Fatores que afetam a produtividade e a adoção de tecnologias na cultura da erva-mate

Orientador: Prof. Dr. Bruno Portela BrasileiroCoorientador: Dr. Delmar SantinTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia. Defesa : Curitiba, 30/10/2020Inclui referênciasÁrea de concentração: Produção VegetalResumo: A erva-mate é uma espécie nativa do Brasil com importância comercial nos mercados nacional e internacional. Entretanto, apesar de sua relevância na agricultura familiar e na economia de diversos municípios, principalmente da região sul do País, o desempenho produtivo dos ervais cultivados tem diminuído ao longo dos anos. Diante desse cenário, o objetivo deste trabalho foi caracterizar as propriedades rurais em termos tecnológicos, indicando quais os principais fatores que afetam a produtividade e a adoção de tecnologias para a produção de erva-mate. A metodologia envolveu enfoques qualitativos, quantitativos e empíricos. Os dados foram obtidos por meio de questionários estruturados aplicados a 470 produtores nos estados do MS, PR, SC e RS. Para a caracterização das propriedades, os dados foram analisados por meio de estatísticas descritivas. Foram estabelecidos níveis de produtividade utilizando a produtividade média e o seu desvio-padrão, a adoção tecnológica foi comparada entre os níveis. Para identificar as causas que afetam a adoção de tecnologias, foi utilizado o modelo de decisão binária logit, que se baseia na regressão logística. Além disso, o modelo logístico multinomial foi usado para identificar quais tecnologias foram mais determinantes para a produtividade. De acordo com os resultados obtidos no presente estudo, os ervais brasileiros são conduzidos por uma agricultura familiar diversificada, havendo o predomínio do baixo acesso à assistência técnica e ao aporte tecnológico. Entretanto, as propriedades com alto nível de produtividade apresentaram maior adoção tecnológica, maior presença da assistência técnica e maior capacitação da mão de obra. Entre as tecnologias avaliadas, a adubação, as mudas geneticamente melhoradas, o controle de plantas daninhas, o controle de pragas, as ferramentas de poda e a poda de limpeza estiveram significativamente relacionados ao alto nível de produtividade. Dentre os fatores que afetam a adoção de tecnologias, a capacitação dos produtores e a assistência técnica foram as variáveis mais determinantes. Por outro lado, o tamanho da propriedade e o acesso ao crédito agrícola não foram significativos para a adoção. Conhecer as causas que afetam a adoção de tecnologias permite o desenvolvimento de estratégias mais eficientes de difusão e transferência de tecnologias no campo. Dessa forma, políticas públicas que envolvam a capacitação e a transferência de tecnologias devem ser estimuladas no setor ervateiro, a fim de estimular a incorporação de novas tecnologias nos ervais brasileiros. Palavras-chave: Ilex paraguariensis; transferência de tecnologia; sistema de produção; manejo da cultura.Abstract: Yerba mate is a native species of Brazil with commercial importance for national and international markets. However, despite its relevance in family farming and in the economy of several municipalities, productive performance of yerba mate farms has decreased over the years. So, we aimed to characterize rural properties in technological terms, indicating the main factors affecting productivity and the adoption of technologies to produce yerba mate. The methodology involved qualitative, quantitative, and empirical approaches. Data were obtained through structured questionnaires applied to 470 producers in the states of Mato Grosso do Sul, Paraná, Santa Catarina, and Rio Grande do Sul. For properties characterization, data form were analyzed by descriptive statistics. Productivity levels were established using the average yield and its standard deviation and technological adoption was compared among levels. To identify the factors affecting adoption, the logit binary decision model was used, which is based on logistic regression. Also, a multinomial logistic model was used to identify which technology was more determinant to high productivity level. Our results showed that yerba mate farms are characterized by diversified family farming, but with low access to technical assistance and technological input. However, farms with a high productivity level have more technology adoption, greater presence of technical assistance and greater training of the workforce. In addition, training of farmers and technical assistance were the most decisive factors for the adoption of technologies. On the other hand, property size or access to agricultural credit were not significant for adoption. Among the evaluated technologies, fertilization, improved seedlings, weed and pest control, pruning tools and cleaning pruning were significantly related to high productivity level. Knowing factors that affect the adoption of technologies allows the development of more efficient diffusion and technology transfer strategies. In this sense, public policies involving training and technologies transference should be designed for yerba mate sector, to stimulate the incorporation technologies in Brazilian yerba mate farms. Key words: Ilex paraguariensis; diagnosis, agricultural economy; production system; crop management

Fatores que afetam a produtividade na cultura da erva-mate

The yerba mate (Ilex paraguariensis) is a species native to Brazil which is strongly linked to the culture and history of the states of southern Brazil, the world's largest producer and exporter. However, the productive performance of yerba mate plantations in Brazil has decreased over the last few years, despite of the available technologies to producers. Therefore, the objective of this work was to study factors that affect the productivity as a function of productivity levels of cultivated yerba mate. The data were collected by applying structured questionnaires in 470 farms distributed throughout the yerba mate-producing region in Brazil. The properties were grouped into productivity levels using the average productivity and its standard deviation, and the technological adoption was compared between the levels. The multinomial logistic regression model was used to identify the most determinant technologies for productivity. According to our results, the cultivated yerba mate is conducted by diversified family agriculture, with a predominance of low access to technical assistance and technology. Properties with a high level of productivity showed higher technological adoption, a more significant presence of technical assistance, and greater workforce training. Among the evaluated technologies, fertilization, improved seedlings, weed control, pest control, pruning tools, and cleaning pruning were determinants for medium and high productivity levels. Thus, public policies involving training and transfer of technologies should be encouraged in the yerba mate sector to stimulate the incorporation of new technologies in the Brazilian yerba mate plantations.A erva-mate (Ilex paraguariensis) é uma espécie nativa do Brasil e fortemente ligada à cultura e à história dos estados da região sul do Brasil, seu maior produtor e exportador mundial. Entretanto, o desempenho produtivo dos ervais cultivados brasileiros vem diminuído ao longo dos últimos anos, a despeito das tecnologias de produção à disposição dos produtores. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi estudar fatores que afetam a produtividade em função de níveis de produtividade da erva-mate cultivada. Para tanto, foram coletados dados a partir da aplicação de questionários estruturados em 470 propriedades rurais, distribuídos em toda a região produtora no Brasil. As propriedades foram agrupadas em níveis de produtividade utilizando a produtividade média e o seu desvio-padrão e a adoção tecnológica foi comparada entre os níveis. Para identificar as tecnologias mais determinantes para a produtividade, foi utilizado o modelo de regressão logística multinomial. De acordo com os resultados obtidos no presente estudo, os ervais cultivados são conduzidos por uma agricultura familiar diversificada, havendo o predomínio do baixo acesso à assistência técnica e ao aporte tecnológico. As propriedades com alto nível de produtividade apresentaram maior adoção tecnológica, maior presença da assistência técnica e maior capacitação da mão de obra. Entre as tecnologias avaliadas, a adubação, as mudas melhoradas, o controle de plantas daninhas, o controle de pragas, as ferramentas de poda e a poda de limpeza foram determinantes para a obtenção de médio e alto nível de produtividade. Dessa forma, políticas públicas que envolvam a capacitação e a transferência de tecnologias devem ser estimuladas no setor ervateiro, a fim de estimular a incorporação de novas tecnologias nos ervais brasileiros

Isolamento do gene ALS e investigação do mecanismo de resistência a herbicidas em Sagittaria montevidensis

Diversos biótipos de sagitária (Sagittaria montevidensis Cham. & Schlecht) foram constatados como resistentes a herbicidas inibidores da enzima ALS no Brasil e em outros locais do mundo. Os objetivos deste trabalho foram isolar e sequenciar o gene ALS de sagitária de forma a identificar a ocorrência de mutações relacionadas ao mecanismo de resistência de insensibilidade do local da ação de herbicidas. O material vegetal consistiu de sementes de sagitária coletadas em lavouras de arroz irrigado localizadas na região Sul do Estado de Santa Catarina. Nove pares de sequências nucleotídicas iniciadoras foram desenhadas para a amplificação dos domínios C, A e D do gene ALS. As sequências nucleotídicas dos fragmentos amplificados com quatro pares de oligonucleotídeos inciadores resultaram em amplicons com 360 a 393 nucleotídeos. Essas sequências apresentaram homologia com o gene ALS padrão de Arabdopsis thaliana e arroz, possuindo apenas três mutações de ponto. Uma dessas alterações foi a mutação Pro197Phe, que é relacionada à ocorrência de resistência à herbicida em diversas espécies vegetais. As sequências obtidas evidenciaram que o gene ALS avaliado encontrava-se em heterozigose. Esses resultados sugerem a ocorrência de insensibilidade do local de ação como mecanismo de resistência a herbicidas inibidores de ALS em sagitária. A prevenção e o controle da resistência a herbicidas inibidores da ALS em sagitária devem ser fundamentados na rotação de herbicidas com diferentes mecanismos de ação

TOLERÂNCIA DE ESPÉCIES DE INVERNO A HERBICIDAS RESIDUAIS

Some crops, as the species cultivated in the winter, have few options of registered selective herbicides. Due to the lack of information, some farmers use products in an inadequate form, that could cause undesirable consequences. The present work evaluated the tolerance of winter crops to residual herbicides. For this, an experiment was made between June and August of 2005, in the greenhouse of the College of Agronomy of the Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), located in Porto Alegre county. The experimental design used was the completely randomized, using the bifactorial arrangement, with five repetitions. The factor A consisted of the crops: Avena sativa L. (wild oat), Hordeum vulgare L. (barley), Raphanus sativus var. oleiferus Metzger. (oil seed radish) and Triticum aestivum L. (wheat) and factor B consisted of the preemergence herbicides application: atrazine (3,0 kg ha-1), cloransulam (0,04 kg ha-1), imazaquin (0,14 kg ha-1), metribuzin (0,144 kg ha-1), S-metolachlor (1,92 kg ha-1) and control. Oil seed radish and wheat crops had not presented tolerance to the used products. Plants of wild oat had been tolerant to cloransulam and barley presented tolerance to the herbicidas atrazine and cloransulam.Algumas culturas, como as espécies cultivadas no inverno, possuem poucas opções de herbicidas seletivos registrados. Devido a falta de informações, alguns agricultores usam produtos de forma inadequada, podendo ocasionar conseqüências indesejáveis. O presente trabalho avaliou a tolerância de espécies de inverno a herbicidas residuais. Para tanto, foi conduzido um experimento entre junho e agosto de 2005, em casa de vegetação da Faculdade de Agronomia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), localizada no município de Porto Alegre. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, arranjo bifatorial 4 x 6, com cinco repetições. O fator A consistiu das espécies cultiváveis: Avena sativa L. (aveia branca), Hordeum vulgare L. (cevada), Raphanus sativus var. oleiferus Metzger. (nabo forrageiro) e Triticum aestivum L. (trigo) e o fator B consistiu dos herbicidas de aplicação em pré-emergência: atrazine (3,0 kg ha-1), cloransulam (0,04 kg ha-1), imazaquin (0,14 kg ha-1), metribuzin (0,144 kg ha-1), S-metolachlor (1,92 kg ha-1) e testemunha sem aplicação de herbicida. As culturas do nabo forrageiro e do trigo não apresentaram tolerância aos produtos utilizados. Plantas de aveia branca foram tolerantes ao cloransulam e a cevada apresentou tolerância aos herbicidas atrazine e cloransulam

Seleção de espécies bio-indicadoras de herbicidas com atividade residual no solo

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Avaliação da resistência de Eleusine indica aos herbicidas inibidores da enzima acetil coenzima a carboxilase

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Evolução espacial e temporal do arroz vermelho resistente às imidazolinonas em cultivos de arroz 'Clearfield'

The objective of this work was to evaluate the distribution of imidazolinone-resistant (IMI-R) red rice (Oryza sativa) populations, the frequency of alleles conferring resistance to IMI, and the adoption of agronomic practices applied to red rice control, across growing seasons and production regions of the state of Rio Grande do Sul (RS), Brazil. In the experiment, 1,008 red rice populations were screened for resistance to IMI, 760 IMI-R red rice plants were genotyped for the acetolactate synthase (ALS) alleles conferring resistance to IMI, and 40 'Clearfield' rice growers were surveyed. IMI-R red rice populations were widespread throughout RS since the 2006/2007 growing season, with a higher initial frequency in the Depressão Central and Fronteira Sul production regions. The occurrence of IMI-R red rice ranged from 1.6 to 3.5 years after 'Clearfield' rice release. Gly654Glu was the most frequent ALS mutation in IMI-R red rice populations, which shows a gene flow from the most used 'Clearfield' rice cultivars to the red rice plants. Crop rotation systems and certified seed were used by only 30% of the surveyed growers of 'Clearfield' rice, with lower percentages in the production regions where IMI-R red rice appeared faster.O objetivo deste trabalho foi avaliar a distribuição de populações de arroz-vermelho (Oryza sativa) resistente às imidazolinonas (R-IMI), a frequência dos alelos que conferem resistência às IMI, e a adoção de práticas agronômicas aplicadas ao controle do arroz-vermelho, em estações de cultivo e regiões produtoras de arroz do Estado do Rio Grande do Sul (RS), Brasil. No experimento, 1.008 populações de arroz-vermelho foram avaliadas quanto à resistência às IMI, 760 plantas de arroz-vermelho R-IMI foram genotipadas quanto aos alelos da acetolactato sintase (ALS) que conferem resistência às IMI, e 40 produtores de arroz 'Clearfield' foram entrevistados. As populações de arroz-vermelho R-IMI estavam amplamente distribuídas no RS, desde a época de cultivo em 2006/2007, com maior frequência inicial nas regiões orizícolas da Depressão Central e da Fronteira Oeste. A ocorrência de arroz-vermelho R-IMI variou de 1,6 a 3,5 anos após o lançamento do arroz 'Clearfield'. A mutação Gly654Glu da ALS foi mais frequente nas populações de arroz-vermelho R-IMI, o que indica a ocorrência de fluxo gênico da cultivar de arroz 'Clearfield' para as plantas de arroz-vermelho. A rotação de culturas e o uso de sementes certificadas foram adotados por apenas 30% dos produtores de arroz 'Clearfield' entrevistados, com menores percentagens nas regiões em que o arroz-vermelho R-IMI apareceu mais rápido

Gene flow and fitness variation in imidazolinone herbicide-resistant red rice (Oryza sativa L.)

O arroz vermelho (Oryza sativa L.) é a principal planta daninha da cultura do arroz e o seu controle em lavouras comerciais é difícil. As cultivares de arroz resistentes aos herbicidas imidazolinonas proporcionaram o controle seletivo do arroz vermelho. Porém, nos últimos anos surgiram populações de arroz vermelho resistentes a estes herbicidas. Os objetivos desta pesquisa foram elucidar a importância do fluxo gênico e da seleção independente como processos de origem da resistência de arroz vermelho aos herbicidas imidazolinonas no RS; quantificar o fluxo gênico a partir de plantas de arroz vermelho resistentes para plantas de arroz vermelho suscetíveis em condições de cultivo; avaliar a ocorrência de fluxo gênico entre populações de arroz vermelho no RS; e identificar alterações na adaptação de arroz resistente a estes herbicidas baseado no padrão da germinação de sementes. Foram utilizadas 176 indivíduos de arroz vermelho resistentes e suscetíveis aos herbicidas imidazolinonas coletadas no RS e as cultivares IRGA 417, IRGA 422 CL, Sator CL e Puita INTA CL. A origem da resistência foi avaliada baseada em quatro marcadores moleculares single sequence repeats (SSR) e três single nucleotide polimorfism (SNP). O fluxo gênico entre plantas foi realizado em ensaio à campo e a avaliação foi realizada com marcadores fenotípico resistência a imidazolinonas e molecular SNP. O fluxo gênico entre lavouras foi avaliado em 27 populações através de 24 marcadores SSR. A alteração na adaptação de plantas de arroz resistentes foi realizada com base em parâmetros germinativos relacionados à resistência a imidazolinonas. A resistência devida ao fluxo gênico a partir de cultivares resistentes ou à seleção da mutação pelo uso contínuo destes herbicidas ocorreu em 98,9% e 1,1% dos indivíduos, respectivamente. A taxa média de fluxo gênico entre plantas foi de 0,0243%. O arroz vermelho foi mais receptivo ao pólen (0,0344%) que à cultivar IRGA 417 (0,0142%). Baseado no FST de 0,26 encontrado para as populações estudadas o índice estimado de fluxo gênico Nm foi de 0,7. A estruturação populacional indicou haver fluxo de sementes entre lavouras de arroz. As cultivares resistentes alcançaram 50% de germinação em menos tempo que a cultivar suscetível IRGA 417. Estes resultados sugerem que o manejo do arroz vermelho deve ser baseado na redução da pressão de seleção devida ao uso contínuo de herbicidas imidazolinonas e principalmente na mitigação do fluxo gênico de pólen e sementes.Red rice (Oryza sativa L.) is the most important weed in the paddy field rice, and its control in large scale fields is difficult. The imidazolinone herbicide resistant rice cultivars provide selective red rice control. However, in recent years have been emerged red rice populations resistant to these herbicides. This study aimed to elucidate the relative importance of the gene flow and independent selection as origin process to the imidazolinone resistance in red rice; to quantify the gene flow among imidazolinone resistant red rice and susceptible red rice plants in paddy field conditions; to evaluate the occurrence of the gene flow among red rice populations in RS state; to identify variations in fitness of the imidazolinone resistant rice plants based on the seed germination pattern. Plant material consisted of 176 red rice individuals resistant and susceptible to the imidazolinone herbicides collected in RS and the rice cultivars IRGA 417, IRGA 422 CL, Sator CL and Puita INTA CL. The origin of the resistance was determinate based on four simple sequence repeats (SSR) and three single nucleotide polymorphism (SNP) molecular markers. The gene flow among red rice plants was studied in a paddy field experiment and the evaluation was based on the imidazolinone resistance trait and three SNP molecular markers. In addition, a gene flow among red rice 27 populations was carried out based on 24 SSR molecular markers. The variation in fitness of the resistant rice plants was based on the germination parameters related to the imidazolinone resistance. The imidazolinone resistance origin due to gene flow from resistant cultivars and from independent mutation selection occurred in 98,9% and 1,1% of the individuals, respectively. The mean gene flow rate among plants was 0,0243%. Red rice was more receptive to pollen (0,0344%) than the susceptible cultivar IRGA 417 (0,0142%). Based on the FST of 0,26, the estimated gene flow index Nm was 0,7. The population structure indicated that there is seed flow among rice paddy fields. All the imidazolinone resistant cultivars reached 50% of germination faster than the susceptible cultivar IRGA 417. These results suggest that the management of the red rice should be based on reduction of the selection pressure due to the continuous use of the imidazolinone herbicides and mainly on the mitigation of the seed and pollen gene flow

Gene flow and fitness variation in imidazolinone herbicide-resistant red rice (Oryza sativa L.)

O arroz vermelho (Oryza sativa L.) é a principal planta daninha da cultura do arroz e o seu controle em lavouras comerciais é difícil. As cultivares de arroz resistentes aos herbicidas imidazolinonas proporcionaram o controle seletivo do arroz vermelho. Porém, nos últimos anos surgiram populações de arroz vermelho resistentes a estes herbicidas. Os objetivos desta pesquisa foram elucidar a importância do fluxo gênico e da seleção independente como processos de origem da resistência de arroz vermelho aos herbicidas imidazolinonas no RS; quantificar o fluxo gênico a partir de plantas de arroz vermelho resistentes para plantas de arroz vermelho suscetíveis em condições de cultivo; avaliar a ocorrência de fluxo gênico entre populações de arroz vermelho no RS; e identificar alterações na adaptação de arroz resistente a estes herbicidas baseado no padrão da germinação de sementes. Foram utilizadas 176 indivíduos de arroz vermelho resistentes e suscetíveis aos herbicidas imidazolinonas coletadas no RS e as cultivares IRGA 417, IRGA 422 CL, Sator CL e Puita INTA CL. A origem da resistência foi avaliada baseada em quatro marcadores moleculares single sequence repeats (SSR) e três single nucleotide polimorfism (SNP). O fluxo gênico entre plantas foi realizado em ensaio à campo e a avaliação foi realizada com marcadores fenotípico resistência a imidazolinonas e molecular SNP. O fluxo gênico entre lavouras foi avaliado em 27 populações através de 24 marcadores SSR. A alteração na adaptação de plantas de arroz resistentes foi realizada com base em parâmetros germinativos relacionados à resistência a imidazolinonas. A resistência devida ao fluxo gênico a partir de cultivares resistentes ou à seleção da mutação pelo uso contínuo destes herbicidas ocorreu em 98,9% e 1,1% dos indivíduos, respectivamente. A taxa média de fluxo gênico entre plantas foi de 0,0243%. O arroz vermelho foi mais receptivo ao pólen (0,0344%) que à cultivar IRGA 417 (0,0142%). Baseado no FST de 0,26 encontrado para as populações estudadas o índice estimado de fluxo gênico Nm foi de 0,7. A estruturação populacional indicou haver fluxo de sementes entre lavouras de arroz. As cultivares resistentes alcançaram 50% de germinação em menos tempo que a cultivar suscetível IRGA 417. Estes resultados sugerem que o manejo do arroz vermelho deve ser baseado na redução da pressão de seleção devida ao uso contínuo de herbicidas imidazolinonas e principalmente na mitigação do fluxo gênico de pólen e sementes.Red rice (Oryza sativa L.) is the most important weed in the paddy field rice, and its control in large scale fields is difficult. The imidazolinone herbicide resistant rice cultivars provide selective red rice control. However, in recent years have been emerged red rice populations resistant to these herbicides. This study aimed to elucidate the relative importance of the gene flow and independent selection as origin process to the imidazolinone resistance in red rice; to quantify the gene flow among imidazolinone resistant red rice and susceptible red rice plants in paddy field conditions; to evaluate the occurrence of the gene flow among red rice populations in RS state; to identify variations in fitness of the imidazolinone resistant rice plants based on the seed germination pattern. Plant material consisted of 176 red rice individuals resistant and susceptible to the imidazolinone herbicides collected in RS and the rice cultivars IRGA 417, IRGA 422 CL, Sator CL and Puita INTA CL. The origin of the resistance was determinate based on four simple sequence repeats (SSR) and three single nucleotide polymorphism (SNP) molecular markers. The gene flow among red rice plants was studied in a paddy field experiment and the evaluation was based on the imidazolinone resistance trait and three SNP molecular markers. In addition, a gene flow among red rice 27 populations was carried out based on 24 SSR molecular markers. The variation in fitness of the resistant rice plants was based on the germination parameters related to the imidazolinone resistance. The imidazolinone resistance origin due to gene flow from resistant cultivars and from independent mutation selection occurred in 98,9% and 1,1% of the individuals, respectively. The mean gene flow rate among plants was 0,0243%. Red rice was more receptive to pollen (0,0344%) than the susceptible cultivar IRGA 417 (0,0142%). Based on the FST of 0,26, the estimated gene flow index Nm was 0,7. The population structure indicated that there is seed flow among rice paddy fields. All the imidazolinone resistant cultivars reached 50% of germination faster than the susceptible cultivar IRGA 417. These results suggest that the management of the red rice should be based on reduction of the selection pressure due to the continuous use of the imidazolinone herbicides and mainly on the mitigation of the seed and pollen gene flow