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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ

SETOR PALOTINA

Departamento de Ciências Agronômicas

Rua Pioneiro, 2153, Jardim Dallas – 85950-000 – Palotina – PR

Tel.: (44) 3211-1319 – www.campuspalotina.ufpr.br




1

VIVIAN CARRÉ




Nome do(s) autor(es), em letras maiúsculas sem negrito, centralizado, letra/fonte (Arial 12).

SILÍCIO NO CONTROLE DA FERRUGEM DO CAFEEIRO


Título do trabalho centralizado em letras maiúsculas sem negrito, centralizado, Letra/ Fonte (Arial 12)






PALOTINA 2015

Local e ano, letras maiúsculas, centralizado letra/fonte (Arial 12)



NOME DO(s) AUTOR(es)

em letras maiúsculas centralizadas sem negrito letra/fonte (Arial 12).

VIVIAN CARRÉ

TÍTULO DO TRABALHO em

letras maiúsculas centralizadas sem negrito, letra/fonte

(Arial 12).

SILÍCIO NO CONTROLE DA FERRUGEM DO CAFEEIRO




Nota indicativa da natureza do trabalho e nome orientador, letra/fonte (Arial 10),

entrelinhamento simples (1),

sem negrito.

Projeto de Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como requisito para disciplina TCC I do curso de graduação em Agronomia, Setor de Palotina da Universidade Federal do Paraná.
Orientador (a): Profa. Vivian Carré Missio






PALOTINA 2015

LOCAL E ANO, letras maiúsculas centralizado, sem negrito, letra/fonte (Arial12)



1 INTRODUÇÃO REFERENCIADA

A nutrição mineral apresenta papel fundamental no desenvolvimento das plantas. A quantidade, presença ou ausência de determinado elemento mineral pode resultar em diferentes alterações na anatomia, fisiologia e metabolismo das plantas. Essas alterações inúmeras vezes estão diretamente envolvidas com aumento ou diminuição da intensidade de doenças. Por exemplo, o espessamento de paredes celulares e cutículas, a silificação e lignificação dos tecidos, maior síntese e acúmulo de compostos fenólicos, são algumas das principais mudanças proporcionadas pela nutrição mineral, responsáveis por reduzir a intensidade das doenças.

O silício é considerado como elemento benéfico para as plantas. A presença desse elemento na planta tem sido relacionada principalmente ao aumento da resistência contra pragas e doenças, a tolerância à toxidez por Mn, Fe e outros elementos tóxicos (DATNOFF et al., 2001, 403p), como também aumenta a taxa fotossintética (DEREN, 2001, p.149-158) e melhora o aproveitamento da água (AGARIE et al., 1998, p. 89-95).

Os efeitos benéficos do silício são usualmente expressos sob condições de estresse, tanto abiótico como biótico. Como função estrutural, proporciona mudanças anatômicas nos tecidos, como células epidérmicas com a parede celular mais espessa devido à deposição de sílica nas mesmas (BLAICH; GRUNDH FER, 1998, p. 114-120), favorecendo a melhor arquitetura das plantas, além de aumentar a capacidade fotossintética e resistência às doenças (BÉLANGER; MENZIES, 2003, p. 42-45). O silício ativa genes envolvidos na produção de compostos secundários do metabolismo, como os polifenóis, e enzimas relacionadas com os mecanismos de defesa das plantas (BÉLANGER; MENZIES, 2003, p. 42-45; RODRIGUES et al., 2001, p. 827-832). Deste modo, o aumento de silício nos tecidos vegetais faz com que a resistência da planta ao ataque do fungo patogênico aumente, devido à produção suplementar de toxinas que podem agir como substâncias inibidoras do patógeno.

A ferrugem do cafeeiro (Coffea arabica L.) causada pelo fungo Hemileia vastarix Berkeley et Broome, atualmente, atinge todas as regiões produtoras de café do Brasil, e os prejuízos em condições climáticas favoráveis, são em torno de 35% a 50% da produção (ZAMBOLIM et al., 2002, p. 369-450). O controle químico da doença no Brasil tem se mostrado eficaz, e é realizado através da utilização de fungicidas cúpricos e sistêmicos do grupo dos triazóis (MATIELLO et al., 2002, 387p; ZAMBOLIM et al., 2002, p. 369-450). Entretanto, o uso contínuo do controle químico, pode levar ao agravamento de outras doenças e pragas do cafeeiro, pela eliminação de inimigos naturais, bem como possibilitar o surgimento de novas raças de H. vastatrix resistentes aos fungicidas aplicados, por pressão de seleção.

A utilização de cultivares resistentes a H. vastatrix consiste em outra técnica viável para o controle da ferrugem do cafeeiro de menor impacto ambiental. Entretanto, segundo Várzea et al. (2002, p. 297-320) devido ao contínuo aparecimento de novas raças fisiológicas do patógeno, tem ocasionado a supressão de resistência dos cultivares produzidos pelos melhoristas.

O uso do silício no manejo de doenças em espécies dicotiledôneas há vários anos apresenta-se como uma alternativa efetiva, envolvendo tanto a ativação respostas de defesa bioquímicas como o melhoramento fisiológico da planta. No cafeeiro os trabalhos são mais recentes, entretanto a suplementação do silício nessa cultura tem apresentado efeito positivo sobre controle de patógenos foliares, com ativação de enzimas como peroxidase de polifenoloxidase e acúmulo de lignina, como resposta de defesa, além da ação direta sobre o patógeno (SANTOS, 2002, 43p; POZZA et al., 2004a, 2004b). A tecnologia baseada no uso do silício é limpa e sustentável, com enorme potencial para diminuir o uso de agrotóxicos e aumentar a produtividade através de uma nutrição mais equilibrada e fisiologicamente mais eficiente. Em razão do potencial da aplicação foliar de Si no controle de doenças e o número reduzido de informações a respeito da sua utilização em cafeeiro, este trabalho tem como objetivo avaliar a aplicação foliar do silicato de potássio no comportamento da ferrugem do cafeeiro.

2 OBJETIVOS



Objetivo geral
O presente trabalho tem como objetivo avaliar o efeito da aplicação do silício via foliar no controle da ferrugem do cafeeiro e os possíveis mecanismos de defesa envolvidos.
Objetivos específicos


  • Avaliação de componentes de resistência em resposta ao silício via foliar;




  • determinar os teores de silício na superfície foliar através de microanálise de Raios-X.

3 METODOLOGIA

3.1 PRODUÇÃO DE MUDAS DE CAFÉ

Sementes da variedade Catuaí vermelho 44, provenientes do banco de germoplasma do Departamento de Fitopatologia da Universidade Federal de Viçosa, serão semeadas em leito de areia umedecida e após 60 dias, no estádio de orelha de onça, serão transplantadas para vasos, com 1 litro de capacidade. O substrato a ser empregado será composto da seguinte mistura: solo de barranco, esterco de curral curtido e areia lavada na proporção de 2,5:1:0,5, acrescido de 5,0 kg de superfosfato simples e 1,0 kg de cloreto de potássio por metro cúbico. As mudas serão mantidas em casa de vegetação com luminosidade, temperatura e irrigação controladas para todas as etapas do experimento. Para todos os ensaios com mudas, serão utilizadas mudas de cafeeiro com quatro pares de folhas, aproximadamente três meses de idade. Todos os ensaios serão realizados duas vezes.
3.2 PRODUÇÃO DE INÓCULO DE HEMILEIA VASTATRIX

Uredósporos de H. vastatrix, raça II, serão coletados no Viveiro de Mudas da Universidade Federal de Viçosa, a partir de plantas de café (cv. Catuaí vermelho 44) naturalmente infectadas. Os uredósporos serão recolhidos com auxílio de um pincel de cerdas macias, raspando-se suavemente as lesões da superfície abaxial das folhas. O armazenamento dos uredósporos será feito em ampolas de vidro, vedadas com algodão, e colocadas em dessecador, contendo na parte inferior solução aquosa de ácido sulfúrico com densidade de 1,8 e na concentração de 32,6% (v/v) de modo a manter a umidade relativa em torno de 50% no ambiente interno (ZAMBOLIM; CHAVES, 1974). A viabilidade dos uredósporos será avaliada antes da inoculação das mudas. Para esse teste de viabilidade, uma alíquota de 50µL da suspensão de uredósporos (1 mg de uredósporos mL-1) será colocada em placas de Petri (cinco placas) com ágar-água a 2%. Em seguida as placas serão incubadas a 22ºC no escuro, sendo o porcentual de germinação determinado 16 h após o início do teste, através do emprego de azul algodão de lactofenol, para paralisar a germinação e observação ao microscópio ótico.


3.3 ENSAIOS COM MUDAS DE CAFEEIRO

Os 2os e 3os pares de folhas de mudas de cafeeiro, considerando-se como primeiro par as folhas logo abaixo da gema apical, serão pulverizados com doses crescentes de silicato de potássio (0, 8, 20, 40 e 60 g L-1) com (pH 5,5) ou sem (pH » 10,5) alteração do pH, sendo que as mudas com folhas pulverizadas com água destilada e com o fungicida Epoxiconazole (1 mL L-1) serviram como testemunhas.

Vinte quatro horas após a aplicação dos tratamentos, será realizada a inoculação da face abaxial dos dois pares de folhas (2º e 3º) por planta, com uma suspensão de 1 mg de uredósporos de H. vastatrix mL-1 (raça II), com auxilio de um atomizador Paasche (modelo VL-SET) alimentado por sucção. Em seguida, as plantas serão transferidas para câmara úmida (UR > 95%, 23-25ºC) e mantidas no escuro por 48 h. Após esse período as mudas serão levadas para câmara com temperatura controlada para 22ºC, onde permanecerão até a avaliação final.

Será avaliado o número de pústulas por folha e a severidade da ferrugem quando as pústulas no tratamento testemunha já estiverem desenvolvidas. Para avaliação da severidade, será utilizada uma escala desenvolvida por Kushalappa e Chaves (1978, p. 119). O delineamento experimental será inteiramente casualizado com seis repetições por tratamento.


3.4 MICROANÁLISE DE RAIOS-X (MAX)

A preparação e a observação em MEV (DSM940 - Zeiss, acoplado ao sistema de microanálise de raios-X: EDS - OXFORD INSTRUMENT Link ISIS) será realizada no NAP/MEPA da ESALQ/USP. Para tanto serão cortados dez fragmentos de folhas, sendo a metade deles montada em suportes de alumínio com a face superior voltada para cima e, a outra metade montada com a face inferior voltada para cima. Estes espécimes serão levados para dessecador contendo sílica gel, onde permanecerão por 24 h. Após análise dos elementos presentes nas amostras, proceder-se-á o mapeamento para silício na área analisada, utilizando o Software ISIS? . Imagens de MEV serão também geradas e registradas digitalmente.



4 REFERÊNCIA BIBLIGRÁFICA

AGARIE, S.; UCHIDA, H.; AGATA, W.; KUBOTA, F.; KAUFMAN, P.T. Effects of silicon on transpiration and leaf conductance in rice plants (Oryza sativa L.). Plant Prod. Science, v.1, p.89-95. 1998.


BÉLANGER, R.R.; MENZIES, J.G. Use of silicon to control diseases in vegetable crops. In: Congresso Brasileiro de Fitopatologia, 36, Uberlândia, Fitopatologia Brasileira. v.28, (Suplemento) p.42-45. 2003.
BLAICH, R.; GRUNDHÖFER, H. Silicate incrusts induced by powdery mildew in cell walls of diferent plant species. Zeitschift fur Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz. v.105, p.114-120. 1998.
DATNOFF, L.E.; SNYDER, G.H.; KORNDÖRFER, G. H. Silicon in Agriculture. Studies in plants in Plant Science. Elsevier: Amsterdam-Holland. 403p. 2001.
DEREN, C.W. Plant genotype, silicon concentration, and silicon-related responses. In: DATNOFF, L.E.; SNYDER, G.H.; KORNDÖRFER, G. H. (Eds.). Silicon in Agriculture. Studies in plants in Plant Science, 8. Elsevier: Amsterdam-Holland. p.149-158. 2001.
KUSHALAPPA, A.C.; CHAVES, G.M. Escala para avaliar a percentagem de área foliar com ferrugem do cafeeiro. Fitopatologia Brasileira, v.3, (Suplemento), p.119. 1978.
MATIELLO, J.B.; SANTINATO, R.; GARCIA, A.W.R.; ALMEIDA, S.R.; FERNANDES, D.R. Cultura do Café no Brasil. In: MATIELLO, J.B. (Ed). Novo Manual de Recomendações. MAPA/PROCAFÉ. Rio de Janeiro-RJ. 387p. 2002.
POZZA, A.A.A.; ALVES, E., POZZA, E.A.; BOTELHO, D.M.S. O silício no controle de doenças de plantas. Revisão Anual de Patologia de Plantas –RAPP. v.12, p.373-402. 2004a.
POZZA, A.A.A.; ALVES, E.; POZZA, E.A.; CARVALHO, J. G. de; MONTANARI, M.; GUIMARÃES, P.T.G.; SANTOS, D.M. Efeito do silício no controle da cercosporiose em três variedades de cafeeiro. Fitopatologia Brasileira. v.29, p.185-188. 2004b.
RODRIGUES, F.A.; DATNOFF, L.E.; KORNDÖRFER, G.H.; SEEBOLD, K.W.; RUSH, M.C. Effect of silicon and host resistance on sheath blight development in rice. Plant Disease. v.85, p.827-832. 2001.
SANTOS, D.M. dos. Efeito do silício na intensidade da cercosporiose (Cercospora coffeicola Berk. & Cooke) em mudas de cafeeiro (Coffea arábica L.). 43f. Dissertação (Mestrado em Fitopatologia), Universidade Federal de Lavras-UFLA, Lavras-MG. 2002.
VÁRZEA, V.M.P.; RODRIGUES JR, C.J.; SILVA, M.do C.M.L.; GOUVEIA, M.; MARQUES, D.V.; GUERRA-GUIMARÃES, L; RIBEIRO, A. Resistência do cafeeiro a Hemileia vastatrix. In: ZAMBOLIM, L. (Ed.). O Estado da arte de Tecnologias de Produção de Café. UFV-Viçosa-MG. Cp.8, p.297-320. 2002.
ZAMBOLIM, L.; CHAVES, G.M. Efeito de baixas temperaturas e do binômio temperatura-umidade relativa sobre a viabilidade dos urediosporos de Hemileia vastatrix Berk. et Br. e Uromyces phaseoli typica Arth. Experientiae, v.17, p.151-184. 1974.

5 CRONOGRAMA DE TRABALHO
Cronograma das atividades a serem desenvolvidas no projeto, no período de janeiro a dezembro de 2015.


Metas

Atividades – Plano de Trabalho do acadêmico

Meses

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Manter e multiplicar inóculo.

Coleta do inoculo em folhas doentes no campo.

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Conservação do inóculo em dessecador.

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Testes de viabilidade do inóculo em laboratório.

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Produção de mudas.

Produzir mudas em casa-de-vegetação.

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Avaliação da interferência do Si nos componentes de resistência durante infecção e colonização de H. vastatrix nos tecidos de plantas de cafeeiro.

Determinação do Período de Incubação.




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Tamanho da pústula.




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Avaliação da taxa de expansão da pústula.




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Avaliação da severidade da doença.




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Repetição do ensaio de componentes de resistência em plantas de cafeeiro inoculadas com H. vastatrix
















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Avaliação das alterações celulares e ou deposição de substâncias tóxicas em plantas de cafeeiro supridas com Si.

Implantação do experimento.

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Coleta de amostras foliares p/ análise de raios X.

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Avaliações em microscopia eletrônica de varredura.
















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Ampliar o conhecimento dos mecanismos de defesa potencializados pelo Si na resposta de defesa do cafeeiro à ferrugem.

Ampliar o conhecimento dos mecanismos de defesa potencializados pelo Si na resposta de defesa do cafeeiro à ferrugem.































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Confecção de relatórios, trabalhos científicos e resumos.

Confecção de relatórios, trabalhos científicos e resumos.




























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Apresentar o TCC

Apresentação oral do TCC.




























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