Production components of agroindustrial interest of sugarcane varieties under subsurface drip irrigation in semiarid conditions

The identification of promising commercial varieties for irrigated crops in semiarid conditions based on characters of interest to sugarcane agro-industries is important, considering the search for high sugarcane yields to obtain sustainable crops. Thus, the objective of this work was to evaluate production components of agroindustrial interest of different sugarcane varieties grown under subsurface drip irrigation in the Semiarid region of Brazil, during two crop cycles. A randomized block experimental design was used, in an 8×2 factorial arrangement (varieties and cycles) with three replications. The sugarcane juice quality, sugar yield, and culm yield were evaluated in each cycle. Gross sugar percentage, sugarcane culm yield, juice apparent sucrose content, and juice purity were affected by the crop cycles. Soluble solids content presented strong significant correlation with most variables of agroindustrial interest. The path coefficient analysis showed that juice apparent sucrose content was the explanatory character with higher direct effect on soluble solids and that this variable presented high indirect effects on most explanatory variables. The sugarcane varieties RB72454 and Q124 are recommended for production managements with drip irrigation under semiarid conditions. Soluble solids content can be used as an alternative for direct selection of varieties with higher sugar yields in different cycles.(AU)

Distribution, abundance and seasonality of scale insects in sugarcane crops in the state of São Paulo / Distribuição, abundância e sazonalidade de cochonilhas em culturas de cana-de-açúcar no estado de São Paulo

Abstract In the state of São Paulo, the main sugarcane producing region of the world, two species of scale insects have frequently occurred, Aclerda takahashii (Kuwana, 1932) (Hemiptera: Aclerdidae) and Saccharicoccus sacchari (Cockerell, 1895) (Hemiptera: Pseudococcidae). To map the distribution and abundance of these species, 17 sugarcane producing fields, distributed in six mesoregions in São Paulo, were evaluated in August 2017 and, January, February, June and July 2018 during the ripening phase. The study on the seasonality of these species, by the presence or absence of the scale insects during the phenological cycle of the plant, was conducted between August 2017 and July 2018 in two sugarcane producing fields in the municipality of Jaboticabal, São Paulo, Brazil. The presence of S. sacchari was found in all the analyzed locations, and A. takahashii in twelve. Both scale insects showed significant difference of infestation in the node's region of the stems during the ripening phase in one of the studied locations. The aclerdid presented significant difference by infestation in one site during the ripening phase of the plant. The pseudococcid infested a greater number of nodes in the following phases of development; vegetative, grand growth and ripening in both studied areas, but it was in one site during the ripening phase that presented the greatest difference. Although the pink sugarcane mealybug was more abundant than A. takahashii in both studies, there were no patterns of relationships between the numbers of individuals to geographical locations and temperature.

Resumo No estado de São Paulo, principal região produtora de cana-de-açúcar do mundo, duas espécies de cochonilhas têm ocorrido frequentemente, Aclerda takahashii (Kuwana, 1932) (Hemiptera: Aclerdidae) e Saccharicoccus sacchari (Cockerell, 1895) (Hemiptera: Pseudococcidae). Para mapear a distribuição e abundância destas espécies, 17 regiões produtoras de cana-de-açúcar, distribuídas em seis mesorregiões de São Paulo, foram avaliadas em agosto de 2017 e janeiro, fevereiro, junho e julho de 2018, durante a fase de maturação. O estudo da sazonalidade destas espécies, pela presença ou ausência das cochonilhas durante o ciclo fenológico da planta, foi conduzido entre agosto de 2017 e julho de 2018 em duas regiões produtoras de cana-de-açúcar no município de Jaboticabal, São Paulo, Brasil. Saccharicoccus sacchari foi encontrada em todas as localidades analisadas, e A. takahashii em 12. Ambas cochonilhas mostraram diferença significativa de infestação na região dos nós dos colmos durante a fase de maturação em uma das localidades estudadas. O aclerdídeo apresentou diferença significativa pela infestação em uma localidade durante a fase de maturação da planta. O pseudococcídeo infestou um grande número de nós nas seguintes fases de desenvolvimento; perfilhamento, crescimento vegetativo e maturação em ambas áreas estudadas, mas foi em uma localidade durante a fase de maturação que apresentou a maior diferença. Embora a cochonilha rosada da cana-de-açúcar foi mais abundante do que A. takahashii em ambos estudos, não houve padrões de relações entre o número de indivíduos com a localização geográfica e temperatura.

Estimating the relationship of sugarcane borer larvae and crop damage based on adult captures and climate variables

ABSTRACT: Sugarcane borer Diatraea saccharalis (F.) is the primary sugarcane pest in Brazil. To estimate the relationship between larvae in sugarcane stalks and captures of male adults of D. saccharalis, we collected samples weekly: (1) adults with one delta trap with three virgin females and three female pupae and (2) larvae in 120 stalks per plot of 12.6 hectares (355 × 355 m). The study was conducted in two sites with five plots each, in the municipalities of Nova Ponte and Tupaciguara, Minas Gerais State, Brazil, from July 2016 to May 2017. Relationships between (1) males trapped per week and the number of larvae outside of stalks (LOS) were estimated and (2) we evaluated climate variables, namely average temperature, average relative air humidity, hours with relative air humidity below 30 %, rainfall and number of rainy days, and adults and larvae of D. saccharalis. We obtained generalized linear models for LOS in autumn and for larvae inside the stalks (LIS) in spring and autumn and trapped males in both sites. A significant and direct relationship between LIS and males trapped allows predicting larvae density based on captures of males. In addition, plant damage can be estimated based on accumulated captures of males. There was a negative relationship between hours of air humidity < 30 % and larvae outside of stalks. Densities of LIS can be estimated from male captures and by the humidity variables in the trapping week. Nevertheless, the models require validation in the field.

Biomass sorghum silages with sugarcane / Silagem de sorgo biomassa com cana-de-açúcar / Ensilaje de sorgo biomasa con caña de azúcar

The storage of forage to be offered at different times of the year are viable alternatives for all production systems, and sorghum biomass has been highlighted for this purpose. As preservedforage, it was hypothesized that sugarcane can contribute to the fermentation process. Theobjective was to evaluate the inclusion of different levels of sugarcane (0, 20, 40 and60%) inthe silage of three biomass sorghum genotypes (B012, B017 and B018). The material wasensiled using PVC silos and after 60 days the silos were opened and the contents of drymatter, mineral matter, organic matter, crude protein, neutral detergent fiber, acid detergent fiber, hemicellulose, lignin, and hydrogen potential were determined. The experiment wasconducted in a completely randomized design, in a factorial scheme with four replications. The data were analyzed through the analysis of variance followed by multiple comparisonbyTukey's test (α < 0.05) and linear regression. The biomass sorghum genotypes respondedsatisfactorily to the fermentation process, resulting in quality silages. However, the inclusionof sugarcane did not improve the quality of the silages, and its inclusion in the silage of thegenotypes evaluated is not recommended.(AU)

O armazenamento de forragem a ser ofertada em diferentes épocas do ano são alternativasviáveis para todos os sistemas de produção, e a biomassa de sorgo tem se destacado paraestefim. Como forragem preservada, levantou-se a hipótese de que a cana-de-açúcar podecontribuir para o processo de fermentação. O objetivo foi avaliar a inclusão de diferentesníveis de cana-de-açúcar (0, 20, 40 e 60%) na silagem de três genótipos de sorgo biomassa(B012, B017 e B018). O material foi ensilado em silos de PVC e após 60 dias foramabertosedeterminados os teores de matéria seca, matéria mineral, matéria orgânica, proteína bruta, fibra em detergente neutro, fibra em detergente ácido, hemicelulose, lignina e potencial dehidrogênio. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado, emesquema fatorial com quatro repetições. Os dados foram analisados por meio da análisedevariância seguida de comparação múltipla pelo teste de Tukey (α < 0,05) e regressãolinear. Os genótipos de sorgo biomassa responderam satisfatoriamente ao processo de fermentação, resultando em silagens de qualidade. No entanto, a inclusão da cana-de-açúcar não melhoroua qualidade das silagens, não sendo recomendada sua inclusão na silagemdos genótipos avaliados.(AU)

Los acopios de forrajes para ser ofrecidos en diferentes épocas del año son alternativas viablespara todos los sistemas de producción, y para ello se ha destacado la biomasa de sorgo. Comoforraje conservado, se planteó la hipótesis de que la caña de azúcar puede contribuir al proceso de fermentación. El objetivo fue evaluar la inclusión de diferentes niveles de cañadeazúcar (0, 20, 40 y 60%) en el ensilaje de tres genotipos de sorgo de biomasa (B012, B017yB018). El material se ensiló en silos de PVC y después de 60 días se abrieron los silos ysedeterminaron los contenidos de materia seca, materia mineral, materia orgánica, proteínacruda, fibra detergente neutro, fibra detergente ácido, hemicelulosa, lignina y potencial dehidrógeno. El experimento se condujo en un diseño completamente al azar, en un esquemafactorial con cuatro repeticiones. Los datos fueron analizados a través del análisis de varianzaseguido de comparación múltiple por la prueba de Tukey (α < 0,05) y regresión lineal. Losgenotipos de sorgo de biomasa respondieron satisfactoriamente al proceso de fermentación, dando como resultado ensilajes de calidad. Sin embargo, la inclusión de caña de azúcar nomejoró la calidad de los ensilajes, por lo que no se recomienda su inclusión en los ensilajesdelos genotipos evaluados.(AU)

Expression analysis of transcription factors in sugarcane during cold stress / Análise de expressão de fatores de transcrição em cana-de-açúcar sob estresse por frio

Abstract Transcription factors (TF) are a wide class of genes in plants, and these can regulate the expression of other genes in response to various environmental stresses (biotic and abiotic). In the current study, transcription factor activity in sugarcane was examined during cold stress. Initially, RNA transcript reads of two sugarcane cultivars (ROC22 and GT08-1108) under cold stress were downloaded from SRA NCBI database. The reads were aligned into a reference genome and the differential expression analyses were performed with the R/Bioconductor edgeR package. Based on our analyses in the ROC22 cultivar, 963 TF genes were significantly upregulated under cold stress among a total of 5649 upregulated genes, while 293 TF genes were downregulated among a total of 3,289 downregulated genes. In the GT08-1108 cultivar, 974 TF genes were identified among 5,649 upregulated genes and 283 TF genes were found among 3,289 downregulated genes. Most transcription factors were annotated with GO categories related to protein binding, transcription factor binding, DNA-sequence-specific binding, transcription factor complex, transcription factor activity in RNA polymerase II, the activity of nucleic acid binding transcription factor, transcription corepressor activity, sequence-specific regulatory region, the activity of transcription factor of RNA polymerase II, transcription factor cofactor activity, transcription factor activity from plastid promoter, transcription factor activity from RNA polymerase I promoter, polymerase II and RNA polymerase III. The findings of above results will help to identify differentially expressed transcription factors during cold stress. It also provides a comprehensive analysis of the regulation of the transcription activity of many genes. Therefore, this study provides the molecular basis for improving cold tolerance in sugarcane and other economically important grasses.

Resumo Fatores de transcrição (FT) são uma ampla classe de genes em plantas e podem regular a expressão de outros genes em resposta a vários estresses ambientais (estresses bióticos e abióticos). No presente estudo, a atividade do fator de transcrição na cana-de-açúcar foi examinada durante o estresse pelo frio. Inicialmente, as leituras de transcrição de RNA de duas cultivares de cana-de-açúcar (ROC22 e GT08-1108) sob estresse frio foram baixadas do banco de dados SRA NCBI. As leituras foram alinhadas em um genoma de referência e as análises de expressão diferencial foram realizadas com o pacote R / Bioconductor edgeR. Com base em nossas análises no cultivar ROC22, 963 genes TF foram significativamente regulados positivamente sob estresse pelo frio entre um total de 5.649 genes regulados positivamente, enquanto 293 genes TF foram regulados negativamente entre um total de 3.289 genes regulados negativamente. No cultivar GT08-1108, 974 genes TF foram identificados entre 5.649 genes regulados positivamente e 283 genes TF foram encontrados entre 3.289 genes regulados negativamente. Os fatores de transcrição, em sua maioria, foram anotados com categorias GO relacionadas à ligação de proteína, ligação de fator de transcrição, ligação específica de sequência de DNA, complexo de fator de transcrição, atividade de fator de transcrição em RNA polimerase II, atividade de fator de transcrição de ligação de ácido nucleico, atividade de corepressor de transcrição, sequência específica da região reguladora, atividade do fator de transcrição da RNA polimerase II, atividade do cofator do fator de transcrição, atividade do fator de transcrição do promotor do plastídio, atividade do fator de transcrição do promotor da RNA polimerase I, polimerase II e RNA polimerase III. As descobertas dos resultados acima ajudarão a identificar fatores de transcrição expressos diferencialmente durante o estresse pelo frio. Ele também fornece uma análise abrangente da regulação da atividade de transcrição de muitos genes. Portanto, este estudo fornece base molecular para melhorar a tolerância ao frio em cana-de-açúcar e outras gramíneas economicamente importantes.

Filter cake increases sugarcane yield / A torta de filtro aumenta a produtividade da cana-de-açúcar

Sugarcane cultivation stands out in Brazilian agribusiness, covering more than eight million hectares for the production of sugar, ethanol, and by-products. Fertilization is one of the limiting factors in sugarcane yield, for which filter cake is a viable solution to meet plant nutritional needs. This study aimed to assess the effect of enriched filter cake on gas exchange and yield in RB041443 sugarcane, cultivated in soils of the coastal tablelands of Paraíba, Brazil. The experiment was conducted in the Monte Alegre S/A sugarcane mill, in the municipality of Mamanguape, using a randomized blocks experimental design, with 12 treatments (T1- cake, T2- cake + MAP, T3- cake + gypsum, T4 - cake + phosphate, T5- cake + bagasse, T6- cake + MAP + gypsum, T7- cake + MAP + phosphate, T8- cake + MAP + bagasse, T9- cake + gypsum + phosphate, T10- cake + gypsum + bagasse, T11- cake + phosphate + bagasse, and T12- control (only MAP)), and 4 replications, totaling 48 plots. A significant effect (5% probability) was also observed for the variables number of leaves and tons of stem per hectare (TSH). T1- cake, T4- cake + phosphate, T6- cake + MAP + gypsum and T10- cake + gypsum + bagasse, had the best results for TSH, with yields greater than 140 t ha-1. Regarding stomatal conductance, the highest values were obtained in T6 and T8, which, together with T11, had the highest gs values. Concerning the internal carbon concentration, T1, T2, T6, and T8 stood out. T6 also had a significant effect on transpiration. From this study, it was concluded that the use of enriched filter cake as a base fertilizer in sugarcane culture contributes to increasing the yield of the RB041443 variety, generating positive responses for plant gas exchange, being T1 and T10 indicated to increase the production in the sugar-energy sector.

A cultura da cana-de-açúcar ocupa uma posição de destaque para o agronegócio brasileiro, abrangendo mais de oito milhões de hectares na produção de açúcar, etanol e subprodutos. Um dos fatores limitantes na produtividade da cana-de-açúcar é a questão da adubação, sendo a torta de filtro uma solução viável para suprir as necessidades nutricionais da planta. Com esse estudo, objetivou-se avaliar o efeito do uso da torta de filtro enriquecida sob as trocas gasosas e produtividade da variedade de cana-de-açúcar RB041443 cultivada em solos dos tabuleiros costeiros da Paraíba. O experimento foi conduzido na Usina Monte Alegre S/A, no município de Mamanguape-PB, utilizando o delineamento experimental em blocos casualizados com 12 tratamentos (T1- Torta, T2- Torta + MAP, T3- Torta + Gesso, T4 - Torta + Fosfato, T5- Torta + Bagaço, T6- Torta + MAP + Gesso, T7- Torta + MAP + Fosfato, T8- Torta + MAP + Bagaço, T9- Torta + Gesso + Fosfato, T10- Torta + Gesso + Bagaço, T11 - Torta + Fosfato + Bagaço, e T12 - Testemunha (Apenas MAP)), 4 repetições, totalizando 48 parcelas. Efeito significativo a 5% também foi observado para a variável número de folhas e tonelada de colmo por hectare. Para a variável TCH, os melhores resultados foram obtidos nos tratamentos T1- Torta, T4-Torta + Fosfato, T6- Torta + MAP + Gesso e T10- Torta + Gesso + Bagaço, com produtividades superiores a 140 t ha-1. Para a condutância estomática, resultados superiores foram obtidos no T6 e T8, que, junto ao T11, agruparam-se com os maiores valores de gs. Em relação a concentração interna de carbono, destacaram-se os tratamentos T1, T2, T6 e T8. Para a variável transpiração, o T6 apresentou influência significativa da torta de filtro. Com o referido estudo, concluiu-se que a utilização da torta de filtro enriquecida como adubação de fundação na cultura da cana-de-açúcar possibilita aumento no rendimento produtivo da variedade RB 041443, bem como respostas positivas para as trocas gasosas da planta, sendo os tratamentos T1 e T10 indicados para aumentar a produção do setor sucroenergético.

Composição de cana-de-açúcar para alimentação animal em função da aplicação de bactérias diazotróficas / Composition of sugarcane for animal feeding with the application of diazotrophic bacteria

A cana-de-açúcar pode ser empregada na alimentação animal devido ao seu alto rendimento de matéria seca. No entanto, há muitas recomendações para evitar o emprego como alimento para animais de bom potencial genético, pois apresenta baixo teor proteico e de minerais, bem como e fibra de baixa qualidade. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da aplicação de uma mistura de cinco bactérias diazotróficas (Gluconacetobacter diazotrophicus; Herbaspirillum seropedicae; Herbaspirillum rubrisubalbicans; Paraburkholderia tropica; Nitrospirillum amazonense) e da adubação nitrogenada sobre a produção, maturação e composição químico-bromatológica de cinco variedades de cana-de-açúcar com potencial para serem empregadas na alimentação animal. Os tratamentos foram formados conforme a combinação dos cinco genótipos de cana-de-açúcar (RB867515, RB966928, RB106814, RB106818 e RB106819) com quatro condições de inoculação e adubação nitrogenada em cobertura. Os teores de sólidos solúveis totais foram determinados dos 180 dias após o transplante até a colheita do experimento, onde foi avaliada a produtividade e a amostragem de material foi coletada para as avaliações químico-bromatológicas: matéria seca, nitrogênio acumulado, proteína bruta, fibra em detergente neutro, fibra em detergente ácido, holocelulose, celulose, hemicelulose, lignina, extrativos totais e cinzas. De acordo com os resultados deste estudo, conclui-se que a aplicação de bactérias diazotróficas de forma isolada ou em conjunto com a adubação nitrogenada, aumenta a produtividade e os sólidos solúveis totais, antecipando a maturação, além de melhorar a composição químico-bromatológica das plantas de cana-de-açúcar.

Sugarcane can be used in animal feed due to its high dry matter yield. However, there are many recommendations to avoid its use as food for animals with good genetic potential, since it has a low contents of protein and minerals, as well as fiber of low quality. Therefore, this work aimed to evaluate the effects of applying a mixture of five diazotrophic bacteria (Gluconacetobacter diazotrophicus; Herbaspirillum seropedicae; Herbaspirillum rubrisubalbicans; Paraburkholderia tropica; Nitrospirillum amazonense) and nitrogen fertilization on the production, maturation, and chemical-bromatological composition of five sugarcane varieties with potential to be used in animal feed. The treatments were formed according to the combination of the five sugarcane genotypes (RB867515, RB966928, RB106814, RB106818, and RB106819) with four conditions of inoculation and nitrogen fertilization in coverage. The levels of total soluble solids were determined from 180 days after transplantation until the harvest of the experiment, where productivity was evaluated and the sample material was collected for chemical-bromatological evaluations: dry matter, accumulated nitrogen, crude protein, neutral detergent fiber, acid detergent fiber, holocellulose, cellulose, hemicellulose, lignin, total extracts, and ashes. According to the results of the present study, it is concluded that the application of diazotrophic bacteria alone or in conjunction with nitrogen fertilization, increases productivity and total soluble solids, anticipating maturation, in addition to improving the chemical-bromatological composition of sugarcane plants.

Soil insects associated with sugarcane crop in Mato Grosso do Sul, Brazil / Insetos de solo associados à cultura de cana-de-açúcar em Mato Grosso do Sul, Brasil

Pest insects are one of the major factors affecting the productivity of sugarcane, and especially those associated with the soil, which damage the crop if not controlled. There is little information on the insect associated with the soil in the sugarcane crop in the state of Mato Grosso do Sul, Brazil. This study evaluated the occurrence, abundance and population variation of soil-associated insects in sugarcane crops in four counties in the state of Mato Grosso do Sul during a period from September 2009 to August 2010. For the capture of insects, deep in the soil trenches were (50 x 50 x 30 width x length x depth). It was observed that county of Maracaju has a high incidence of soil insects in sugarcane crop. Specimens of the family Scarabaeidae are abundant in sugarcane fields of the state of Mato Grosso do Sul, being Liogenys suturalis the predominant species. Soil insects of the Chrysomelidae family were found with greater abundance in Dourados and Naviraí while Noctuidae, represented only by the Hyponeuma taltula, occurred mainly in Dourados. Insects of the family Termitidae occur in sugarcane fields in the counties of Maracaju and Naviraí but not in Nova Alvorada do Sul and Dourados. Sphenophorus levis and Metamasius hemipterus were alsoreported in the sugarcane fields from Maracaju, being the occurrence these species the first record in the Mato Grosso do Sul State. The determined occurrence of different soil insects in the sugarcane fields may help in their management in the four counties studied.

Os insetos-praga são um dos principais fatores que afetam a produtividade da cana-de-açúcar e, principalmente, aqueles associados ao solo, que prejudicam a cultura se não forem controlados. Existem poucas informações sobre a fauna de insetos associada ao solo na cultura da cana-de-açúcar no estado de Mato Grosso do Sul (MS), Brasil. O objetivo deste estudo foi avaliar a ocorrência, abundância e variação populacional de insetos associados ao solo em lavouras de cana-de-açúcar em quatro municípios do estado de Mato Grosso do Sul durante o período de setembro de 2009 a agosto de 2010. Para a captura de insetos, foram feitas trincheiras (50 cm x 50 cm x 30 cm - largura x comprimento x profundidade) no solo. Observou-se que o município de Maracaju apresenta alta incidência de insetos de solo na cultura da cana-de-açúcar. Exemplares da família Scarabaeidae são abundantes nos canaviais do MS, sendo Liogenys suturalis a espécie predominante. Insetos de solo da família Chrysomelidae foram encontrados com maior abundância em Dourados e Naviraí enquanto Noctuidae, representado apenas por Hyponeuma taltula, ocorreu principalmente em Dourados. Insetos da família Termitidae ocorrem em canaviais nos municípios de Maracaju e Naviraí, mas não em Nova Alvorada do Sul e Dourados. Sphenophorus levis e Metamasius hemipterus (Coleoptera: Curculionidae) também foram encontrados nos canaviais de Maracaju, sendo a ocorrência dessas espécies o primeiro registro no MS. A ocorrência determinada de diferentes insetos de solo nos canaviais auxiliará o manejo nos quatro municípios estudados.

Expression analysis of transcription factors in sugarcane during cold stress / Análise de expressão de fatores de transcrição em cana-de-açúcar sob estresse por frio

Transcription factors (TF) are a wide class of genes in plants, and these can regulate the expression of other genes in response to various environmental stresses (biotic and abiotic). In the current study, transcription factor activity in sugarcane was examined during cold stress. Initially, RNA transcript reads of two sugarcane cultivars (ROC22 and GT08-1108) under cold stress were downloaded from SRA NCBI database. The reads were aligned into a reference genome and the differential expression analyses were performed with the R/Bioconductor edgeR package. Based on our analyses in the ROC22 cultivar, 963 TF genes were significantly upregulated under cold stress among a total of 5649 upregulated genes, while 293 TF genes were downregulated among a total of 3,289 downregulated genes. In the GT08-1108 cultivar, 974 TF genes were identified among 5,649 upregulated genes and 283 TF genes were found among 3,289 downregulated genes. Most transcription factors were annotated with GO categories related to protein binding, transcription factor binding, DNA-sequence-specific binding, transcription factor complex, transcription factor activity in RNA polymerase II, the activity of nucleic acid binding transcription factor, transcription corepressor activity, sequence-specific regulatory region, the activity of transcription factor of RNA polymerase II, transcription factor cofactor activity, transcription factor activity from plastid promoter, transcription factor activity from RNA polymerase I promoter, polymerase II and RNA polymerase III. The findings of above results will help to identify differentially expressed transcription factors during cold stress. It also provides a comprehensive analysis of the regulation of the transcription activity of many genes. Therefore, this study provides the molecular basis for improving cold tolerance in sugarcane and other economically important grasses.

Fatores de transcrição (FT) são uma ampla classe de genes em plantas e podem regular a expressão de outros genes em resposta a vários estresses ambientais (estresses bióticos e abióticos). No presente estudo, a atividade do fator de transcrição na cana-de-açúcar foi examinada durante o estresse pelo frio. Inicialmente, as leituras de transcrição de RNA de duas cultivares de cana-de-açúcar (ROC22 e GT08-1108) sob estresse frio foram baixadas do banco de dados SRA NCBI. As leituras foram alinhadas em um genoma de referência e as análises de expressão diferencial foram realizadas com o pacote R / Bioconductor edgeR. Com base em nossas análises no cultivar ROC22, 963 genes TF foram significativamente regulados positivamente sob estresse pelo frio entre um total de 5.649 genes regulados positivamente, enquanto 293 genes TF foram regulados negativamente entre um total de 3.289 genes regulados negativamente. No cultivar GT08-1108, 974 genes TF foram identificados entre 5.649 genes regulados positivamente e 283 genes TF foram encontrados entre 3.289 genes regulados negativamente. Os fatores de transcrição, em sua maioria, foram anotados com categorias GO relacionadas à ligação de proteína, ligação de fator de transcrição, ligação específica de sequência de DNA, complexo de fator de transcrição, atividade de fator de transcrição em RNA polimerase II, atividade de fator de transcrição de ligação de ácido nucleico, atividade de corepressor de transcrição, sequência específica da região reguladora, atividade do fator de transcrição da RNA polimerase II, atividade do cofator do fator de transcrição, atividade do fator de transcrição do promotor do plastídio, atividade do fator de transcrição do promotor da RNA polimerase I, polimerase II e RNA polimerase III. As descobertas dos resultados acima ajudarão a identificar fatores de transcrição expressos diferencialmente durante o estresse pelo frio. Ele também fornece uma análise abrangente da regulação da atividade [...].

Expression analysis of transcription factors in sugarcane during cold stress / Análise de expressão de fatores de transcrição em cana-de-açúcar sob estresse por frio

Transcription factors (TF) are a wide class of genes in plants, and these can regulate the expression of other genes in response to various environmental stresses (biotic and abiotic). In the current study, transcription factor activity in sugarcane was examined during cold stress. Initially, RNA transcript reads of two sugarcane cultivars (ROC22 and GT08-1108) under cold stress were downloaded from SRA NCBI database. The reads were aligned into a reference genome and the differential expression analyses were performed with the R/Bioconductor edgeR package. Based on our analyses in the ROC22 cultivar, 963 TF genes were significantly upregulated under cold stress among a total of 5649 upregulated genes, while 293 TF genes were downregulated among a total of 3,289 downregulated genes. In the GT08-1108 cultivar, 974 TF genes were identified among 5,649 upregulated genes and 283 TF genes were found among 3,289 downregulated genes. Most transcription factors were annotated with GO categories related to protein binding, transcription factor binding, DNA-sequence-specific binding, transcription factor complex, transcription factor activity in RNA polymerase II, the activity of nucleic acid binding transcription factor, transcription corepressor activity, sequence-specific regulatory region, the activity of transcription factor of RNA polymerase II, transcription factor cofactor activity, transcription factor activity from plastid promoter, transcription factor activity from RNA polymerase I promoter, polymerase II and RNA polymerase III. The findings of above results will help to identify differentially expressed transcription factors during cold stress. It also provides a comprehensive analysis of the regulation of the transcription activity of many genes. Therefore, this study provides the molecular basis for improving cold tolerance in sugarcane and other economically important grasses.(AU)

Fatores de transcrição (FT) são uma ampla classe de genes em plantas e podem regular a expressão de outros genes em resposta a vários estresses ambientais (estresses bióticos e abióticos). No presente estudo, a atividade do fator de transcrição na cana-de-açúcar foi examinada durante o estresse pelo frio. Inicialmente, as leituras de transcrição de RNA de duas cultivares de cana-de-açúcar (ROC22 e GT08-1108) sob estresse frio foram baixadas do banco de dados SRA NCBI. As leituras foram alinhadas em um genoma de referência e as análises de expressão diferencial foram realizadas com o pacote R / Bioconductor edgeR. Com base em nossas análises no cultivar ROC22, 963 genes TF foram significativamente regulados positivamente sob estresse pelo frio entre um total de 5.649 genes regulados positivamente, enquanto 293 genes TF foram regulados negativamente entre um total de 3.289 genes regulados negativamente. No cultivar GT08-1108, 974 genes TF foram identificados entre 5.649 genes regulados positivamente e 283 genes TF foram encontrados entre 3.289 genes regulados negativamente. Os fatores de transcrição, em sua maioria, foram anotados com categorias GO relacionadas à ligação de proteína, ligação de fator de transcrição, ligação específica de sequência de DNA, complexo de fator de transcrição, atividade de fator de transcrição em RNA polimerase II, atividade de fator de transcrição de ligação de ácido nucleico, atividade de corepressor de transcrição, sequência específica da região reguladora, atividade do fator de transcrição da RNA polimerase II, atividade do cofator do fator de transcrição, atividade do fator de transcrição do promotor do plastídio, atividade do fator de transcrição do promotor da RNA polimerase I, polimerase II e RNA polimerase III. As descobertas dos resultados acima ajudarão a identificar fatores de transcrição expressos diferencialmente durante o estresse pelo frio. Ele também fornece uma análise abrangente da regulação da atividade [...].(AU)

Monitoring performance indicators of mechanized agricultural operations through a systemic method

Key performance indicators (KPI) are essential to decision-making in an organization, but the approach to analysis and composition used in the formulation of the KPIs can lead to errors. Analysis based only on averages does not allow for discriminating between variations that are natural to the process or special cases which require investigation. The use of control charts can identify this differentiation. However, when several charts are presented encompassing different measurement units and scales, systemic interpretation can be impaired. To assist in this interpretation, this research study aimed at proposing a method to facilitate the analysis of control charts when multiple indicators are employed in the monitoring of agricultural operations. Based on the data obtained over 26 weeks from a mechanized sugarcane (Saccharum officinarum L.) harvesting front, six indicators were defined and analyzed through individual control charts and, systemically, through a standardized group control chart. Results show that the points identified as being outside the control zone (special causes of variation) according to the standardized group control chart were the same as those identified by the six individual charts, which demonstrates the potential of this method to summarize the information with no loss of quality of analysis.

Irrigated sugarcane crops improve the quality of soil organic carbon over time / O cultivo da cana-de-açúcar irrigada melhora a qualidade do carbono orgânico do solo ao longo do tempo

The substitution of native vegetation in agricultural systems can cause several changes in the chemical and physical soil attributes, and in the dynamics of soil organic carbon. This study aimed to evaluate changes in soil physical attributes and carbon stock in soil organic matter fractions in irrigated sugarcane crops, as a function of land use and straw management practices over time, in the North of Minas Gerais State, Brazil. Four sugarcane fields with different ages and management systems were studied: Cane 6, Cane 7, Cane 8, and Cane 10. The data obtained were compared with a native vegetation area located near the sugarcane fields, and used as reference for unmanaged soil. In each system, soil samples were collected in the 0-10, 10-20, and 20-30 cm depth layers, to determine the physical attributes, the total organic carbon, and the physical fractions of the soil organic matter. We found that the sugarcane management with the maintenance of a part of the straw on the soil surface contributes to the preservation of the soil structure and the most stable fractions of organic carbon over time. However, in the regions with high annual mean temperature and in the irrigated systems, the soil tillage for the renewal of the sugarcane fields significantly decreases the total soil organic carbono.(AU)

A substituição de áreas de vegetação nativa em áreas agrícolas pode causar diversas alterações nos atributos químicos e físicos e na dinâmica do carbono orgânico do solo. Este estudo teve como objetivo avaliar mudanças nos atributos físicos e no estoque de carbono nas frações de matéria orgânica do solo em canaviais irrigados, em função do uso da terra e das práticas de manejo da palhada, no Norte do Estado de Minas Gerais. Foram estudados quatro canaviais com diferentes idades e sistemas de manejo: Cana 6, Cana 7, Cana 8 e Cana 10. Os dados obtidos foram comparados com os do solo de área de vegetação nativa, próxima aos canaviais, como referência de solo não manejado. Em cada uma das áreas foram coletadas amostras de solo nas camadas de 0-10, 10-20, and 20-30 cm de profundidade, para a determinação dos atributos físicos, carbono orgânico total e fracionamento físico da matéria orgânica do solo. De acordo com os resultados obtidos, o manejo dos canaviais com a manutenção de parte da palha na superfície do solo contribui para a preservação da estrutura do solo e das frações mais estáveis do carbono orgânico ao longo do tempo. Porém, em regiões de alta temperatura média anual e em sistemas irrigados, o preparo do solo para a renovação dos canaviais diminui significativamente o carbono orgânico total do solo.(AU)

First record of Plectris aliena Chapin, 1934 (Coleoptera: Melolonthidae) as a potential sugarcane pest in Brazil

Plectris alienaChapin, 1934, a white grub that promotes serious damage to a variety of crops in North America and Australia, has been reported for the first time in Brazil. Larvae and adults of P. aliena were recorded in sugarcane crops in the state of Mato Grosso do Sul, sampled by trenches in the soil with light traps, respectively, during 2012 and 2013. Root consumption was also determined for the first, second and third instar larvae. The species is univoltine; adults were found mainly in Aug and the peak of third instar larval density was in Apr in all fields sampled. Pupae and adults of P. aliena were observed in the soil profile at depths of up to 60 and 80 cm, respectively. Larvae of P. aliena of the second and third instar consumed the primary and secondary roots of sugarcane, causing serious damage. Third instar larvae consumed 916 mg of root fresh matter, representing 72 % of the sugarcane root system. These results assist in furthering the understanding of its larval dynamics in the soil and provide support for Integrated Pest Management.

Can Trichogramma atopovirilia Oatman & Platner replaces Trichogramma galloi Zucchi for Diatraea saccharalis (Fabricius) control?

Studies on aggressiveness of parasitoids, as assessed by their parasitism against pests, used in biological-control programs are highly important to select the most suitable species and/or strain to control insect pests. The present study investigated whether the egg parasitoid Trichogramma galloi Zucchi, an efficient control agent for sugarcane borer Diatraea saccharalis (Fabricius) in Brazil, could be replaced by Trichogramma atopovirilia Oatman & Platner, a parasitoid easier to mass-produce, since it has been found parasitizing D. saccharalis eggs in the warmest region of Brazil and Argentina. Three strains of the genus Trichogramma were compared: T. atopovirilia (ATP strain) reared on a factitious host Anagasta kuehniella (Zeller); T. atopovirilia isoline ATP-I, reared on D. saccharalis eggs for six generations; and T. galloi, reared on A. kuehniella eggs. We measured parasitism of each strain for 72 h and for the entire life span, parasitism rate per cluster of D. saccharalis eggs, number of parasitoids emerged (parasitism viability), and parasitoid life span. The results confirmed that T. galloi is the best species for D. saccharalis control, showing higher control potential, since parasitism and emergence rate were higher for this species. Although T. atopovirilia ATP-I performed reliably in all parameters, T. galloi exceeded and was the most indicated for mass-rearing in control programs for sugarcane borer.

Changes in soil temperature and moisture due to sugarcane straw removal in central-southern Brazil

Crop residues left in the field cover and protect the soil surface, and regulate key processes and functions, such as gas and water exchanges. However, the Brazilian sugarcane (Saccharum officinarum L.) sector has begun to use straw as feedstock to produce bioenergy. We conducted a field study to evaluate the effects of sugarcane straw removal in soil temperature and moisture changes at three sites (with different soil textures: Site 1 - clayey Oxisol, Site 2 - medium texture Oxisol, and Site 3 - sandy Ultisol) in the state of São Paulo, Brazil. The experimental design was randomized blocks with four rates of straw removal: i) no removal (NR); ii) moderate removal (MR); iii) substantial removal (SR), and iv) total removal (TR). Soil temperature was measured by sensors in the 0- to 5- and 5- to 10-cm soil layers. Undisturbed soil samples were collected from the 0- to 20- and 20- to 40-cm layers to determine soil moisture. Intensive straw removal (HR and TR) increased the soil temperature between 2 and 3 °C and the thermal amplitude between 5 and 9 °C in the 0- to 5-cm layer, compared to MR and NR. Soil moisture decreased between 0.03 and 0.07 g g-¹ in the 0- to 20-cm layer with intensive straw removal. The sandy soil was more susceptible to straw removal. Therefore, straw maintenance on the soil surface plays an essential role in temperature regulation and preservation of higher soil moisture, especially in regions with severe water deficits and long periods of water stress.

Mixed silages of sugarcane and forage peanut treated with Lactobacillus buchneri / Silagens mistas de cana-de-açúcar e amendoim forrageiro tratadas com Lactobacillus buchneri

There is evidence for the beneficial effects of forage peanut on the nutritive value and fermentation profile of silages; however, its effects on sugarcane silage have not been determined. The objective of the study was to evaluate the chemical composition, fermentation profile, microbial composition, and dry matter recovery (DMR) of sugarcane silage containing various amounts of forage peanut (Arachis pintoi cv. Belmonte) (0%, 25%, 50%, and 75% on a fresh matter basis), treated or untreated with Lactobacillus buchneri. A completely randomized 4 × 2 factorial design was used with three replications. The interaction between forage peanut levels and inoculant influenced the concentrations of dry matter, crude protein, neutral detergent fiber and acid detergent fiber, organic acids and ethanol, populations of lactic acid bacteria and yeast, gas and effluent losses, and DMR. Forage peanut levels had effects on dry matter, hemicellulose, acid detergent insoluble nitrogen, pH, and ammonia nitrogen. Increasing proportions of forage peanut increased the protein content and decreased the fiber content in the silage, while also reducing the production of ethanol and effluent. We recommend the inclusion of 40%-75% forage peanut in the sugarcane ensilage to improve the chemical composition and fermentation profile. Furthermore, inoculation with L. buchneri associated with forage peanut increases the concentration of antifungal acids in the silage and decreases the yeast population and ethanol production.

O objetivo do estudo foi avaliar composição química, perfil fermentativo, população de microrganismos e recuperação de matéria seca (RMS) de silagem de cana-de-açúcar contendo níveis crescentes (0, 25, 50 e 75%, na base da matéria natural) de amendoim forrageiro (Arachis pintoi cv. Belmonte), tratadas ou não com Lactobacillus buchneri. Usou-se o esquema fatorial 4×2, no delineamento inteiramente casualizado, com três repetições. Verificou-se efeito de interação níveis de amendoim forrageiro e inoculante para teores de matéria seca, proteína bruta, fibra em detergente neutro e ácido, ácidos orgânicos e etanol, população de bactérias láticas e leveduras, perdas por gases e por efluente e RMS. Houve efeito de níveis de amendoim forrageiro no teor de hemicelulose, nitrogênio insolúvel em detergente ácido, pH e nitrogênio amoniacal. Verificou-se que o aumento de níveis de amendoim forrageiro incrementou teor de proteína e diminuiu teor de fibra, além de reduzir a produção de etanol e de efluente. Recomenda-se inclusão de 40% a 75% de amendoim forrageiro na ensilagem de cana-de-açúcar para melhorar a composição química e o perfil de fermentação. A inoculação com L. buchneri associada ao amendoim forrageiro aumenta a concentração de ácidos antifúngicos na silagem e decresce a população de leveduras e a produção de etanol.

Screening of plant growth-promoting bacteria isolated from sugarcane / Seleção de bactérias promotoras de crescimento de plantas isoladas de cana-de-açúcar

Plant growth-promoting bacteria (PGPB) are known to establish positive relationships with plants. They act in favoring plant nutrition, production of phytohormones, control of pathogens and enhancement of stress tolerance. Thus, this study aimed to isolate bacteria from soil, rhizosphere, and root endosphere from sugarcane cultivated in the Southeastern of Brazil, to prospect strains with potential for plant growth promotion. The samples were plated in Nutrient Agar medium, and the morphologically distinct colonies were isolated and analyzed about indoleacetic acid production, phosphate solubilization and the growth control of the phytopathogenic fungus Fusarium verticillioides. A total of 219 isolates were obtained, of which 86 from soil, 67 from rhizosphere and 66 from sugarcane root endosphere. The strains that presented more than one mechanism of plant growth promotion were identified by the sequencing of 16S gene. Most species belonged to the genus Bacillus, which has strains already used in various biological products for the control of diseases in agriculture. Some Bacillus species isolated in our study have never been isolated from sugarcane, and others have been studied for the first time as plant growth promoters. The isolated strains constitute an important microbial bank to be explored to compose innovative products for agriculture.(AU)

Bactérias promotoras de crescimento de plantas são conhecidas por estabelecer relações positivas com as plantas. Atuam no favorecimento da nutrição das plantas, produção de fitohormônios, controle de patógenos e aumento da tolerância ao estresse. Desta forma, este estudo teve como objetivo isolar bactérias do solo, rizosfera e endosfera radicular de cana-de-açúcar, cultivada na região Sudeste do Brasil, para prospectar cepas com potencial para promoção de crescimento vegetal. As amostras foram semeadas em meio Ágar Nutriente, e as colônias morfologicamente distintas foram isoladas e analisadas quanto à produção de ácido indolacético, solubilização de fosfato e controle de crescimento do fungo fitopatogênico Fusarium verticillioides. Foram obtidos 219 isolados, sendo 86 do solo, 67 da rizosfera e 66 da endosfera da raiz da cana-de-açúcar. As cepas que apresentaram mais de um mecanismo de promoção do crescimento vegetal foram identificadas pelo sequenciamento do gene 16S. A maioria das espécies pertence ao gênero Bacillus, que possui linhagens utilizadas em diversos produtos biológicos para o controle de doenças na agricultura. Algumas espécies de Bacillus nunca foram isoladas da cana-deaçúcar e outras foram estudadas pela primeira vez como promotoras de crescimento de plantas. As cepas isoladas constituem um importante banco microbiano a ser explorado para a composição de produtos inovadores para a agricultura.(AU)

Soil tillage and sugarcane planting: an assessment of cost and economic viability

Yield and profitability levels in sugarcane crops demonstrate the importance of the agricultural practices adopted, especially for soil preparation and planting systems. This study evaluated the costs involved in 40 alternative methods for the establishment of sugarcane crops resulting from the combination of eight soil preparation systems and five planting options, followed by an assessment of the economic viability of sugarcane production for suppliers and sugar mills. Data were collected from 31 sugar mills and 42 suppliers in São Paulo State, Brazil, from the 2016/17 season. The cost analysis and discounted cash flow analysis were used to calculate economic viability. Localized soil preparation with a fixed application rate of inputs (soil amendments) and mechanized planting with a variable application rate of fertilizers were the least costly systems to establish the sugarcane crop. Regarding the sugarcane establishment system, the medium­sized sugar mills were the most economically viable when compared to independent sugarcane producers. There was no significant difference in cost to establish sugarcane crops across the various sized groups of suppliers and we identified that costs rose as the size of the sugar mills increased.(AU)

The fermentation efficiency exhibited by Saccharomyces cerevisiae on Sugarcane bagasse hydrolysate, by analyzing the effects of pre-treatment and detoxification / A eficiência da fermentação exibida por Saccharomyces cerevisiae no hidrolisado de bagaço de cana-de-açúcar, analisando os efeitos do pré-tratamento e destoxicação

In this study, the possibility of increasing fermentation efficiency of Saccharomyces cerevisiae on sugarcane bagasse (a type of lignocellulosic waste) was analyzed. Sugarcane bagasse was subjected to hydrothermal and acidic pre-treatment. Next, the enzymatic hydrolysis of raw biomass and each pre treated biomass was performed using CellicCtec® enzymatic complex to obtain sugarcane hydrolysate, hydrothermal hydrolysate and acidic hydrolysate. Next, these were fermented by S. cerevisiae to check if the by-products of enzymatic hydrolysis, furfural and acetic acid had an inhibitory effect on fermentation efficiency. Next, each pre-treated biomass was subjected to detoxification involving activated charcoal. Each detoxified biomass was tested for fermentation efficiency. The lignocellulosic composition for sugarcane hydrolysate, hydrothermal hydrolysate and acidic hydrolysate, varied significantly, and were found to be, for cellulose 36.7%, 27.7% and 63.7% respectively; for hemicellulose 22.2%, 4.4% and 12% respectively; and for lignin 21.2%, 27.7% and 28.7% respectively. The presence of furfural and acetic acid had a strong influence on the fermentation efficiency of S. cerevisiae, and affected the consumption of sugars in each biomass by more than 90%. Further, we found that the detoxification process increased fermentation efficiency by 12.7% for the hydrothermal hydrolysate while for the acidic hydrolysate no significant difference was observed. This study showed that fermentation with greater efficiency is viable through the combined use of hydrothermal pre-treatment and detoxification. This combination of methods also causes less pollution as compared with the method involving acid pre-treatment due to the reduced number of effluents produced.(AU)

Nesse trabalho avaliou-se a possibilidade de se aumentar a eficiência de fermentação de um hidrolisado de bagaço de cana submetido aos pré-tratamentos hidrotérmico (195 ºC, usando 200 rpm por 10 min) e ácido (0,5% (v/v) de ácido sulfúrico a 121ºC por 15 min) (carga de sólidos de 10% m/v). A hidrólise enzimática do material pré-tratado foi realizada utilizado o complexo enzimático CellicCtec® (60 FPU/gbiomassa seca, tampão citrato a 50 mM e pH 4,8) a 50ºC usando 150 rpm por 72h. Antes do processo de detoxificação, realizou-se um teste com a espécie de Saccharomyces cerevisiae para verificar se os compostos furfural (1 e 4g.L-1) e ácido acético (1 e 5% v/v) exerciam significativa inibição na espécie testada. O processo de detoxificação avaliou a concentração de carvão ativado (1, 3 e 5% m/v) e o tempo do processo (30, 45 e 60 min) a 30 ºC, 150 rpm por 24 h. A composição lignocelulosica da biomassa in natura e pré-tratada (hidrotérmico e ácido) foi para celulose (36,7, 27,7 e 63,7%), hemicelulose (22,2, 4,4 e 12%) e lignina (21,2, 27,7 e 28,7%), respectivamente e com rendimento mássico em torno de 60%. A presença de furfural e ácido acético exibiu forte influência na espécie considerada, chegando a prejudicar em mais de 90% o consumo de açúcares no meio. O processo de destoxificação aumentou 13% a eficiência de fermentação para o hidrolisado obtido hidrotermicamente, enquanto que para o ácido não houve diferença significativa. Obtendo assim uma fermentação com maior eficiência, tecnicamente viável e menos poluente.(AU)

Análise dos perigos microbiológicos em amostras de caldo de cana / Analysis of microbiological hazards in samples of sugarcane juice

O caldo de cana é uma bebida nutritiva, muito comercializada por vendedores formais e ambulantes que, muitas vezes, não possuem condições adequadas de preparo, armazenamento e manipulação do caldo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a contaminação microbiológica do caldo de cana comercializado por vendedores formais e ambulantes na cidade de Uberlândia/MG. Foram analisadas dez amostras do produto para contagem total de bactérias mesófilas, NMP/mL de coliformes totais e termotolerantes, pesquisa de Escherichia coli (e outras bactérias entéricas), incluindo Salmonella spp. Coliformes totais foram recuperados em todas as amostras e os termotolerantes em 70% delas, apresentando valores acima do padrão estabelecido pela legislação vigente. Não foram encontradas E. coli ou Salmonella spp., porém outras bactérias entéricas foram recuperadas em todas as amostras, sendo a mais prevalente Klebsiella pneumoniae. Os resultados mostram a necessidade de melhorias durante todos os processos realizados para obtenção do caldo de cana, a fim de minimizar a contaminação e presença de bactérias patogênicas.(AU)

Sugarcane juice is a nourishing drink marketed by formal and street vendors, who often lack adequate brewing preparation, storage, and handling conditions. This work aimed to evaluate the microbiological contamination of cane juice marketed by formal and ambulant vendors in Uberlandia/MG. Ten product samples have been analyzed for a total count of mesophilic bacteria, NMP/mL of total and thermotolerant coliforms, Escherichia coli (and other enteric bacteria) and Salmonella spp. Total coliforms were recovered in all samples and thermotolerant in 70% of the total, presenting values above the standard established by the current legislation. Not found Escherichia coli or Salmonella spp., but other enteric bacteria have been recovered in all samples, the most prevalent being Klebsiella pneumoniae. The results show the need for improvements during all processes performed to obtain the sugarcane juice to minimize the contamination and the presence of pathogenic bacteria.(AU)