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 PDF

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Nayara Pereira Capobiango
Laércio Junio Da Silva
Raphael Bragança Alves Fernandes
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Universidade Federal de Viçosa
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    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01CPLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C1/00Apparatus, or methods of use thereof, for testing or treating seed, roots, or the like, prior to sowing or planting
    • A01C1/02Germinating apparatus; Determining germination capacity of seeds or the like
    • A01C1/025Testing seeds for determining their viability or germination capacity

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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

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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,

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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

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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 .;

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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.

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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

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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,

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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)

ReivindicaçãoClaim 1. Sistema para a seleção de genótipos de plantas tolerantes ao aumento da impedância mecânica do substrato, caracterizado por compreender recipiente (A), aberto na extremidade superior e fechado na extremidade inferior; recipiente circular (B), aberto nas duas extremidades; disco perfurado (F), areia com granulometria padronizada (C), tecido ou rede de nylon, plástico, ou material similar (D) e peso (G).1. System for the selection of plant genotypes tolerant to increased substrate mechanical impedance, characterized by comprising container (A), open at the top and closed at the bottom; circular container (B), open at both ends; perforated disc (F), sand with standardized granulometry (C), nylon or plastic fabric or net, or similar material (D) and weight (G). 2. Sistema para a seleção de genótipos de plantas tolerantes ao aumento da impedância mecânica do substrato, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o recipiente (A) compreender área superior ao diâmetro do recipiente (B), possibilitando a acomodação do recipiente (B) em seu interior.2. System for the selection of plant genotypes tolerant to the increase of the substrate's mechanical impedance, according to claim 1, characterized in that the container (A) comprises an area larger than the diameter of the container (B), allowing the accommodation of the container ( B) inside. 3. Sistema para a seleção de genótipos de plantas tolerantes ao aumento da impedância mecânica do substrato, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o disco perfurado (F) compreender diâmetro menor que o diâmetro do recipiente circular (B), de forma que permita seu encaixe interno, e orifícios distribuídos homogeneamente sobre a superfície, à exceção da parte central.3. System for the selection of plant genotypes tolerant to the increase of the mechanical impedance of the substrate, according to claim 1, characterized in that the perforated disc (F) comprises a diameter smaller than the diameter of the circular container (B), so that allow its internal fit, and holes evenly distributed over the surface, except for the central part. 4. Sistema para a seleção de genótipos de plantas tolerantes ao aumento da impedância mecânica do substrato, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o recipiente (B) compreender em sua extremidade inferior um tecido ou rede de nylon, plástico, ou material similar (D) que impeça o vazamento da areia (C).4. System for the selection of plant genotypes tolerant to the increase of the mechanical impedance of the substrate, according to claim 1, characterized in that the container (B) comprises at its lower end a fabric or net made of nylon, plastic, or similar material (D) that prevents sand from leaking (C). 5. Sistema para a seleção de genótipos de plantas tolerantes ao aumento da impedância mecânica do substrato, de acordo com a reivindicação 1 a 4, caracterizado por o recipiente (B) com o tecido ou rede de nylon, plástico, ou material similar (D) ser colocado na posição vertical no interior do recipiente (A); os recipientes (A) e (B) serem 5. System for the selection of plant genotypes tolerant to the increase of the mechanical impedance of the substrate, according to claims 1 to 4, characterized in that the container (B) with the fabric or mesh of nylon, plastic, or similar material (D ) be placed in a vertical position inside the container (A); the containers (A) and (B) are Petição 870180149835, de 09/11/2018, pág. 26/30Petition 870180149835, of 11/09/2018, p. 26/30 2/2 preenchidos com areia com granulometria padronizada (C), sendo a areia (C) contida no recipiente (A) umedecida com água (E) até a saturação; o disco perfurado (F) ser encaixado dentro do recipiente (B), na parte superior e o peso (G) ser colocado sobre o disco perfurado (F), na posição central, livre de furos.2/2 filled with sand with standardized granulometry (C), with the sand (C) contained in the container (A) moistened with water (E) until saturation; the perforated disc (F) is inserted into the container (B), on the top and the weight (G) is placed on the perforated disc (F), in the central position, free of holes.
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