Coffee crops adaptation to climate change in agroforestry systems with rubber trees in southern Brazil

Adaptation to climate change is a strategy for crops to cope with the scenario of rising temperatures worldwide. In the case of Coffea arabica L., the use of agroforestry systems (AFS) with woody species is a promising practice to reduce excessive heat during the day. This study aimed to 1) evaluate air temperature changes that occur in an AFS of coffee and double alleys of rubber trees (Hevea brasiliensis Müell. Arg.) and 2) carry out an analysis of future warming scenarios by comparing the cultivation of Arabic coffee in full sun and in an AFS of double alleys of rubber trees. The microclimatic variables were measured between two rows of coffee trees at 1.0 m of height from June 2016 to June 2018. The results indicate that the AFS with double alleys of rubber trees spaced 16 m apart had an average temperature reduction from 1.4 to 2.5 °C from 10h00 to 16h00. The study also simulated temperature increases of 1.7, 2.6, 3.1, and 4.8 °C from 2018 to 2099, according to scenarios predicted by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), and the impact in coffee production in Paraná State, Brazil. Using the climatic generator PGECLIMA_R, simulations suggest a progressive reduction of traditional areas suitable for open-grown coffee in the state. Production conditions can be maintained through the AFS, since the systems attenuate mean temperatures by 1-2 °C. We conclude that the AFS of coffee and rubber trees contribute to coffee crop adaptations to a future warmer environment.

Soil morphostructural characterization and coffee root distribution under agroforestry system with Hevea Brasiliensis

Land use and tillage practices may change soil structure and undermine sustainable agriculture; however, such changes are hardly identified in the short term. In this sense, agroforestry systems have been used to reduce soil degradation and promote sustainable production in coffee plantations. These areas are expected to have well-structured soils and hence improved root distribution. This study aimed to evaluate soil quality by the morphostructural and root distribution analyses comparing open-grown coffee and coffee in agroforestry systems with rubber trees for 19 years, in an Oxisol in northern Paraná State (Brazil). Treatments consisted of open-grown coffee (OG), coffee partially shaded by rubber trees (PSH), and coffee fully shaded by rubber trees (FSH). The mapping of morphostructural features and soil resistance to penetration in cultural profile walls identified changes in soil structure resulting from different tillage systems. Root distribution was better in coffee plants grown in PSH and FSH systems. At greater depths, cultural profiles of FSH and PSH showed a larger numbers of roots compared to OG. Among the three systems, PSH provided a better environment for root growth and distribution. This result could be attributed to the high biological activity and interaction between roots and aggregates in that profile. The FSH agroforestry system provided less compact morphological structures and more roots throughout the soil profile. The agroforestry systems presented fewer soil structural changes by tillage operations and lower values of soil penetration resistance. Coffee root distribution was an effective indicator of soil quality and consistent with the morphostructural characterization of cultural profile.(AU)

Soil morphostructural characterization and coffee root distribution under agroforestry system with Hevea Brasiliensis

Land use and tillage practices may change soil structure and undermine sustainable agriculture; however, such changes are hardly identified in the short term. In this sense, agroforestry systems have been used to reduce soil degradation and promote sustainable production in coffee plantations. These areas are expected to have well-structured soils and hence improved root distribution. This study aimed to evaluate soil quality by the morphostructural and root distribution analyses comparing open-grown coffee and coffee in agroforestry systems with rubber trees for 19 years, in an Oxisol in northern Paraná State (Brazil). Treatments consisted of open-grown coffee (OG), coffee partially shaded by rubber trees (PSH), and coffee fully shaded by rubber trees (FSH). The mapping of morphostructural features and soil resistance to penetration in cultural profile walls identified changes in soil structure resulting from different tillage systems. Root distribution was better in coffee plants grown in PSH and FSH systems. At greater depths, cultural profiles of FSH and PSH showed a larger numbers of roots compared to OG. Among the three systems, PSH provided a better environment for root growth and distribution. This result could be attributed to the high biological activity and interaction between roots and aggregates in that profile. The FSH agroforestry system provided less compact morphological structures and more roots throughout the soil profile. The agroforestry systems presented fewer soil structural changes by tillage operations and lower values of soil penetration resistance. Coffee root distribution was an effective indicator of soil quality and consistent with the morphostructural characterization of cultural profile.

Temperature, thermal comfort, and animal ingestion behavior in a silvopastoral system / Temperatura, conforto térmico e comportamento ingestivo animal em sistema silvipastoril

Thermal discomfort is one of the main causes of production losses in animals fully exposed to solar radiation under extensive livestock farming. The inclusion of trees in this farming system is the most efficient strategy to decrease the temperature and increase animal productivity without the need to explore new areas. In this context, the objective of this study was to characterize the microclimate in a silvopastoral system (SPS), a refuge area, and an open pasture, and evaluate thermal comfort and the ingestive behavior of animals under shade. The study was conducted at the Agronomic Institute of Paraná (IAPAR), located in Ibiporã, Paraná state, Brazil, in three areas with distinct management systems: a SPS of Eucalyptus grandis with Tifton 85 (Cynodon spp.), a woodland of Leucena leucocephala that provided shade to cattle, and a pasture in full sun (PFS). Automatic meteorological stations were installed in the SPS (one station beside the tree lines and the other in an average distance perpendicular to the rows), one in the refuge area, and one in the PFS. The measured variables were air temperature and relative humidity. The mean temperatures of the shaded treatments were compared to those of the PFS using a t-test. The mean values of the temperature and humidity index (THI) were calculated for each season of the year. The animal ingestion behavior in the SPS was analyzed in three typical days in different seasons of the year. Significant differences were observed between shade treatments and full-sun pasture, with a temperature decrease ranging from 0.4 to 1.6 °C in the shaded systems. The comparison of animal thermal comfort between the study areas in different seasons of the year indicated that there were no significant differences in thermal comfort between the SPS and refuge area relative to the PFS, suggesting a need to monitor the animals body temperature to better estimate thermal comfort. The evaluation of the ingestive behavior evidenced the...(AU)

O desconforto térmico é uma das principais causas da queda produtiva da pecuária extensiva a pleno sol, sendo a inserção de árvores no sistema a alternativa mais eficiente para atenuar a temperatura e aumentar a produtividade sem a necessidade de explorar novas áreas. Nesse contexto, objetivou-se caracterizar o microclima em um sistema silvipastoril, uma área de refúgio e a pleno sol, além de estimar o conforto térmico e avaliar o comportamento ingestivo dos animais sob sombra. O estudo foi realizado na estação experimental do Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR), localizada em Ibiporã-PR, em três áreas com manejos distintos: um sistema silvipastoril, um bosque que serve como refúgio dos animais e uma pastagem a pleno sol. Foram instaladas estações meteorológicas automáticas no sistema silvipastoril, uma sob a sombra e outra na distância média perpendicular aos renques, na área de refúgio e no pasto a pleno sol. As variáveis medidas foram temperatura do ar e umidade relativa do ar. As temperaturas médias dos tratamentos arborizados foram comparadas com as do pasto a pleno sol por meio do test t. Valores médios de Temperatura e Índice de Umidade (ITU) foram calculados para cada estação do ano. Analisou-se o comportamento ingestivo animal no sistema silvipastoril em três dias representativos de diferentes estações do ano. Constatou-se diferenças significativas entre os tratamentos sombreados e a pastagem a pleno sol, com redução de temperatura variando entre 0,4 a 1,6 °C nos sistemas sombreados. Ao comparar o conforto térmico animal para as estações do ano, não verificou-se diferenças entre o sistema silvipastoril e refúgio em relação ao pleno sol, sendo indicado monitorar a temperatura corporal animal para melhor estimar sua condição de conforto térmico. Entretanto, ao avaliar o comportamento ingestivo animal evidenciou-se a preferência dos animais por realizar suas atividades sob a sombra das árvores; o sistema silvipastoril propiciou mudanças no seu...(AU)

Minimum temperature differences between the meteorological screen and grass in radiative frost nights / Diferenças de temperatura mínima entre o abrigo meteorológico e a relva em noites com geadas

A phenomenon called thermal inversion, in which there is the accumulation of colder and denser air in the layers closer to the soil, occurs in radiative frost nights, resulting in a temperature gradient with differences between the meteorological screen and grass, which vary depending on cooling conditions. Knowing this temperature difference assists in taking preventive measures against radiative frosts, as well as in estimating the probability of their occurrences. In this context, this study aimed to verify the adjustment of different probability distributions to determine the differences between the minimum temperature measured in the meteorological screen and grass temperature below 0 C for eight regions of the Paraná State, as well as the probability of occurring these differences and adjust estimation equations of grass temperature from minimum air temperature. Temperature differences between the screen and grass were calculated and probability distributions of their occurrences were adjusted in order to determine risks per intervals of temperature differences. Estimation equations of grass temperature were adjusted from minimum screen temperatures. Average gradients of minimum temperature were observed between the screen and grass ranging from 4.2 to 6.3 C in the analyzed regions. The average temperature difference measured in the meteorological screen and grass for the Paraná State was 5 °C. The probabilistic model of normal distribution is the most suitable for determining the probability of occurring the differences between the screen and grass temperatures for the Paraná State. Regional relief and climate conditions influence the magnitude of the minimum temperature gradient measured in the meteorological screen and grass.(AU)

Em noites de geada de radiação ocorre um fenômeno denominado de inversão térmica, em que há o acúmulo do ar mais frio e denso nas camadas de ar mais próximas ao solo. Isto resulta em um gradiente de temperatura, com diferenças entre o abrigo meteorológico e a relva que variam dependendo das condições de resfriamento. Conhecer essa diferença de temperatura auxilia na tomada de medidas preventivas contra as geadas de radiação, assim como na estimativa da probabilidade de ocorrência. Neste contexto, o objetivo desse trabalho foi verificar o ajuste de diferentes distribuições de probabilidade para determinar a diferença entre a temperatura mínima medida no abrigo meteorológico e a temperatura de relva abaixo de 0C para oito regiões do Estado do Paraná, bem como a probabilidade de ocorrência das diferenças e ajustar equações de estimativa da temperatura de relva a partir da temperatura mínima do ar. Foram calculadas as diferenças de temperatura entre o abrigo e a relva e posteriormente foram ajustadas distribuições de probabilidade de ocorrência das diferenças, com a finalidade de determinar os riscos por intervalos de diferenças de temperatura. E, por fim, foram ajustadas equações de estimativa da temperatura de relva a partir da temperatura mínima de abrigo. Foram constatados gradientes médios de temperatura mínima entre o abrigo e a relva variando de 4,2 a 6,3°C nas regiões analisadas. A diferença média de temperatura medida no abrigo meteorológico e a relva para o Estado do Paraná foi de 5°C. O modelo probabilístico de distribuição Normal é o mais indicado para a determinação da probabilidade de ocorrência das diferenças entre a temperatura de abrigo e de relva para o Estado do Paraná. As condições de relevo e clima regionais influenciam na magnitude do gradiente de temperatura mínima medida no abrigo meteorológico e na relva.(AU)

Cold tolerance of forage plant species / Tolerância ao frio em espécies de forrageiras

The occurrence of frost in southern and southeastern Brazil affects pasture quality and limits the use of forage species with high yield potential. Therefore, elucidating the cold tolerance of individual forage species could facilitate the selection of species that will optimize production and animal feeding throughout the year. Accordingly, the aim of the present study was to evaluate the cold tolerance of forage species to low temperatures, based on cell membrane stability and photoinhibition. Alfalfa (Medicago sativa), sorghum (Sorghum bicolor), black oat (Avena strigosa), marandu grass (Urochloa brizantha), pearl millet (Pennisetum americanum), mombaça grass (Megathyrsus maximus), and bermuda grass ‘Tifton 85 (Cynodon spp) plants were subjected to temperatures of 0.2, -0.9, -1.8, -2.7, -4.1, -4.6, and -6.2 °C for 1 h in a growth chamber. Cell membrane stability and photoinhibition were based on the electrical conductivity of leaf section solutions and chlorophyll fluorescence, respectively. Initial cold damage corresponded to a sudden increase in leaf solution conductivity and decrease in fluorescence. Millet and sorghum were able to tolerate exposure to temperatures as low as -2.7 °C, whereas black oat, marandu grass, alfafa, and mombaça grass were able to tolerate exposure to -4.1 °C, and bermuda grass ‘Tifton 85 was able to withstand temperatures below -6.2 °C.(AU)

A ocorrência de geadas no Sudeste e Sul do Brasil afeta a qualidade das pastagens e limita o uso de espécies com elevado potencial produtivo. O conhecimento da tolerância das forrageiras ao estresse por baixa temperatura contribui para a seleção das melhores espécies a serem utilizadas, levando à otimização de sua produção e garantindo o pastejo dos animais o ano inteiro. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a tolerância de espécies forrageiras às temperaturas baixas pela estabilidade da membrana celular e fotoinibição após o estresse por frio. Foram analisadas as forrageiras: alfafa (Medicago sativa), sorgo (Sorghum bicolor), aveia-preta (Avena strigosa), capim-marandu (Urochloa brizantha), milheto (Pennisetum americanum), capim-mombaça (Megathyrsus maximus) e Tifton 85 (Cynodon spp). As plantas foram submetidas às temperaturas de 0,2; -0,9; -1,8; -2,7; -4,1; -4,6 e -6,2 °C, durante uma hora, no interior de câmara de crescimento com condições de luminosidade e temperatura controladas, e avaliadas por meio do teste de condutividade elétrica da solução de secções foliares e fluorescência. O início dos danos correspondeu a um aumento súbito na condutividade elétrica da solução e diminuição na fluorescência. A tolerância das espécies forrageiras ao frio foi até a temperatura -2,7°C para milheto e sorgo; -4,1°C para alfafa, aveia-preta, Marandu e Mombaça, e inferior a -6,2°C para o Tifton 85.(AU)

Cercosporiose progression in the agroforestry consortium coffee-rubber trees / Progresso da cercosporiose em consórcio agroflorestal café-seringueira

Cercospora coffeicola is one of the primary diseases that affect coffee plants. Studies indicate that shaded coffee plants reduce the incidence of this disease and that the management of trees and coffee plants arrangement influence in the dissemination of cercospora. The objective of this study was to evaluate the incidence and severity of C. coffeicola at different distances from double rows of rubber trees (Hevea brasiliensis muell. arg.) at two different sunlight exposures (north and south). This study was conducted in Londrina, Parana, between 2008 and 2010, with adult plants of the IAPAR 59 cultivar (Coffea arabica L.) grown at a spacing of 2.5 m x 1.0 m. The distances between the double rows of rubber trees were 13, 16 and 22 m, compared to plants grown under full sun. The disease incidence was assessed monthly by using a non-destructive method. This analysis was conducted on coffee leaves from the third and fourth pairs of two plagiotropic branches, on eight plants per plot, with five replications. These data were used to calculate the area under the curve for the incidence of the brown eye spot. The highest disease incidence occurred in the coffee plants grown under full sun, whereas lowest disease occurred on plants located at up to two meters away from double rows of rubber trees. The incidence of Cercospora leaf spot increased with the distance from the double rows...(AU)

A Cercospora coffeicola é uma das principais doenças que afetam o cafeeiro. Estudos apontam que o cultivo de café arborizado reduz a incidência dessa doença, sendo que o manejo e a disposição das árvores e dos cafeeiros influenciam na disseminação da cercosporiose. O objetivo deste trabalho foi avaliar a incidência da C. coffeicola em diferentes distâncias de cafeeiros em relação a filas duplas de seringueira (Hevea brasiliensis Müell. Arg.), nas faces norte e sul de exposição solar. O estudo foi realizado em Londrina, PR, no período de 2008 a 2010, em cafeeiros adultos do cultivar IAPAR 59 (Coffea arabica L). As distâncias entre seringueira em filas duplas foram de 13, 16 e 22 m, comparadas com plantio a pleno sol. A avaliação da incidência da doença foi realizada por método não destrutivo, por meio da contagem de folhas doentes nas folhas do terceiro e quarto pares de dois ramos plagiotrópicos dos cafeeiros. Com base nesses dados calculou-se a área abaixo da curva de progresso da incidência da cercosporiose. A maior incidência da doença ocorreu nos cafeeiros cultivados a pleno sol. Os cafeeiros cultivados até dois metros distantes das seringueiras em filas duplas apresentaram menor incidência da doença. A incidência de cercosporiose do cafeeiro aumentou com o incremento da distância das plantas em relação às seringueiras em filas duplas. Os resultados demonstram que o...(AU)

Biomass of elephant grass and leucaena for bioenergy production / Biomassa de capim elefante e leucena para produção de bioenergia

The objective of this study was to evaluate the biomass production of elephant grass and leucaena in Paraná state, Brazil, for the generation of renewable energy. Two field studies were conducted in the municipality of Ibiporã (23 S, 51 01?W). In the first study, the dry matter accumulation curves were calculated, with sampling at 30, 60, 90, 120, and 180 days after cultivation. The second study was conducted in a randomized complete block design with split plots. The total aboveground biomass production of elephant grass and leucaena was estimated in the main plot. Cutting times of 60 and 120 days after cultivation were evaluated in the subplots. The productivity of dry matter (kg.ha-1) was estimated using the biomass data. In addition, the potential production of energy from the burning of elephant grass biomass, and the potential production of total aboveground biomass and energy of elephant grass (in Paraná) was estimated using an agrometeorological model. Elephant grass can be potentially used as an alternative energy source. Leucaena has slow initial growth, and it must therefore be evaluated over a longer period in order to determine its potential. Simulation analyses of the capability of power generation, conducted based on the annual dry matter production, revealed that elephant grass could be an important source of renewable energy in the state of Paraná.(AU)

O objetivo deste estudo foi avaliar a produção de biomassa de capim elefante e leucena no estado do Paraná visando à geração de energia. Foram conduzidos dois estudos de campo no município de Ibiporã, PR (23o S, 51o 01 W). No primeiro, determinaram-se as curvas de acúmulo de matéria seca da parte aérea com coletas aos 30, 60, 90, 120 e 180 dias após o plantio. No segundo, foi conduzido um experimento em blocos ao acaso, com parcelas subdivididas. Na parcela principal foi avaliada a produção total de biomassa da parte aérea de capim elefante e leucena. Nas subparcelas foram avaliadas as épocas de corte aos 60 e 120 dias de cultivo. Com os dados de biomassa determinaram-se a produtividade total de massa seca da parte aérea (kg/ha) e o potencial de produção de energia proveniente da queima da biomassa do capim elefante, e fez-se a estimativa da produção potencial de biomassa e energia de capim elefante no Paraná utilizando um modelo agrometeorológico. O capim elefante possui características que possibilitam a sua utilização como fonte alternativa de energia. A leucena possui crescimento inicial lento e, portanto, requer estudos por um período mais prolongado a fim de se determinar o seu potencial. As análises de simulação de potencialidade de geração de energia, em função da matéria seca produzida anualmente, mostraram que o capim elefante pode se constituir em uma importante...(AU)

Residual production of pineapple biomass under different levels of nitrogen and potassium in northwestern Paraná / Produção residual de biomassa de abacaxi sob diferentes níveis de nitrogênio e potássio na região noroeste do Paraná

Emphasis on studies that seek sustainable energy alternatives to oil has increased over the last few years. Ethanol derived from sugarcane remains a promising technology for biofuel production. Waste from pineapple culture remains is a potential alternative raw material for biofuel production. The goal of this study was to determine the potential of residual biomass production of a pineapple crop, subjected to fertilization by different levels of nitrogen and potassium. The experiment was conducted in Northwest Paraná, in a commercial area in Santa Isabel do Ivaí-PR. The climate in this area is subtropical humid according to the Kõppen classification, and has a sandy dystrophic red acrisol.The experimental design was a 4 × 4 factorial, where factor A:N doses (0; 11; 22; and 33 g per plant) and factor B:K2O doses (0; 11; 22; and 33 g per plant. The production of residual pineapple biomass responded differently to the N and K doses applied. Potassium fertilization had a positive linear correlation, up to the addition of 33 g plant-1 with a production of 5.88 Mg ha-1. A dose of 18.138 g plant-1 yielded in the maximum dry biomass production for nitrogen fertilization.(AU)

Nos últimos anos intensificou-se a ênfase em estudos e pesquisas na busca de energias alternativas sustentáveis em relação ao petróleo. O etanol proveniente dos restos culturais tornou-se uma tecnologia promissora para produção de biocombustíveis. Dentre os resíduos agrícolas, os restos culturais do abacaxizeiro destacam-se como matéria-prima alternativa para este propósito. O objetivo deste trabalho foi determinar o potencial de produção de biomassa residual de uma lavoura de abacaxi, submetida a diferentes níveis de adubação nitrogenada e potássica. O experimento foi realizado na região Noroeste do Paraná, em uma área comercial em Santa Isabel do Ivaí-PR, de clima subtropical úmido segundo a classificação de Kõppen, em um Argissolo Vermelho distrófico de textura arenosa. O delineamento experimental foi constituído em um fatorial 4x4, sendo o fator A: doses de N (0; 11; 22; e 33 g planta-1) e fator B: doses de K2O (0; 11; 22; e 33 g planta-1). A produção de biomassa residual de abacaxi apresentou respostas distintas às doses aplicadas de N e K na região noroeste do Paraná. A adubação potássica apresentou resposta linear crescente até 33 g planta-1 com produção de 5,88 Mg ha-1. Para a adubação nitrogenada a máxima produção de massa seca foi obtida com aplicação da dose de 18,138 g planta-1.(AU)

Agroclimatic zoning for grapevine cultivation in the state of Paraná, Brazil / Zoneamento agroclimático da cultura da videira no estado do Paraná

The state of Paraná is located in a climate transition region, with different thermal regimes and variations in the risk of frost. Knowledge of the climate risks to which grapevine (Vitis sp.) will be exposed is important to the success of the vineyard. The objective of this study was to perform the agroclimatic zoning for the growing vines in the state of Paraná. Historical data from 21 conventional weather stations of Instituto Agronômico do Paraná were used in different regions of the state with observation periods from 1976 to 2010. Three groups of grapes were considered: rustic grapes, fine table grapes and fine grapes for winemaking. For each group it was evaluated: the annual water deficit, the risk of late frosts, the average annual temperature, the volume of annual precipitation and relative humidity. The main climate risk is the high relative humidity which, combined with high temperature, may favor the occurrence of fungal diseases and compromise the vineyard. For rustic grapes, only the coast of the state of Paraná was not suitable for cultivation. For the cultivation of fine table grapes, only the northern, northwestern and western regions are apt, and for fine grapes for winemaking, only the coast and east are not considered suitable, according to established criteria.

O estado do Paraná localiza-se em uma região de transição climática, com regimes térmicos diferentes e variações no risco de geadas. O conhecimento dos riscos climáticos a que a cultura da videira (Vitis sp.) estará exposta é importante para o sucesso de seu cultivo. O objetivo deste trabalho foi efetuar o zoneamento agroclimático para a cultura da videira no estado do Paraná. Para tanto, foram utilizados dados de 21 estações meteorológicas convencionais do IAPAR, nas diversas regiões do estado, com períodos de observação de 1976 a 2010. Foram considerados três grupos de uvas: rústicas, finas de mesa e finas para vinificação. Para cada grupo foram avaliados a deficiência hídrica anual, o risco de geadas tardias, a temperatura média anual, o volume de precipitação anual e a umidade relativa média anual. O principal risco climático é a umidade relativa alta que, combinada com a temperatura alta do ar, pode favorecer a ocorrência de doenças fúngicas e comprometer o potencial produtivo da cultura. Para as uvas rústicas, somente o litoral do estado do Paraná não foi considerado apto ao cultivo. Para o cultivo de uvas finas de mesa, somente as regiões norte, noroeste e oeste são consideradas aptas, e para as uvas finas destinadas à vinificação, somente o litoral e a região leste não são considerados aptos, segundo os critérios estabelecidos.

Agroclimatic zoning for pineapple cultivation in the state of Paraná, Brazil / Zoneamento agroclimático da cultura do abacaxizeiro no Estado do Paraná

The state of Paraná is located in a climate transition region, with different thermal regimes and variationsin the risk of frost. Knowledge of the climate risks to which grapevine (Vitis sp.) will be exposed isimportant to the success of the vineyard. The objective of this study was to perform the agroclimaticzoning for the growing vines in the state of Paraná. Historical data from 21 conventional weatherstations of Instituto Agronômico do Paraná were used in different regions of the state with observationperiods from 1976 to 2010. Three groups of grapes were considered: rustic grapes, fine table grapes andfine grapes for winemaking. For each group it was evaluated: the annual water deficit, the risk of latefrosts, the average annual temperature, the volume of annual precipitation and relative humidity. Themain climate risk is the high relative humidity which, combined with high temperature, may favor theoccurrence of fungal diseases and compromise the vineyard. For rustic grapes, only the coast of the stateof Paraná was not suitable for cultivation. For the cultivation of fine table grapes, only the northern, northwestern and western regions are apt, and for fine grapes for winemaking, only the coast and eastare not considered suitable, according to established criteria.

O estado do Paraná localiza-se em uma região de transição climática, com regimes térmicos diferentese variações no risco de geadas. O conhecimento dos riscos climáticos a que a cultura da videira (Vitissp.) estará exposta é importante para o sucesso de seu cultivo. O objetivo deste trabalho foi efetuar ozoneamento agroclimático para a cultura da videira no estado do Paraná. Para tanto, foram utilizadosdados de 21 estações meteorológicas convencionais do IAPAR, nas diversas regiões do estado, comperíodos de observação de 1976 a 2010. Foram considerados três grupos de uvas: rústicas, finas de mesae finas para vinificação. Para cada grupo foram avaliados a deficiência hídrica anual, o risco de geadastardias, a temperatura média anual, o volume de precipitação anual e a umidade relativa média anual.O principal risco climático é a umidade relativa alta que, combinada com a temperatura alta do ar, podefavorecer a ocorrência de doenças fúngicas e comprometer o potencial produtivo da cultura. Para asuvas rústicas, somente o litoral do estado do Paraná não foi considerado apto ao cultivo. Para o cultivode uvas finas de mesa, somente as regiões norte, noroeste e oeste são consideradas aptas, e para as uvasfinas destinadas à vinificação, somente o litoral e a região leste não são considerados aptos, segundo oscritérios estabelecidos.

Agroclimatic zoning for grapevine cultivation in the state of Paraná, Brazil / Zoneamento agroclimático da cultura da videira no estado do Paraná

The state of Paraná is located in a climate transition region, with different thermal regimes and variations in the risk of frost. Knowledge of the climate risks to which grapevine (Vitis sp.) will be exposed is important to the success of the vineyard. The objective of this study was to perform the agroclimatic zoning for the growing vines in the state of Paraná. Historical data from 21 conventional weather stations of Instituto Agronômico do Paraná were used in different regions of the state with observation periods from 1976 to 2010. Three groups of grapes were considered: rustic grapes, fine table grapes and fine grapes for winemaking. For each group it was evaluated: the annual water deficit, the risk of late frosts, the average annual temperature, the volume of annual precipitation and relative humidity. The main climate risk is the high relative humidity which, combined with high temperature, may favor the occurrence of fungal diseases and compromise the vineyard. For rustic grapes, only the coast of the state of Paraná was not suitable for cultivation. For the cultivation of fine table grapes, only the northern, northwestern and western regions are apt, and for fine grapes for winemaking, only the coast and east are not considered suitable, according to established criteria.(AU)

O estado do Paraná localiza-se em uma região de transição climática, com regimes térmicos diferentes e variações no risco de geadas. O conhecimento dos riscos climáticos a que a cultura da videira (Vitis sp.) estará exposta é importante para o sucesso de seu cultivo. O objetivo deste trabalho foi efetuar o zoneamento agroclimático para a cultura da videira no estado do Paraná. Para tanto, foram utilizados dados de 21 estações meteorológicas convencionais do IAPAR, nas diversas regiões do estado, com períodos de observação de 1976 a 2010. Foram considerados três grupos de uvas: rústicas, finas de mesa e finas para vinificação. Para cada grupo foram avaliados a deficiência hídrica anual, o risco de geadas tardias, a temperatura média anual, o volume de precipitação anual e a umidade relativa média anual. O principal risco climático é a umidade relativa alta que, combinada com a temperatura alta do ar, pode favorecer a ocorrência de doenças fúngicas e comprometer o potencial produtivo da cultura. Para as uvas rústicas, somente o litoral do estado do Paraná não foi considerado apto ao cultivo. Para o cultivo de uvas finas de mesa, somente as regiões norte, noroeste e oeste são consideradas aptas, e para as uvas finas destinadas à vinificação, somente o litoral e a região leste não são considerados aptos, segundo os critérios estabelecidos.(AU)

Agroclimatic zoning for pineapple cultivation in the state of Paraná, Brazil / Zoneamento agroclimático da cultura do abacaxizeiro no Estado do Paraná

The state of Paraná is located in a climate transition region, with different thermal regimes and variationsin the risk of frost. Knowledge of the climate risks to which grapevine (Vitis sp.) will be exposed isimportant to the success of the vineyard. The objective of this study was to perform the agroclimaticzoning for the growing vines in the state of Paraná. Historical data from 21 conventional weatherstations of Instituto Agronômico do Paraná were used in different regions of the state with observationperiods from 1976 to 2010. Three groups of grapes were considered: rustic grapes, fine table grapes andfine grapes for winemaking. For each group it was evaluated: the annual water deficit, the risk of latefrosts, the average annual temperature, the volume of annual precipitation and relative humidity. Themain climate risk is the high relative humidity which, combined with high temperature, may favor theoccurrence of fungal diseases and compromise the vineyard. For rustic grapes, only the coast of the stateof Paraná was not suitable for cultivation. For the cultivation of fine table grapes, only the northern, northwestern and western regions are apt, and for fine grapes for winemaking, only the coast and eastare not considered suitable, according to established criteria.(AU)

O estado do Paraná localiza-se em uma região de transição climática, com regimes térmicos diferentese variações no risco de geadas. O conhecimento dos riscos climáticos a que a cultura da videira (Vitissp.) estará exposta é importante para o sucesso de seu cultivo. O objetivo deste trabalho foi efetuar ozoneamento agroclimático para a cultura da videira no estado do Paraná. Para tanto, foram utilizadosdados de 21 estações meteorológicas convencionais do IAPAR, nas diversas regiões do estado, comperíodos de observação de 1976 a 2010. Foram considerados três grupos de uvas: rústicas, finas de mesae finas para vinificação. Para cada grupo foram avaliados a deficiência hídrica anual, o risco de geadastardias, a temperatura média anual, o volume de precipitação anual e a umidade relativa média anual.O principal risco climático é a umidade relativa alta que, combinada com a temperatura alta do ar, podefavorecer a ocorrência de doenças fúngicas e comprometer o potencial produtivo da cultura. Para asuvas rústicas, somente o litoral do estado do Paraná não foi considerado apto ao cultivo. Para o cultivode uvas finas de mesa, somente as regiões norte, noroeste e oeste são consideradas aptas, e para as uvasfinas destinadas à vinificação, somente o litoral e a região leste não são considerados aptos, segundo oscritérios estabelecidos.(AU)

Minimum temperature differences between the meteorological screen and grass in radiative frost nights / Diferenças de temperatura mínima entre o abrigo meteorológico e a relva em noites com geadas

A phenomenon called thermal inversion, in which there is the accumulation of colder and denser air in the layers closer to the soil, occurs in radiative frost nights, resulting in a temperature gradient with differences between the meteorological screen and grass, which vary depending on cooling conditions. Knowing this temperature difference assists in taking preventive measures against radiative frosts, as well as in estimating the probability of their occurrences. In this context, this study aimed to verify the adjustment of different probability distributions to determine the differences between the minimum temperature measured in the meteorological screen and grass temperature below 0 C for eight regions of the Paraná State, as well as the probability of occurring these differences and adjust estimation equations of grass temperature from minimum air temperature. Temperature differences between the screen and grass were calculated and probability distributions of their occurrences were adjusted in order to determine risks per intervals of temperature differences. Estimation equations of grass temperature were adjusted from minimum screen temperatures. Average gradients of minimum temperature were observed between the screen and grass ranging from 4.2 to 6.3 C in the analyzed regions. The average temperature difference measured in the meteorological screen and grass for the Paraná State was 5 °C. The probabilistic model of normal distribution is the most suitable for determining the probability of occurring the differences between the screen and grass temperatures for the Paraná State. Regional relief and climate conditions influence the magnitude of the minimum temperature gradient measured in the meteorological screen and grass.

Em noites de geada de radiação ocorre um fenômeno denominado de inversão térmica, em que há o acúmulo do ar mais frio e denso nas camadas de ar mais próximas ao solo. Isto resulta em um gradiente de temperatura, com diferenças entre o abrigo meteorológico e a relva que variam dependendo das condições de resfriamento. Conhecer essa diferença de temperatura auxilia na tomada de medidas preventivas contra as geadas de radiação, assim como na estimativa da probabilidade de ocorrência. Neste contexto, o objetivo desse trabalho foi verificar o ajuste de diferentes distribuições de probabilidade para determinar a diferença entre a temperatura mínima medida no abrigo meteorológico e a temperatura de relva abaixo de 0C para oito regiões do Estado do Paraná, bem como a probabilidade de ocorrência das diferenças e ajustar equações de estimativa da temperatura de relva a partir da temperatura mínima do ar. Foram calculadas as diferenças de temperatura entre o abrigo e a relva e posteriormente foram ajustadas distribuições de probabilidade de ocorrência das diferenças, com a finalidade de determinar os riscos por intervalos de diferenças de temperatura. E, por fim, foram ajustadas equações de estimativa da temperatura de relva a partir da temperatura mínima de abrigo. Foram constatados gradientes médios de temperatura mínima entre o abrigo e a relva variando de 4,2 a 6,3°C nas regiões analisadas. A diferença média de temperatura medida no abrigo meteorológico e a relva para o Estado do Paraná foi de 5°C. O modelo probabilístico de distribuição Normal é o mais indicado para a determinação da probabilidade de ocorrência das diferenças entre a temperatura de abrigo e de relva para o Estado do Paraná. As condições de relevo e clima regionais influenciam na magnitude do gradiente de temperatura mínima medida no abrigo meteorológico e na relva.

Biomass of elephant grass and leucaena for bioenergy production / Biomassa de capim elefante e leucena para produção de bioenergia

The objective of this study was to evaluate the biomass production of elephant grass and leucaena in Paraná state, Brazil, for the generation of renewable energy. Two field studies were conducted in the municipality of Ibiporã (23 S, 51 01?W). In the first study, the dry matter accumulation curves were calculated, with sampling at 30, 60, 90, 120, and 180 days after cultivation. The second study was conducted in a randomized complete block design with split plots. The total aboveground biomass production of elephant grass and leucaena was estimated in the main plot. Cutting times of 60 and 120 days after cultivation were evaluated in the subplots. The productivity of dry matter (kg.ha-1) was estimated using the biomass data. In addition, the potential production of energy from the burning of elephant grass biomass, and the potential production of total aboveground biomass and energy of elephant grass (in Paraná) was estimated using an agrometeorological model. Elephant grass can be potentially used as an alternative energy source. Leucaena has slow initial growth, and it must therefore be evaluated over a longer period in order to determine its potential. Simulation analyses of the capability of power generation, conducted based on the annual dry matter production, revealed that elephant grass could be an important source of renewable energy in the state of Paraná.

O objetivo deste estudo foi avaliar a produção de biomassa de capim elefante e leucena no estado do Paraná visando à geração de energia. Foram conduzidos dois estudos de campo no município de Ibiporã, PR (23o S, 51o 01 W). No primeiro, determinaram-se as curvas de acúmulo de matéria seca da parte aérea com coletas aos 30, 60, 90, 120 e 180 dias após o plantio. No segundo, foi conduzido um experimento em blocos ao acaso, com parcelas subdivididas. Na parcela principal foi avaliada a produção total de biomassa da parte aérea de capim elefante e leucena. Nas subparcelas foram avaliadas as épocas de corte aos 60 e 120 dias de cultivo. Com os dados de biomassa determinaram-se a produtividade total de massa seca da parte aérea (kg/ha) e o potencial de produção de energia proveniente da queima da biomassa do capim elefante, e fez-se a estimativa da produção potencial de biomassa e energia de capim elefante no Paraná utilizando um modelo agrometeorológico. O capim elefante possui características que possibilitam a sua utilização como fonte alternativa de energia. A leucena possui crescimento inicial lento e, portanto, requer estudos por um período mais prolongado a fim de se determinar o seu potencial. As análises de simulação de potencialidade de geração de energia, em função da matéria seca produzida anualmente, mostraram que o capim elefante pode se constituir em uma importante...

Cold tolerance of forage plant species / Tolerância ao frio em espécies de forrageiras

The occurrence of frost in southern and southeastern Brazil affects pasture quality and limits the use of forage species with high yield potential. Therefore, elucidating the cold tolerance of individual forage species could facilitate the selection of species that will optimize production and animal feeding throughout the year. Accordingly, the aim of the present study was to evaluate the cold tolerance of forage species to low temperatures, based on cell membrane stability and photoinhibition. Alfalfa (Medicago sativa), sorghum (Sorghum bicolor), black oat (Avena strigosa), marandu grass (Urochloa brizantha), pearl millet (Pennisetum americanum), mombaça grass (Megathyrsus maximus), and bermuda grass ‘Tifton 85’ (Cynodon spp) plants were subjected to temperatures of 0.2, -0.9, -1.8, -2.7, -4.1, -4.6, and -6.2 °C for 1 h in a growth chamber. Cell membrane stability and photoinhibition were based on the electrical conductivity of leaf section solutions and chlorophyll fluorescence, respectively. Initial cold damage corresponded to a sudden increase in leaf solution conductivity and decrease in fluorescence. Millet and sorghum were able to tolerate exposure to temperatures as low as -2.7 °C, whereas black oat, marandu grass, alfafa, and mombaça grass were able to tolerate exposure to -4.1 °C, and bermuda grass ‘Tifton 85’ was able to withstand temperatures below -6.2 °C.

A ocorrência de geadas no Sudeste e Sul do Brasil afeta a qualidade das pastagens e limita o uso de espécies com elevado potencial produtivo. O conhecimento da tolerância das forrageiras ao estresse por baixa temperatura contribui para a seleção das melhores espécies a serem utilizadas, levando à otimização de sua produção e garantindo o pastejo dos animais o ano inteiro. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a tolerância de espécies forrageiras às temperaturas baixas pela estabilidade da membrana celular e fotoinibição após o estresse por frio. Foram analisadas as forrageiras: alfafa (Medicago sativa), sorgo (Sorghum bicolor), aveia-preta (Avena strigosa), capim-marandu (Urochloa brizantha), milheto (Pennisetum americanum), capim-mombaça (Megathyrsus maximus) e Tifton 85 (Cynodon spp). As plantas foram submetidas às temperaturas de 0,2; -0,9; -1,8; -2,7; -4,1; -4,6 e -6,2 °C, durante uma hora, no interior de câmara de crescimento com condições de luminosidade e temperatura controladas, e avaliadas por meio do teste de condutividade elétrica da solução de secções foliares e fluorescência. O início dos danos correspondeu a um aumento súbito na condutividade elétrica da solução e diminuição na fluorescência. A tolerância das espécies forrageiras ao frio foi até a temperatura -2,7°C para milheto e sorgo; -4,1°C para alfafa, aveia-preta, Marandu e Mombaça, e inferior a -6,2°C para o Tifton 85.

Temperature, thermal comfort, and animal ingestion behavior in a silvopastoral system / Temperatura, conforto térmico e comportamento ingestivo animal em sistema silvipastoril

Thermal discomfort is one of the main causes of production losses in animals fully exposed to solar radiation under extensive livestock farming. The inclusion of trees in this farming system is the most efficient strategy to decrease the temperature and increase animal productivity without the need to explore new areas. In this context, the objective of this study was to characterize the microclimate in a silvopastoral system (SPS), a refuge area, and an open pasture, and evaluate thermal comfort and the ingestive behavior of animals under shade. The study was conducted at the Agronomic Institute of Paraná (IAPAR), located in Ibiporã, Paraná state, Brazil, in three areas with distinct management systems: a SPS of Eucalyptus grandis with Tifton 85 (Cynodon spp.), a woodland of Leucena leucocephala that provided shade to cattle, and a pasture in full sun (PFS). Automatic meteorological stations were installed in the SPS (one station beside the tree lines and the other in an average distance perpendicular to the rows), one in the refuge area, and one in the PFS. The measured variables were air temperature and relative humidity. The mean temperatures of the shaded treatments were compared to those of the PFS using a t-test. The mean values of the temperature and humidity index (THI) were calculated for each season of the year. The animal ingestion behavior in the SPS was analyzed in three typical days in different seasons of the year. Significant differences were observed between shade treatments and full-sun pasture, with a temperature decrease ranging from 0.4 to 1.6 °C in the shaded systems. The comparison of animal thermal comfort between the study areas in different seasons of the year indicated that there were no significant differences in thermal comfort between the SPS and refuge area relative to the PFS, suggesting a need to monitor the animals’ body temperature to better estimate thermal comfort. The evaluation of the ingestive behavior evidenced the...

O desconforto térmico é uma das principais causas da queda produtiva da pecuária extensiva a pleno sol, sendo a inserção de árvores no sistema a alternativa mais eficiente para atenuar a temperatura e aumentar a produtividade sem a necessidade de explorar novas áreas. Nesse contexto, objetivou-se caracterizar o microclima em um sistema silvipastoril, uma área de refúgio e a pleno sol, além de estimar o conforto térmico e avaliar o comportamento ingestivo dos animais sob sombra. O estudo foi realizado na estação experimental do Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR), localizada em Ibiporã-PR, em três áreas com manejos distintos: um sistema silvipastoril, um bosque que serve como refúgio dos animais e uma pastagem a pleno sol. Foram instaladas estações meteorológicas automáticas no sistema silvipastoril, uma sob a sombra e outra na distância média perpendicular aos renques, na área de refúgio e no pasto a pleno sol. As variáveis medidas foram temperatura do ar e umidade relativa do ar. As temperaturas médias dos tratamentos arborizados foram comparadas com as do pasto a pleno sol por meio do test t. Valores médios de Temperatura e Índice de Umidade (ITU) foram calculados para cada estação do ano. Analisou-se o comportamento ingestivo animal no sistema silvipastoril em três dias representativos de diferentes estações do ano. Constatou-se diferenças significativas entre os tratamentos sombreados e a pastagem a pleno sol, com redução de temperatura variando entre 0,4 a 1,6 °C nos sistemas sombreados. Ao comparar o conforto térmico animal para as estações do ano, não verificou-se diferenças entre o sistema silvipastoril e refúgio em relação ao pleno sol, sendo indicado monitorar a temperatura corporal animal para melhor estimar sua condição de conforto térmico. Entretanto, ao avaliar o comportamento ingestivo animal evidenciou-se a preferência dos animais por realizar suas atividades sob a sombra das árvores; o sistema silvipastoril propiciou mudanças no seu...

Cercosporiose progression in the agroforestry consortium coffee-rubber trees / Progresso da cercosporiose em consórcio agroflorestal café-seringueira

Cercospora coffeicola is one of the primary diseases that affect coffee plants. Studies indicate that shaded coffee plants reduce the incidence of this disease and that the management of trees and coffee plants arrangement influence in the dissemination of cercospora. The objective of this study was to evaluate the incidence and severity of C. coffeicola at different distances from double rows of rubber trees (Hevea brasiliensis muell. arg.) at two different sunlight exposures (north and south). This study was conducted in Londrina, Parana, between 2008 and 2010, with adult plants of the IAPAR 59 cultivar (Coffea arabica L.) grown at a spacing of 2.5 m x 1.0 m. The distances between the double rows of rubber trees were 13, 16 and 22 m, compared to plants grown under full sun. The disease incidence was assessed monthly by using a non-destructive method. This analysis was conducted on coffee leaves from the third and fourth pairs of two plagiotropic branches, on eight plants per plot, with five replications. These data were used to calculate the area under the curve for the incidence of the brown eye spot. The highest disease incidence occurred in the coffee plants grown under full sun, whereas lowest disease occurred on plants located at up to two meters away from double rows of rubber trees. The incidence of Cercospora leaf spot increased with the distance from the double rows...

A Cercospora coffeicola é uma das principais doenças que afetam o cafeeiro. Estudos apontam que o cultivo de café arborizado reduz a incidência dessa doença, sendo que o manejo e a disposição das árvores e dos cafeeiros influenciam na disseminação da cercosporiose. O objetivo deste trabalho foi avaliar a incidência da C. coffeicola em diferentes distâncias de cafeeiros em relação a filas duplas de seringueira (Hevea brasiliensis Müell. Arg.), nas faces norte e sul de exposição solar. O estudo foi realizado em Londrina, PR, no período de 2008 a 2010, em cafeeiros adultos do cultivar IAPAR 59 (Coffea arabica L). As distâncias entre seringueira em filas duplas foram de 13, 16 e 22 m, comparadas com plantio a pleno sol. A avaliação da incidência da doença foi realizada por método não destrutivo, por meio da contagem de folhas doentes nas folhas do terceiro e quarto pares de dois ramos plagiotrópicos dos cafeeiros. Com base nesses dados calculou-se a área abaixo da curva de progresso da incidência da cercosporiose. A maior incidência da doença ocorreu nos cafeeiros cultivados a pleno sol. Os cafeeiros cultivados até dois metros distantes das seringueiras em filas duplas apresentaram menor incidência da doença. A incidência de cercosporiose do cafeeiro aumentou com o incremento da distância das plantas em relação às seringueiras em filas duplas. Os resultados demonstram que o...

Residual production of pineapple biomass under different levels of nitrogen and potassium in northwestern Paraná / Produção residual de biomassa de abacaxi sob diferentes níveis de nitrogênio e potássio na região noroeste do Paraná

Emphasis on studies that seek sustainable energy alternatives to oil has increased over the last few years. Ethanol derived from sugarcane remains a promising technology for biofuel production. Waste from pineapple culture remains is a potential alternative raw material for biofuel production. The goal of this study was to determine the potential of residual biomass production of a pineapple crop, subjected to fertilization by different levels of nitrogen and potassium. The experiment was conducted in Northwest Paraná, in a commercial area in Santa Isabel do Ivaí-PR. The climate in this area is subtropical humid according to the Kõppen classification, and has a sandy dystrophic red acrisol.The experimental design was a 4 × 4 factorial, where factor A:N doses (0; 11; 22; and 33 g per plant) and factor B:K2O doses (0; 11; 22; and 33 g per plant. The production of residual pineapple biomass responded differently to the N and K doses applied. Potassium fertilization had a positive linear correlation, up to the addition of 33 g plant-1 with a production of 5.88 Mg ha-1. A dose of 18.138 g plant-1 yielded in the maximum dry biomass production for nitrogen fertilization.

Nos últimos anos intensificou-se a ênfase em estudos e pesquisas na busca de energias alternativas sustentáveis em relação ao petróleo. O etanol proveniente dos restos culturais tornou-se uma tecnologia promissora para produção de biocombustíveis. Dentre os resíduos agrícolas, os restos culturais do abacaxizeiro destacam-se como matéria-prima alternativa para este propósito. O objetivo deste trabalho foi determinar o potencial de produção de biomassa residual de uma lavoura de abacaxi, submetida a diferentes níveis de adubação nitrogenada e potássica. O experimento foi realizado na região Noroeste do Paraná, em uma área comercial em Santa Isabel do Ivaí-PR, de clima subtropical úmido segundo a classificação de Kõppen, em um Argissolo Vermelho distrófico de textura arenosa. O delineamento experimental foi constituído em um fatorial 4x4, sendo o fator A: doses de N (0; 11; 22; e 33 g planta-1) e fator B: doses de K2O (0; 11; 22; e 33 g planta-1). A produção de biomassa residual de abacaxi apresentou respostas distintas às doses aplicadas de N e K na região noroeste do Paraná. A adubação potássica apresentou resposta linear crescente até 33 g planta-1 com produção de 5,88 Mg ha-1. Para a adubação nitrogenada a máxima produção de massa seca foi obtida com aplicação da dose de 18,138 g planta-1.