURION, J.F .; CENTURION, M.A.P.C .;
Petição 870180149835, de 09/11/2018, pág. 13/30Petition 870180149835, of 11/09/2018, p. 13/30
5/165/16
SILVA, A.P. Efeito da compactação na produtividade de cultivares de soja em Latossolo Vermelho. R. Bras. Ci. Solo, v.30, p.787-794, 2006;SILVA, A.P. Effect of compaction on the productivity of soybean cultivars in Red Latosol. R. Bras. Ci. Solo, v.30, p.787-794, 2006;
GROTTA, D.C.C.; FURLANI, C.E.A.; SILVA, R.P.; SANTOS, L.; CORTEZ, J.W.; REIS, G.N. Cultura da soja em função da profundidade de semeadura e da carga vertical sobre a fileira de semeadura. Engenharia Agrícola, v.27, n.2, p.487-492, 2007; LATIF, N.; KHAN, M.A.; ALI, T. Effects of soil compaction caused by tillage and seed covering techniques on soil physical properties and performance of wheat crop. Soil & Environ., v.27, n.2: p.185-192, 2008; MODOLO, A.J.; FERNANDES, H.C.;GROTTA, D.C.C .; FURLANI, C.E.A .; SILVA, R.P .; SANTOS, L .; CORTEZ, J.W .; REIS, G.N. Soybean crop as a function of sowing depth and vertical load on the sowing row. Agricultural Engineering, v.27, n.2, p.487-492, 2007; LATIF, N .; KHAN, M.A .; ALI, T. Effects of soil compaction caused by tillage and seed covering techniques on soil physical properties and performance of wheat crop. Soil & Environ., V.27, n.2: p.185-192, 2008; MODOLO, A.J .; FERNANDES, H.C .;
SCHAEFER, C.E.G.; SILVEIRA, J.C.M. Efeito da compactação do solo sobre a emergência de plântulas de soja em sistema plantio direto. Ciênc. agrotec., v.32, n.4, p.1259-1265, 2008; GIAROLA, N.F.B.;SCHAEFER, C.E.G .; SILVEIRA, J.C.M. Effect of soil compaction on the emergence of soybean seedlings in no-tillage system. Ciênc. Agrotec., V.32, n.4, p.1259-1265, 2008; GIAROLA, N.F.B .;
BRACHTVOGEL, E.L.; FONTANIVA, S.; PEREIRA, R.A.; FIOREZE, S.L. Cultivares de soja sob plantio direto em Latossolo Vermelho compactado. Acta Sci., Agron., v.31, n.4, p.641-646, 2009; ROQUE, A.A.O.; SOUZA, Z.M.; BARBOSA, R.S.; SOUZA, G.S. Controle de tráfego agrícola e atributos físicos do solo em área cultivada com cana-de-açúcar. Pesq. agropec. bras., v.45, n.7, p.744-750, 2010; MODOLO, A.J.; DEDORDI, G.F.; VARGAS, T.O.; DALLACORT, R.; BAESSO, M.M.; CAMPOS, J.R.R.; TRENTIN, R.G.; ANDRADE, G.S.; TROGELLO, E. Efeito de abridores de sulcos de sementes no crescimento de raízes de soja em Latossolos compactados. African Journal of Agricultural Research, v.12, n.13, p.1067-1073, 2017; dentre outros.BRACHTVOGEL, E.L .; FONTANIVA, S .; PEREIRA, R.A .; FIOREZE, S.L. Soy cultivars under no-tillage in compacted Red Latosol. Acta Sci., Agron., V.31, n.4, p.641-646, 2009; ROQUE, A.A.O .; SOUZA, Z.M .; BARBOSA, R.S .; SOUZA, G.S. Control of agricultural traffic and physical attributes of the soil in an area cultivated with sugarcane. Research agropec. bras., v.45, n.7, p.744-750, 2010; MODOLO, A.J .; DEDORDI, G.F .; VARGAS, T.O .; DALLACORT, R .; BAESSO, M.M .; CAMPOS, J.R.R .; TRENTIN, R.G .; ANDRADE, G.S .; TROGELLO, E. Effect of seed furrow openers on the growth of soybean roots in compacted Oxisols. African Journal of Agricultural Research, v.12, n.13, p.1067-1073, 2017; among others.
09. Nestes experimentos, os resultados são muito variáveis e de difícil comparação, uma vez que o sistema de campo é complexo, envolvendo muitas variáveis que podem interferir nos resultados obtidos e analisados, como por exemplo, tipo de solo, intensidade e frequência da carga aplicada, influenciados pela tensão, umidade, textura, estrutura e densidade inicial do solo.09. In these experiments, the results are very variable and difficult to compare, since the field system is complex, involving many variables that can interfere with the results obtained and analyzed, such as, for example, soil type, intensity and frequency of the load applied, influenced by the tension, humidity, texture, structure and initial density of the soil.
Petição 870180149835, de 09/11/2018, pág. 14/30Petition 870180149835, of 11/09/2018, p. 14/30
6/166/16
10. No entanto, o sistema proposto neste pedido de patente expõe uma série de vantagens quanto à uniformidade e padronização das variáveis que podem interferir nos resultados, como textura, umidade e aeração do substrato, permitindo assim maior confiabilidade nos resultados obtidos com o sistema e obtenção de resultados replicáveis e comparáveis, o que é essencial para a seleção de genótipos.10. However, the system proposed in this patent application exposes a series of advantages regarding the uniformity and standardization of the variables that can interfere with the results, such as texture, moisture and aeration of the substrate, thus allowing greater reliability in the results obtained with the system and obtaining replicable and comparable results, which is essential for the selection of genotypes.
11. Outra metodologia direcionada ao estudo da impedância mecânica do substrato consiste no uso de vasos montados com anéis (normalmente em número de três) de PVC sobrepostos, unidos com fita adesiva de plástico e fechados ao fundo. O solo umedecido do anel intermediário é submetido a uma prensa hidráulica que, pela variação de volume do solo compactado, permite atingir níveis de compactação desejados. Os anéis superior e inferior dos vasos são preenchidos com o solo fertilizado e umedecido, sem o uso da prensa. Esta técnica foi utilizada para avaliar o crescimento da parte aérea e do sistema radicular da soja e de plantas de cobertura em camadas compactadas de solo (FOLONI, J. S. S.; LIMA, S. L.; BULL, L. T. Crescimento aéreo e radicular da soja e de plantas de cobertura em camadas compactadas de solo. Rev. Bras. Ciênc. Solo, v.11. Another methodology aimed at studying the mechanical impedance of the substrate consists of the use of vases assembled with overlapping PVC rings (usually three), joined with plastic adhesive tape and closed at the bottom. The moistened soil of the intermediate ring is subjected to a hydraulic press which, by varying the volume of the compacted soil, allows to reach desired levels of compaction. The upper and lower rings of the pots are filled with the fertilized and moistened soil, without using the press. This technique was used to evaluate the growth of the aerial part and root system of soybeans and cover plants in compacted layers of soil (FOLONI, JSS; LIMA, SL; BULL, LT Aerial and root growth of soybeans and cover plants in compacted soil layers Rev. Bras. Ciênc. Solo, v.
30, n.1, p.49-57, 2006). Neste sistema, o tipo de solo pode interferir nos resultados, uma vez que afeta a umidade e densidades alcançadas ao longo da coluna de PVC em cada intensidade e frequência de carga aplicada. Já no sistema proposto, este problema é resolvido com a utilização do processo de capilaridade em areia, que possui textura e estrutura padronizadas, o que proporciona uniformidade da umidade do substrato durante todo o período de condução do experimento. Também no sistema proposto garante-se que o grau de compactação devido a carga aplicada, e que promove a resistência mecânica à penetração das raízes, é constante durante todo o período de estudo sem alteração da densidade do substrato.30, n.1, p.49-57, 2006). In this system, the type of soil can interfere with the results, since it affects the humidity and densities reached along the PVC column at each intensity and frequency of load applied. In the proposed system, this problem is solved with the use of the capillarity process in sand, which has a standardized texture and structure, which provides uniformity of the substrate moisture throughout the period of conducting the experiment. Also in the proposed system it is guaranteed that the degree of compaction due to the applied load, and that it promotes the mechanical resistance to the penetration of the roots, is constant throughout the study period without alteration of the substrate density.
Petição 870180149835, de 09/11/2018, pág. 15/30Petition 870180149835, of 11/09/2018, p. 15/30
7/167/16
12. Diferentes níveis de resistência à penetração em colunas de PVC preenchidas com solo podem ser obtidos por meio da compressão do solo. Esse sistema foi utilizado para a avaliação de plantas cultivadas sob diferentes níveis de impedimento do substrato; para quantificar a diversidade genética do desenvolvimento precoce do sistema radicular de plantas de trigo em diferentes densidades do solo e para testar se o número de raízes é uma característica adequada para se avaliar a tolerância genotípica à compactação do solo (COLOMBI, T.; KIRCHGESSNER, N.; WALTER, A.; KELLER, T. Root tip shape governs root elongation rate under increased soil strength. Plant Physiology, v.174, p.2289-2301,2017).12. Different levels of resistance to penetration in PVC columns filled with soil can be obtained by compressing the soil. This system was used for the evaluation of plants grown under different levels of substrate impediment; to quantify the genetic diversity of the early development of the root system of wheat plants in different soil densities and to test whether the number of roots is an adequate trait to evaluate the genotypic tolerance to soil compaction (COLOMBI, T .; KIRCHGESSNER, N .; WALTER, A .; KELLER, T. Root tip shape governs root elongation rate under increased soil strength. Plant Physiology, v.174, p.2289-2301,2017).
13. O sistema, objeto do atual pedido de patente, é mais adequado para se avaliar a tolerância de genótipos em condições de impedimento físico do substrato, uma vez que apresenta padronização de fatores que podem interferir nos resultados. No sistema com a utilização do solo, fatores como textura, umidade e densidade podem interferir na padronização dos resultados e comparação com outros estudos, já que estes fatores interferem no nível de impedimento físico imposto às raízes das plantas. Assim, diferentes texturas e densidades do solo e diferentes umidades vão dar origem a diferentes níveis de impedância mecânica para um mesmo peso utilizado para compressão do solo. No sistema, objeto do atual pedido de patente, existe a padronização da umidade e aeração do substrato. A padronização dos níveis de impedância mecânica, obtida pela utilização de pesos padronizados, é mais uma vantagem em relação a outros sistemas que utilizam solos.13. The system, object of the current patent application, is more suitable to evaluate the tolerance of genotypes in conditions of physical impediment of the substrate, since it presents standardization of factors that can interfere in the results. In the system with the use of soil, factors such as texture, humidity and density can interfere in the standardization of results and comparison with other studies, since these factors interfere in the level of physical impediment imposed on the roots of plants. Thus, different textures and densities of the soil and different humidity will give rise to different levels of mechanical impedance for the same weight used for soil compression. In the system, object of the current patent application, there is the standardization of humidity and aeration of the substrate. The standardization of the levels of mechanical impedance, obtained by the use of standardized weights, is one more advantage in relation to other systems that use soils.
14. Ensaios de compactação do solo em vasos também são utilizados para se avaliar os efeitos da impedância no desenvolvimento das culturas (CENTURION, J.F.; CENTURION, M.A.P.C.; BEUTLER, A.N.; ROSSINI, L.A.; FREDDI, O.S.; SOUZA NETO, E.L. Compactação do solo no desenvolvimento e na produção de cultivares de soja. Científica, v.34, n.2,14. Soil compaction tests in pots are also used to assess the effects of impedance on crop development (CENTURION, JF; CENTURION, MAPC; BEUTLER, AN; ROSSINI, LA; FREDDI, OS; SOUZA NETO, EL Compaction of soil in the development and production of soybean cultivars. Científica, v.34, n.2,
Petição 870180149835, de 09/11/2018, pág. 16/30Petition 870180149835, of 11/09/2018, p. 16/30
8/168/16
p.203-209, 2006). Na referida pesquisa foram avaliados o efeito da compactação do solo no desenvolvimento de duas cultivares de soja em um Latossolo Vermelho. A técnica de compactação utilizada consistiu na compressão do solo por meio de impactos em queda livre de um êmbolo com peso determinado, no centro geométrico de um suporte de madeira com diâmetro ligeiramente inferior ao vaso cilíndrico de PVC utilizado, que tinha capacidade definida e seguindo indicações descritas em pesquisa prévia (BEULTER, A.N.; CENTURION, J. F. Compactação do solo no desenvolvimento radicular e na produtividade da soja. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v.39, n.6, p.581-588, 2004).p.203-209, 2006). In this research, the effect of soil compaction on the development of two soybean cultivars in an Oxisol was evaluated. The compaction technique used consisted of compressing the soil through free fall impacts of a plunger with determined weight, in the geometric center of a wooden support with a diameter slightly smaller than the cylindrical PVC vessel used, which had a defined capacity and following indications described in previous research (BEULTER, AN; CENTURION, JF Soil compaction in root development and soybean productivity. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v.39, n.6, p.581-588, 2004).
15. Assim, como discutido para outros sistemas, esta técnica de compactação apresenta a falta de padronização na metodologia, visto ser difícil padronizar variáveis como umidade, textura, estrutura, densidade, tipo de solo, intensidade e frequência de carga aplicada, fatores que podem interferir nos resultados e conclusões obtidos, além de dificultar a comparação com outras pesquisas. O sistema, objeto do presente pedido de patente, é também vantajoso em relação à essa técnica, pois permite a padronização da umidade, textura do substrato areia e nível de impedimento físico imposto.15. Thus, as discussed for other systems, this compaction technique presents a lack of standardization in the methodology, since it is difficult to standardize variables such as humidity, texture, structure, density, soil type, intensity and frequency of applied load, factors that can interfere with the results and conclusions obtained, in addition to making comparison with other researches difficult. The system, object of the present patent application, is also advantageous in relation to this technique, as it allows for the standardization of humidity, texture of the sand substrate and level of physical impediment imposed.
16. Um sistema de camada fina de cera também pode ser utilizado para se avaliar a resistência à penetração de raízes em substratos de crescimento de plantas. A mistura fundida de 60% de cera e 40% de petrolato (em peso) é vertida em moldes e deixada solidificar à temperatura ambiente. Nesse sistema, tubos de PVC foram empilhados e selados com fita adesiva, cada um com 130 mm de comprimento e um diâmetro interno de 10 mm. O tubo foi tampado na parte inferior, preenchido com meios (50% de areia e 25% de vermiculita) e uma camada de cera-petrolato, a qual é a responsável pelo impedimento mecânico ao crescimento das raízes. As sementes foram pré-germinadas e transplantadas no sistema. A avaliação consistiu em verificar, nas16. A thin-layer wax system can also be used to assess resistance to root penetration in plant growth substrates. The molten mixture of 60% wax and 40% petrolatum (by weight) is poured into molds and allowed to solidify at room temperature. In this system, PVC tubes were stacked and sealed with adhesive tape, each 130 mm long and with an internal diameter of 10 mm. The tube was capped at the bottom, filled with media (50% sand and 25% vermiculite) and a layer of petrolatum wax, which is responsible for the mechanical impediment to root growth. The seeds were pre-germinated and transplanted into the system. The evaluation consisted of verifying, in the
Petição 870180149835, de 09/11/2018, pág. 17/30Petition 870180149835, of 11/09/2018, p. 17/30
9/16 plântulas crescendo no sistema, o número de raízes que atingiram a camada de cera (baixa ou nenhuma tolerância ao impedimento físico imposto) e aquelas que penetraram a camada de cera (tolerantes ao impedimento físico imposto).9/16 seedlings growing in the system, the number of roots that reached the wax layer (low or no tolerance to the imposed physical impediment) and those that penetrated the layer of wax (tolerant to the imposed physical impediment).
17. Esse sistema foi utilizado para se avaliar a capacidade de penetração da raiz e propriedades biomecânicas no milho (CHIMUNGU, J.G.; LOADES, K.W.; LYNCH, J.P. Root anatomical phenes predict root penetration ability and biomechanical properties in maize (Zea mays). Journal of Experimetal Botany, v.66, p.3151-3162, 2015). A limitação desta metodologia consiste em não simular condições típicas e mais próximas das verificadas em ambiente de campo, pois utiliza um material não edáfico (camada de cera) para promover a resistência à penetração. Além disto, constitui uma técnica trabalhosa, uma vez que as sementes devem ser pré-germinadas para, posteriormente, as plântulas serem transplantadas para o vaso de cultivo. O plantio deve ser escalonado e as seções superior e inferior do substrato devem estar separadas hidraulicamente com a camada de cera e os níveis de umidade mantidos pela irrigação de cada camada separadamente. O presente sistema objeto do pedido de patente é simples e de fácil execução, não requerendo a pré-germinação das sementes e nem o transplantio de plântulas, além de simular condições mais próximas à da prática em campo (uma vez que não se utiliza camadas de diferentes substratos).17. This system was used to evaluate the root penetration capacity and biomechanical properties in corn (CHIMUNGU, JG; LOADES, KW; LYNCH, JP Root anatomical phenes predict root penetration ability and biomechanical properties in maize (Zea mays). Journal of Experimetal Botany, v.66, p.3151-3162, 2015). The limitation of this methodology consists in not simulating typical conditions and closer to those verified in the field environment, since it uses a non-edaphic material (layer of wax) to promote resistance to penetration. In addition, it is a laborious technique, since the seeds must be pre-germinated so that, afterwards, the seedlings can be transplanted to the cultivation pot. The planting must be staggered and the upper and lower sections of the substrate must be separated hydraulically with the wax layer and the humidity levels maintained by irrigation of each layer separately. The present system object of the patent application is simple and easy to execute, it does not require pre-germination of the seeds or the transplanting of seedlings, besides simulating conditions closer to that of practice in the field (since layers of different substrates).
18. Ensaios em ágar e com base em papel de filtro também são utilizados em experimentos de laboratório para avaliar a germinação de sementes e o estabelecimento de plântulas em condição de impedância do substrato (FINCH-SAVAGE1, W.E.; BASSEL, G.W. Seed vigour and crop establishment: extending performance beyond adaptation. Journal of Experimental Botany, v.67, n.3 p.567-591, 2016). Entretanto, estes ensaios podem não representar de fato o que ocorre no solo compactado, visto que são diversas as influências externas e internas na matriz do solo18. Tests on agar and based on filter paper are also used in laboratory experiments to evaluate seed germination and seedling establishment in substrate impedance condition (FINCH-SAVAGE1, WE; BASSEL, GW Seed vigor and crop establishment: extending performance beyond adaptation. Journal of Experimental Botany, v.67, n.3 p.567-591, 2016). However, these tests may not actually represent what occurs in the compacted soil, since there are several external and internal influences on the soil matrix
Petição 870180149835, de 09/11/2018, pág. 18/30Petition 870180149835, of 11/09/2018, p. 18/30
10/16 que não são simuladas adequadamente, como textura, aeração e umidade.10/16 that are not properly simulated, such as texture, aeration and moisture.
19. O presente sistema, objeto do pedido de patente, é apto para representar essas condições agrícolas, pois há padronização da textura do substrato, requerendo apenas a utilização de substrato de areia com granulometria semelhante em diferentes pesquisas. Na prática, o impedimento físico imposto ao crescimento das raízes é dinâmico, como observado nos estudos preliminares em que o nível de impedimento varia com a profundidade do substrato. Por outro lado, no sistema com ágar, o impedimento é uniforme em todo o substrato. Adicionalmente, o sistema com ágar não permite alcançar níveis elevados de impedimento físico, enquanto no sistema, objeto do atual pedido de patente, podem ser obtidos valores de impedimento mecânico do substrato de aproximadamente 1,0 MPa, que para plântulas tem se mostrado eficiente para a indicação da tolerância de genótipos a esse estresse de ordem física (Colombi, T., Kirchgessner, N., Walter, A. & Keller, T. Root tip shape governs root elongation rate under increased soil strength. Plant Physiology. 174, 2289-2301 (2017)).19. The present system, object of the patent application, is able to represent these agricultural conditions, as there is standardization of the substrate texture, requiring only the use of sand substrate with similar granulometry in different researches. In practice, the physical impediment imposed on root growth is dynamic, as observed in preliminary studies in which the level of impediment varies with the depth of the substrate. On the other hand, in the agar system, the impedance is uniform throughout the substrate. Additionally, the agar system does not allow high levels of physical impediment to be achieved, whereas in the system, object of the current patent application, mechanical impedance values of the substrate of approximately 1.0 MPa can be obtained, which for seedlings has been shown to be efficient for the indication of genotype tolerance to this physical stress (Colombi, T., Kirchgessner, N., Walter, A. & Keller, T. Root tip shape governs root elongation rate under increased soil strength. Plant Physiology. 174, 2289 -2301 (2017)).
20. O presente sistema, objeto do atual pedido de patente, representa uma nova técnica para avaliar os efeitos da resistência à penetração das raízes no substrato durante a emergência e crescimento inicial de plântulas por meio do estabelecimento de diferentes níveis de impedância mecânica do substrato. O sistema, por meio de um disco perfurado e aplicação de uma carga no centro do disco, permite impor uma força constante sobre o substrato e ainda garante a germinação e emergência das plântulas que sejam capazes de fazê-lo através dos furos no disco. O sistema proposto é útil e aplicado em experimentos e pesquisas que tratem da avaliação dos efeitos da impedância mecânica na fisiologia, morfologia e bioquímica de plantas, bem como em estudos voltados ao melhoramento de plantas, visando à seleção de genótipos com maior20. The present system, object of the current patent application, represents a new technique to evaluate the effects of resistance to the penetration of roots in the substrate during the emergence and initial growth of seedlings through the establishment of different levels of mechanical impedance of the substrate. The system, by means of a perforated disc and applying a load in the center of the disc, allows to impose a constant force on the substrate and also guarantees the germination and emergence of the seedlings that are able to make it through the holes in the disc. The proposed system is useful and applied in experiments and research that deal with the evaluation of the effects of mechanical impedance on plant physiology, morphology and biochemistry, as well as in studies aimed at plant breeding, aiming at the selection of genotypes with greater
Petição 870180149835, de 09/11/2018, pág. 19/30Petition 870180149835, of 11/09/2018, p. 19/30
11/16 nível de tolerância ao impedimento físico do substrato, superando a dificuldades de operação e padronização que limita os sistemas/metodologias disponíveis até então e utilizadas nos trabalhos citados.11/16 level of tolerance to the physical impediment of the substrate, overcoming the difficulties of operation and standardization that limits the systems / methodologies available until then and used in the works cited.
21. O presente sistema, objeto do atual pedido de patente, permite avaliar as respostas das sementes em condição de impedância mecânica do substrato, padronizando fatores perturbadores que poderiam interferir nos resultados, como textura, umidade, aeração e nível de impedimento físico do substrato. O grande obstáculo encontrado nas metodologias atuais, anteriormente citadas, consiste no fato de não haver a padronização de todas as variáveis que podem interferir nos resultados obtidos. Assim, em geral, as vantagens do presente sistema objeto do pedido de patente consiste em: i) padronização da umidade e aeração do substrato, pois a água é distribuída uniformemente por todo o substrato devido ao seu fluxo ascendente por capilaridade; ii) padronização do nível de impedimento físico com a utilização de mesmo peso e, por consequência, mesmo nível de força imposto sobre o sistema, o que permite padronizar o nível de impedimento mecânico do substrato; iii) a padronização da temperatura e luminosidade, quando o sistema é montado em sala de crescimento com todas essas condições controladas, o que é vantajoso comparado a experimentos em casa de vegetação ou campo, em que não existe controle do ambiente e; por fim, iv) o substrato utilizado é um material inerte (areia), com mesma granulometria, o que permite a padronização do substrato, o que não é possível com a utilização de solos.21. The present system, object of the current patent application, allows to evaluate the responses of the seeds in condition of mechanical impedance of the substrate, standardizing disturbing factors that could interfere in the results, such as texture, humidity, aeration and level of physical impediment of the substrate. The major obstacle found in the current methodologies, previously mentioned, is the fact that there is no standardization of all variables that can interfere with the results obtained. Thus, in general, the advantages of the present system object of the patent application consists of: i) standardization of humidity and aeration of the substrate, since water is uniformly distributed throughout the substrate due to its upward flow through capillarity; ii) standardization of the level of physical impediment with the use of the same weight and, consequently, the same level of force imposed on the system, which allows to standardize the level of mechanical impediment of the substrate; iii) the standardization of temperature and light, when the system is mounted in a growth room with all these conditions controlled, which is advantageous compared to experiments in a greenhouse or field, in which there is no control of the environment; finally, iv) the substrate used is an inert material (sand), with the same granulometry, which allows the standardization of the substrate, which is not possible with the use of soils.
22. O presente sistema, objeto do atual pedido da patente, permite ainda a avaliação de várias plântulas simultaneamente, diferente de alguns esquemas encontrados na literatura. Adicionalmente o sistema favorece a avaliação das raízes que, em solos sofrem muita quebra e rompimento e, na areia, é facilmente separada para fins de quantificação22. The present system, object of the current patent application, also allows the evaluation of several seedlings simultaneously, different from some schemes found in the literature. Additionally, the system favors the evaluation of roots that, in soils suffer much breakage and disruption and, in the sand, it is easily separated for quantification purposes
Petição 870180149835, de 09/11/2018, pág. 20/30Petition 870180149835, of 11/09/2018, p. 20/30
12/16 e avaliação. Assim, apresenta custo relativamente baixo e com alto rendimento. Portanto, pode ser utilizado para analisar os efeitos da resistência à penetração do substrato no crescimento e desenvolvimento de plântulas, assim como pode ser utilizado para fins de pesquisa em melhoramento de plantas visando verificar a variabilidade genotípica e a seleção de genótipos mais tolerantes à compactação do solo.12/16 and evaluation. Thus, it has a relatively low cost and high yield. Therefore, it can be used to analyze the effects of resistance to substrate penetration on seedling growth and development, as well as it can be used for research purposes in plant breeding in order to verify the genotypic variability and the selection of genotypes more tolerant to the compaction of the plant. ground.
DESCRIÇÃO DAS FIGURASDESCRIPTION OF THE FIGURES
23. Figura 1: Ilustração do Sistema para a seleção de genótipos de plantas tolerantes ao aumento da impedância mecânica do substrato.23. Figure 1: Illustration of the System for the selection of plant genotypes tolerant to the increase of the mechanical impedance of the substrate.
24. Figura 2: Comprimento (I), área (J) volume (K) e diâmetro médio de raízes (L) de plântulas de soja sob diferentes níveis de compressão do susbtrato.24. Figure 2: Length (I), area (J) volume (K) and average root diameter (L) of soybean seedlings under different levels of substrate compression.
25. Figura 3: Matéria seca de raiz (M) e parte área (N) de plântulas de soja sob diferentes níveis de compressão do susbtrato.25. Figure 3: Dry root matter (M) and part area (N) of soybean seedlings under different levels of substrate compression.
26. Figura 4: Apescto visual de plântulas de soja sob diferentes níveis de compressão do susbtrato. (O) controle, (P) compactado.26. Figure 4: Visual view of soybean seedlings under different levels of substrate compression. (O) control, (P) compressed.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
27. A invenção consiste em um sistema que visa a avaliação das respostas de sementes e plântulas a condições de impedimento físico do substrato ao simular diferentes níveis de compactação do solo no momento da emergência das plântulas. O sistema proposto baseia-se no princípio de que a areia, quando submetida à aplicação de uma força (peso) reproduz, sem deformação de suas partículas, um nível de compactação, que pode ser utilizado para simular a impedância verificada em solo de áreas de cultivo. Diferentes forças (pesos) podem ser utilizadas para simular diferentes valores de impedância mecânica, que vão variar de acordo com as características da areia, mas que podem ser facilmente mensurados com um penetrômetro. Assim, é possível avaliar o efeito da resistência mecânica do substrato sobre a germinação das27. The invention consists of a system that aims to evaluate the responses of seeds and seedlings to conditions of physical impediment of the substrate by simulating different levels of soil compaction at the time of seedling emergence. The proposed system is based on the principle that the sand, when subjected to the application of a force (weight) reproduces, without deformation of its particles, a level of compaction, which can be used to simulate the impedance verified in soil of areas of cultivation. Different forces (weights) can be used to simulate different values of mechanical impedance, which will vary according to the characteristics of the sand, but which can be easily measured with a penetrometer. Thus, it is possible to evaluate the effect of the mechanical resistance of the substrate on the germination of
Petição 870180149835, de 09/11/2018, pág. 21/30Petition 870180149835, of 11/09/2018, p. 21/30
13/16 sementes, emergência das plântulas e sobre o desenvolvimento das raízes das plântulas nessa condição.13/16 seeds, seedling emergence and on the development of seedling roots in this condition.
28. O sistema compreende um recipiente (A), de formato varíavel, desde que apresente área maior que o recipeiente (B), aberto na extremidade superior e fechado na extremidade inferior, que pode ser uma bandeja de plástico ou similar; recipiente circular (B), aberto nas duas extremidades, que pode ser um cano ou tubo de PVC ou similar; disco perfurado (F); areia com granulometria padronizada (C); tecido ou rede de nylon, plástico, ou material similar, que impeça a saída da areia de dentro do recipiente (B) e que permita o fluxo livre da água (D) e peso (G)28. The system comprises a container (A), of variable shape, provided that it has an area larger than the recipe (B), open at the top and closed at the bottom, which can be a plastic tray or similar; circular container (B), open at both ends, which can be a PVC pipe or pipe or similar; perforated disc (F); sand with standardized granulometry (C); fabric or net made of nylon, plastic, or similar material, which prevents sand from leaving the container (B) and allows free flow of water (D) and weight (G)
29. O recipiente (A) possui área superior ao diâmetro do recipiente circular (B), possibilitando a acomodação do recipiente (B) em seu interior. Recipientes (A) maiores permitem acomodar maiores diâmetros de recipeintes (B) e discos perfurado (F) maiores, com maior número de perfurações, ou com menor número de perfuraçõs, mas com dimensões maiores. Estes parâmetros podem ser ajustados de acordo com as espécies de plantas de interesse. O recipiente (B) é colocado na posição vertical no interior do recipiente (A), sendo ambos preenchidos com areia com granulometria padronizada (C). Na parte inferior do recipiente (B) é colocado um tecido que pode ser de material organza ou similar ou rede de nylon, plástico, ou material similar (D), que tem a função de impedir o vazamento da areia (C). Para o umedecimento da areia (C) contida no recipiente (B), é adicionado água (E) ao recipiente (A) até a saturação da areia (C) contida no recipiente (A). Dentro do recipiente (B), na parte superior, é colocado um disco perfurado (F) de metal, ou material similar, de diâmetro um pouco menor que o diâmetro do recipiente (B), que permita o encaixe interno do disco (F) ao recipiente (B). Exemplo de dimensões do disco perfurado (F) de metal: 19 cm de diâmetro, perfurado com 25 orifícios, distribuídos homogeneamente sobre a superfície, à29. The container (A) has an area larger than the diameter of the circular container (B), allowing the accommodation of the container (B) inside. Larger containers (A) allow to accommodate larger diameters of receivers (B) and larger perforated discs (F), with a greater number of perforations, or with a smaller number of perforations, but with larger dimensions. These parameters can be adjusted according to the plant species of interest. The container (B) is placed upright inside the container (A), both of which are filled with sand with standardized granulometry (C). At the bottom of the container (B) is placed a fabric that can be of organza or similar material or nylon, plastic, or similar material (D), which has the function of preventing the leakage of sand (C). To moisten the sand (C) contained in the container (B), water (E) is added to the container (A) until the sand (C) contained in the container (A) is saturated. Inside the container (B), at the top, a perforated disk (F) of metal, or similar material, is placed, with a diameter slightly smaller than the diameter of the container (B), which allows the internal fitting of the disk (F) to the container (B). Example of dimensions of the perforated metal disc (F): 19 cm in diameter, drilled with 25 holes, homogeneously distributed over the surface, at
Petição 870180149835, de 09/11/2018, pág. 22/30Petition 870180149835, of 11/09/2018, p. 22/30
14/16 exceção da parte central, e com 2 cm de diâmetro cada furo, disposto dentro do recipiente (B) de 20 cm de diâmetro. Essas dimensões, diâmetro do disco, número de furos e diâmetro dos furos, podem ser adaptados para o ajuste à espécies de plantas de interesse.14/16 except for the central part, and with 2 cm in diameter each hole, disposed inside the container (B) of 20 cm in diameter. These dimensions, disc diameter, number of holes and hole diameter, can be adapted to fit the plant species of interest.
30. O sistema conta ainda com um peso (G), que é colocado sobre o disco perfurado (F) na posição central (livre de furos), que pode ser alterado para simular diferentes cargas e, portanto, diferentes impedâncias no substrado. Para fins de padronização e comparação de resultados de diferentes estudos é necessária a padronização da força aplicada e da granulometria da areia para a imposição do impedimento físico. As plântulas (H) se desenvolvem neste sistema com impedância do substrato e emergem nos orifícios do disco. O sistema permite a avaliação diária do número de plântulas emergidas, o que permite estimar a uniformidade de emergência, além da evolução do desenvolvimento das mesmas, pela altura que alcançam. O sistema pode ser desmontado em períodos pré-determinados, ou após o final da emergênia das plântulas, ou seja, quando não mais se observar alteração no número de plântulas emergidas nas avaliações diárias. Após, pode ser feita a avaliação de características morfológicas, fisiológicas e/ou bioquímicas das plântulas.30. The system also has a weight (G), which is placed on the perforated disc (F) in the central position (free of holes), which can be changed to simulate different loads and, therefore, different impedances on the substrate. For the purposes of standardization and comparison of results from different studies, it is necessary to standardize the applied force and sand granulometry to impose the physical impediment. Seedlings (H) develop in this system with substrate impedance and emerge in the holes in the disc. The system allows the daily assessment of the number of seedlings emerged, which allows estimating the emergency uniformity, in addition to the evolution of their development, by the height they reach. The system can be disassembled at predetermined periods, or after the end of seedling emergence, that is, when there is no longer a change in the number of seedlings that emerged in daily assessments. Afterwards, the morphological, physiological and / or biochemical characteristics of the seedlings can be evaluated.
EXPERIMENTOS DE DEMONSTRAÇÃODEMONSTRATION EXPERIMENTS
31. Foi realizado um experimento com o sistema proposto neste pedido de patente, em que há uniformidade e padronização da intensidade e frequência da carga aplicada (peso aplicado sobre o sistema), utilização de recipiente, cano e disco com dimensões semelhantes em todos os tratamentos avaliados, e utilização de areia com granulometria definida (> 1 mm = 20%; 1-0,5 mm = 39%; <0,5 mm = 41%). Foram utilizados dois tratamentos que consistiram de um sistema sem impedância mecânica (controle), sobre o sistema foi utilizado apenas o disco perfurado, e outro com impedimento físico do substrato em que colocou-se um peso de 11 kg na superfície da areia . Foi utilizado uma bandeja nas dimensões 515 x31. An experiment was carried out with the system proposed in this patent application, in which there is uniformity and standardization of the intensity and frequency of the applied load (weight applied on the system), use of container, pipe and disc with similar dimensions in all treatments evaluated, and use of sand with defined granulometry (> 1 mm = 20%; 1-0.5 mm = 39%; <0.5 mm = 41%). Two treatments were used, which consisted of a system without mechanical impedance (control), on the system only the perforated disc was used, and another with physical impediment of the substrate, where a weight of 11 kg was placed on the sand surface. A 515 x size tray was used
Petição 870180149835, de 09/11/2018, pág. 23/30Petition 870180149835, of 11/09/2018, p. 23/30
15/1615/16
300 x 95mm (comprimento, largura e altura, respectivamente) com capacidade de 11 litros, cano de PVC de 200mm de diâmetro e disco de metal perfurado de 190mm de diâmetro contendo 25 orifícios. Foi realizada a semeadura de sementes de soja (Glycime max), e após sete dias, retirou-se as plântulas do sistema. Com o auxílio do WinRhizo®, software para a análise de imagens projetado especificamente para avaliação de raízes, observou-se redução do comprimento, área e volume de raízes, além do aumento do diâmetro de raízes das plântulas submetidas ao impedimento físico do substrato (Figura 2). Além disso, houve redução da matéria seca de raízes quando submetidas à impedância mecânica, embora a matéria seca da parte aérea não tenha diferido estatisticamente (Figura 3). Assim, o impedimento físico do substrato alterou a morfologia, principalmente das raízes, das plântulas, conforme pode ser observado na Figura 4. As plântulas submetidas à este tratamento apresentaram sistema radicular mais curto e raízes mais grossas, comparados ao controle, sem impedimento físico. Portanto, foi possível diagnosticar diferenças entre os tratamentos testados neste sistema, validando a proposta de se verificar os efeitos da impedância mecânica do substrato na germinação, emergência e crescimento de plântulas.300 x 95mm (length, width and height, respectively) with a capacity of 11 liters, 200mm diameter PVC pipe and 190mm diameter perforated metal disc containing 25 holes. Soybean seeds were sown (Glycime max), and after seven days, seedlings were removed from the system. With the aid of WinRhizo®, software for image analysis designed specifically for root evaluation, there was a reduction in the length, area and volume of roots, in addition to an increase in the root diameter of seedlings subjected to the physical impediment of the substrate (Figure 2). In addition, there was a reduction in root dry matter when subjected to mechanical impedance, although the dry matter of the aerial part did not differ statistically (Figure 3). Thus, the physical impediment of the substrate changed the morphology, mainly of the roots, of the seedlings, as can be seen in Figure 4. The seedlings submitted to this treatment presented a shorter root system and thicker roots, compared to the control, without physical impediment. Therefore, it was possible to diagnose differences between the treatments tested in this system, validating the proposal to verify the effects of the mechanical impedance of the substrate on germination, emergence and seedling growth.
CONCLUSÃOCONCLUSION
32. O sistema desenvolvido é eficiente para a avaliação dos efeitos da compactação do substrato sobre a germinação, emergência e desenvolvimento das plântulas. Pode ser utilizado para várias culturas agrícolas, necessitando apenas de ajustes quanto às dimensões dos recipientes A e B e dos furos no disco de metal F, bem como definição da padronização da granulometria da areia e do(s) peso(s) utilizados. O sistema pode ser muito útil para estudos morfológicos, fisiológicos e bioquímicos do desenvolvimento das plantas sob condições de impedância mecânica do substrato e tem aplicabilidade prática para32. The developed system is efficient for the evaluation of the effects of the compaction of the substrate on the germination, emergence and development of the seedlings. It can be used for various agricultural crops, requiring only adjustments regarding the dimensions of the containers A and B and the holes in the metal disk F, as well as definition of the standardization of the sand granulometry and the weight (s) used. The system can be very useful for morphological, physiological and biochemical studies of plant development under conditions of mechanical impedance of the substrate and has practical applicability for
Petição 870180149835, de 09/11/2018, pág. 24/30Petition 870180149835, of 11/09/2018, p. 24/30
16/16 empresas de melhoramento de plantas, podendo ser utilizado na caracterização e seleção de genótipos quanto a tolerância ao estresse por compactação do solo.16/16 plant breeding companies, which can be used in the characterization and selection of genotypes in terms of tolerance to stress due to soil compaction.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BR102018073102-5A BR102018073102B1 (en) | 2018-11-09 | SYSTEM FOR SELECTING PLANT GENOTYPES TOLERANT TO INCREASED SUBSTRATE MECHANICAL IMPEDANCE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BR102018073102-5A BR102018073102B1 (en) | 2018-11-09 | SYSTEM FOR SELECTING PLANT GENOTYPES TOLERANT TO INCREASED SUBSTRATE MECHANICAL IMPEDANCE |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BR102018073102A2 true BR102018073102A2 (en) | 2020-05-26 |
BR102018073102B1 BR102018073102B1 (en) | 2024-07-02 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Turner | Imposing and maintaining soil water deficits in drought studies in pots | |
Clark et al. | Root penetration of strong soil in rainfed lowland rice: comparison of laboratory screens with field performance | |
Richard et al. | High-throughput phenotyping of seminal root traits in wheat | |
Joshi et al. | Development of a phenotyping platform for high throughput screening of nodal root angle in sorghum | |
Gopal et al. | In vitro screening of potato against water-stress mediated through sorbitol and polyethylene glycol | |
Li et al. | Effects of cultivar and maternal environment on seed quality in Vicia sativa | |
Hohmann et al. | Not a load of rubbish: simulated field trials in large‐scale containers | |
Shashidhar et al. | Methodologies for root drought studies in rice | |
CN106818101A (en) | A kind of method for identifying drought resistance of maize | |
CN103238397B (en) | Screening method for deep-seeding-resisting corn germplasms | |
Whalley et al. | Genotypic variation in the ability of wheat roots to penetrate wax layers | |
Andresen et al. | Cultivar differences in spatial root distribution during early growth in soil, and its relation to nutrient uptake-a study of wheat, onion and lettuce | |
CN107114103A (en) | A kind of plant salt endurance identification pond and its application method | |
Wuest | Vapour is the principal source of water imbibed by seeds in unsaturated soils | |
Ge et al. | Multiple abiotic stress, nitrate availability and the growth of wheat | |
BR102018073102A2 (en) | SYSTEM FOR THE SELECTION OF GENOTYPES OF TOLERANT PLANTS TO INCREASE THE MECHANICAL IMPEDANCE OF THE SUBSTRATE | |
CN110326503B (en) | Identification method for elongation capability of hypocotyl in dry direct-seeded rice | |
BR102018073102B1 (en) | SYSTEM FOR SELECTING PLANT GENOTYPES TOLERANT TO INCREASED SUBSTRATE MECHANICAL IMPEDANCE | |
Veselá et al. | Plant origin and trade-off between generative and vegetative reproduction determine germination behaviour of a dominant grass species along climatic gradients | |
Cao et al. | Evaluation by grafting technique of changes in the contribution of root-to-shoot development and biomass production in soybean (Glycine max) cultivars released from 1929 to 2006 in China | |
Shamshiri et al. | Evaluating system of rice intensification using a modified transplanter: A smart farming solution toward sustainability of paddy fields in Malaysia | |
CN103004324A (en) | Method for quickly identifying and choosing drought-resistant peanuts indoors | |
CN108782201A (en) | A kind of identification method of the Saline alkali tolerance in industrial hemp seedling stage | |
Kiss et al. | Comparative Study of the Developmental Traits and Yield Components of Bread Wheat under Field Conditions in Several Years of Multi‐Sowing Time Experiments | |
Vessal et al. | Development of an assay to evaluate differences in germination rate among chickpea genotypes under limited water content |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
B06A | Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette] | ||
B06A | Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette] | ||
B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 09/11/2018, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS |