INSTALAÇÃO E MANEJO DE MINIJARDIM E MICROJARDIM CLONAL DE ERVA-MATE EM SISTEMA DE CULTIVO SEM SOLO 1

Transcrição

1 INSTALAÇÃO E MANEJO DE MINIJARDIM E MICROJARDIM CLONAL DE ERVA-MATE EM SISTEMA DE CULTIVO SEM SOLO 1 QUADROS, Kenia Michele de 2 ; COMIRAN, Mariane 3 ; BISOGNIN, Dilson Antônio 4 ; FISCHER, Hardi 5 ; RAUBER, Marcelo 6 1 Trabalho de Pesquisa _PPGEF/UFSM 2 Engenheira Florestal, Doutoranda em Engenharia Florestal, Universidade Federal de Santa Maria - UFSM, Santa Maria, Brasil. 3 Graduando em Agronomia, Universidade Federal de Santa Maria UFSM, Santa Maria, Brasil 4 Engenheiro Agrônomo, Ph.D., Professor Titular do Departamento de Fitotecnia, Universidade Federal de Santa Maria - UFSM, Santa Maria, Brasil 5 Graduando em Agronomia, Universidade Federal de Santa Maria UFSM, Santa Maria, Brasil 6 Graduando em Engenharia Florestal, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, Brasil kenia_m_quadros@yahoo.com.br; RESUMO Este estudo objetivou definir a implantação de microjardim clonal e minijardim clonal de erva-mate em sistema de cultivo sem solo em casa de vegetação, utilizando quatro genótipos selecionados de erva-mate. Após a poda de formação, a sobrevivência dos jardins clonais foi de 75 %, e o tempo médio de coleta de brotações do minijardim e microjardim clonal foi de 90 e 60 dias respectivamente. A instalação do microjardim e do minijardim clonal em sistema de cultivo sem solo em casa de vegetação é viável e de fácil instalação e manejo, sendo uma nova alternativa de baixo custo para a propagação vegetativa de genótipos selecionados de espécies florestais. Palavras-chave: Jardim clonal; Produção de mudas; Propagação vegetativa. 1. INTRODUÇÃO A erva-mate (Ilex paraguariensis Saint Hilaire) é uma espécie nativa do sul do Brasil, e se constitui em uma das principais fontes de renda para pequenos e médios produtores da sua região de ocorrência (LEONTIEV-ORLOV et al., 2003). Por apresentar dormência tegumentar e embrionária, aliado a um poder germinativo que varia de 5 a 20 %, as mudas produzidas por sementes apresentam baixa qualidade genética e formam povoamentos desuniformes e de baixa produtividade, o que dificulta o manejo da cultura (STURION, 1988; BACKES e IRGANG, 2002; WENDLING, 2004). A propagação vegetativa apresenta como principal vantagem a possibilidade de ganhos genéticos maiores do que pela propagação via sementes (GRAÇA et al., 1990), 1

2 devido à utilização exclusiva de indivíduos selecionados. Além disto, um programa de melhoramento que utilize a propagação vegetativa permite a produção de mudas durante o ano todo a partir de plantas matrizes mantidas em casa de vegetação (ASSIS, 1986; ELDRIDGE et al., 1994). Devido aos benefícios apresentados pela miniestaquia, esta técnica expandiu-se rapidamente, sendo atualmente a principal técnica utilizada nas empresas florestais (TITON, 2001). Este método proporcionou controle mais intensivo dos fatores influentes, tornando possível clonar comercialmente genótipos de difícil enraizamento (ALFENAS et al., 2004). Para a formação de um jardim miniclonal inicialmente, faz-se a poda do ápice da brotação da muda, propagada por semente ou por estaquia. A intervalos variáveis, a parte basal da planta emite novas brotações que são coletadas e enraizadas em condições controladas de temperatura e umidade, sendo que a parte basal da planta constitui uma minicepa que fornecerá as miniestacas, sendo que o conjunto das minicepas forma um jardim miniclonal ou minijardim clonal. (ALFENAS et al., 2004). A microestaquia é considerada uma otimização da miniestaquia, onde os brotos utilizados para a produção das microestacas são coletados em microjardim clonal, também localizado na área da casa de vegetação. As mudas para a formação do microjardim clonal são explantes micropropagados provenientes da cultura de tecidos (CAMPINHOS et al., 1999), que podem ser enraizados in vitro ou ex vitro. O procedimento para a formação de um microjardim clonal segue o mesmo protocolo de formação do minijardim clonal descrito anteriormente. O interesse na introdução da miniestaquia e microestaquia, principalmente para espécies florestais está relacionado à redução da área produtiva (adoção do jardim clonal), diminuição do período de enraizamento e aclimatização, e principalmente na redução de fitoreguladores para indução do enraizamento (HIGASHI et al., 2000; XAVIER et al., 2003; WENDLING et al., 2005). Juntamente com outras técnicas, a miniestaquia e a microestaquia seriada podem ser utilizadas para manter ou reverter a juvenilidade dos tecidos a serem propagados (WENDLING e XAVIER, 2001; WENDLING, 2002; FERRARI et al., 2004). O rejuvenescimento de plantas, que consiste em reverter plantas ou parte delas de um estado maduro para um estado juvenil, é uma prática fundamental para o sucesso da propagação de plantas (HIGASHI et al., 2000; WENDLING e XAVIER, 2005) que tem recebido especial atenção nas últimas décadas, principalmente pelas inúmeras aplicações desta técnica na 2

3 melhoria dos processos de produção florestal, refletindo na melhoria das características dos produtos finais (WENDLING et al., 2003). O jardim clonal pode ser implantado em diferentes sistema de recipientes, que variam desde vasos de polipropilenos de diferentes volumes, em caixas de fibra de vidro com variadas formas e dimensões, etc. (HIGASHI et al., 2002), mas atualmente, a maioria dos minijardins e microjardins clonais de espécies florestais são estabelecidos em sistema semi-hidropônico, e instalados em viveiros, em tubetes de plástico ou em sistema de canaletão de fibro-cimento, com fertirrigação aérea ou por subirrigação (XAVIER, 2002; ALFENAS et al., 2004; ANDREJOW, 2006). Um canaletão é uma estrutura formada por concreto, amianto ou outro material, instalada sobre bases fixas, onde podem ser cultivadas as minicepas e microcepas (FERRIANI et al., 2010). Entretanto, os custos envolvidos na utilização destas estruturas são bastante altos, não sendo abrangente a todo tipo de viveiro ou casa de vegetação. O sistema de cultivo sem solo com subirrigação, além de maximizar a produção de estacas, apresenta baixo custo de instalação e manutenção (BISOGNIN, 2007). Entretanto, este sistema necessita de adaptação á outras culturas, principalmente às florestais. Diante do exposto, este trabalho objetivou avaliar a implantação e viabilidade técnica do sistema de cultivo sem solo para a condução e manutenção de microcepas e minicepas de erva-mate. 2. METODOLOGIA O estudo foi realizado na casa de vegetação climatizada do Núcleo de Melhoramento e Propagação Vegetativa de Plantas, localizado junto ao Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). Os jardins clonais (microjardim e minijardim) foram estabelecidos no sistema de cultivo sem solo, que estava localizado sob bancadas na casa de vegetação climatizada. No interior da casa de vegetação, a temperatura era controlada, para que a máxima fosse de até 39 e 70% de umidade do ar. A solução nutritiva completa era composta pelos seguintes nutrientes: 54,20 mg L -1 de N na forma de nitrato; 69,90 mg L -1 de N na forma de amônio; 16,28 mg L -1 de P; 170,68 mg L -1 de K; 161,40 mg L -1 de Ca; 33,70 mg L -1 de Mg; 79,65 mg L -1 de S; 0,50 mg L -1 de B; 0,50 mg L -1 de Cu; 5 mg L -1 de Fe; 1 mg L -1 de Mn; 0,2 mg L -1 de Zn; 0,07 mg L -1 de Mo., diluída 50% (WENDLING et al., 2007). A solução nutritiva ficou armazenada em caixas, com capacidade de armazenamento de 150 litros. 3

4 Para a instalação dos jardins clonais foram utilizados quatro genótipos: dois genótipos estabelecidos por estaquia convencional formando o minijardim clonal, e dois genótipos estabelecidos por microestacas em laboratório de cultura de tecidos formando o microjardim clonal. No minijardim clonal utilizaram-se genótipos provenientes de duas matrizes de origem seminal em povoamento localizado na Área Experimental do Departamento de Ciências Florestais da UFSM, frente ao Jardim Botânico da Instituição. Após a seleção das plantas-matrizes, estas árvores foram numeradas, etiquetadas e seus ramos foram coletados. O material coletado foi imediatamente levado à casa de vegetação, onde foram confeccionadas estacas padronizadas para cerca de quatro centímetros de comprimento, com um segmento nodal e uma folha cortada pela metade. A base das estacas foi imersa por 10 segundos em solução de AIB de mg L -1, diluído em solução alcoólica na proporção de 50%, e então plantadas em caixas drenadas de PVC e dispostas em câmara úmida. Após enraizamento e aclimatização, as estacas foram retiradas do substrato. Após uma lavagem das raízes para a completa retirada dos resíduos de substrato, as plantas foram acomodadas no sistema de cultivo sem solo. Os genótipos estabelecidos no microjardim clonal foram provenientes de cultura de embriões excisados de sementes (HORBACH et al., 2011). Os embriões foram inoculados individualmente em frascos contendo 3 ml de meio de cultura ¼ de MS (MURASHIGE e SKOOG, 1962), com 3% de sacarose, 0,01% de mio-inositol, 0,65% de ágar e 0,01 mg L -1 de BAP (benzilaminopurina), com ph ajustado para 5,7 (SANSBERRO et al., 1998). As plântulas emergidas foram transferidas para frascos de 150 ml contendo 10 ml de meio de cultura, sem adição de BAP e tiveram seus ápices podados. Em câmara de fluxo laminar, as brotações induzidas nas plântulas in vitro foram coletadas e as microestacas foram padronizadas para o comprimento de 0,5 a um centímetro, com um segmento nodal e uma ou duas folhas cortada pela metade. A base das microestacas foi imersa por 10 segundos em solução de AIB de mg L -1, diluído em solução alcoólica na proporção de 50%, e então plantadas em copos plásticos drenados contendo substrato (QUADROS et al., 2011). Após o enraizamento ex vitro e a aclimatização, as microestacas foram transferidas para o sistema. 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 4

5 O sistema de cultivo sem solo foi estabelecido em bandeja de polietileno preto, onde foi adicionada uma camada de 7 centímetros de brita média para drenagem da solução. Uma tela fina de polietileno foi disposta entre a brita média e o substrato, que foi composto por uma camada de 5 cm de areia grossa (Quadro 1). As bandejas foram cobertas por plástico de dupla face e a solução nutritiva era drenada por dois orifícios localizados na parte frontal das bandejas (BISOGNIN, 2007). Em cada bandeja foram acomodadas 12 plantas disposta em fileiras em um espaçamento de 11,5 x 13 cm. Os jardins clonais responderam muito bem á apenas uma irrigação diária que era realizada com auxílio de uma bomba submersa, acionada por timer. A duração de 15 minutos de irrigação também foi suficiente, pois neste período ocorria o total encharcamento do substrato e formação de uma lâmina de solução nutritiva entre o substrato e a cobertura de plástico, permitindo que a drenagem também ocorresse pela parte superior da bandeja (Quadro 1). A formação de uma lâmina de solução entre o substrato e a cobertura é muito importante para evitar a salinização do substrato do sistema de cultivo e, desta maneira, comprometendo as plantas que o compõem. Entrada de sol. nutritiva Areia grossa (camada de 5cm) Drenos de sol. nutritiva Brita média (camada de 7 cm) Tela (1 mm 2 ) QUADRO 1 Sistema de cultivo sem solo para a condução e manutenção de microcepas e minicepas (BANDINELLI, 2009). A poda de formação foi realizada cerca de 90 dias após o estabelecimento das miniestacas e microestacas no sistema de cultivo sem solo. A poda foi executada na altura de 15 centímetros da planta, permanecendo as folhas que estavam nas cepas abaixo da altura deste corte. Cerca de quatro dias anteriores á poda, a solução nutritiva foi suspensa e as cepas eram irrigadas apenas com água. Somente quatro dias após a poda as cepas voltavam a receber a solução nutritiva novamente. Após a poda de formação, a porcentagem de sobrevivência dos jardins clonais foi de 75 %. A manutenção do jardim clonal era realizada duas vezes por semana, para a retirada de folhas secas e para que se verificasse possível ataque de insetos e problemas no 5

6 sistema. O ph e a condutividade elétrica da solução eram corrigidos duas vezes na semana, sendo o ph corrigido para 5,8 com auxílio de HCl e NaOH, e a condutividade elétrica corrigida para 1000 µs/cm. O período de coleta das brotações das cepas variou entre os jardins clonais e entre os genótipos selecionados. No microjardim clonal, o período médio de coleta foi de 90 dias, enquanto no minijardim clonal, as brotações puderam ser coletadas em média a cada 60 dias. A propagação clonal de Eucalyptus spp pelas técnicas de miniestaquia e microestaquia é uma realidade em várias empresas florestais, onde é considerada estratégica por aliar a qualidade da muda à redução dos custos de produção. O interesse na introdução de jardins clonais para diversas espécies se dá principalmente pela redução da área produtiva, maior controle ambiental e nutricional resultando em aumento da produtividade e uniformidade do material a ser propagado, alem da diminuição do período de indução do enraizamento (HIGASHI et al., 2000; WENDLING et al., 2005). Outro benefício da introdução de jardins clonais é a possibilidade do resgate de genótipos adultos de interesse, representando uma alternativa potencialmente viável para espécies lenhosas cujo processo de estaquia convencional resulta em percentual de enraizamento variável e baixa qualidade (SOUZA e ALMADO, 2002), como é o caso da erva-mate. Alguns autores relatam o efeito da miniestaquia e da microestaquia seriada sobre o rejuvenescimento para algumas espécies florestais, resultando em possíveis efeitos positivos sobre o enraizamento (ELDRIDGE et al., 1994; CLAIR et al., 1985), sendo este efeito ainda mais evidente em genótipos menos exigentes. Alguns trabalhos realizados com jardins clonais de espécies florestais instalados no interior de casa de vegetação ou viveiros mostraram altos ganhos de produtividade e enraizamento (IANNELLI et al., 1996; XAVIER e COMÉRIO, 1996). O custo da instalação e manutenção deste minijardim e microjardim clonal neste sistema de cultivo e no interior da casa de vegetação foi muito baixo, quando este é comparado com as estruturas mais tradicionais de instalação de jardins clonais para espécies florestais, como canaletão de fibro-cimento entre outros (HIGASHI et al., 2000). Os resultados deste estudo evidenciaram que o sistema de cultivo sem solo utilizado, adaptado para os três genótipos estudados é viável para a implantação e condução dos quatro genótipos selecionados para a instalação do microjardim e minijardim clonal de ervamate. 6

7 5. CONCLUSÃO A instalação do microjardim e do minijardim clonal em sistema de cultivo sem solo em casa de vegetação é viável e de fácil instalação e manejo, sendo uma nova alternativa de baixo custo para a propagação vegetativa de genótipos selecionados de espécies florestais. REFERÊNCIAS ALFENAS, A. C. et al. Clonagem e doenças do eucalipto. Viçosa, MG: UFV, p. ANDREJOW, G.M.P. Minijardim clonal de Pinus taeda L. 2006, 92 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Florestal) - Universidade Federal do Paraná, Curitiba, ASSIS, T. F. Melhoramento genético do eucalipto. Informe Agropecuário, v. 12, n. 141, p , BACKES, P.; IRGANG, B. Árvores do Sul: guia de identificação e interesse ecológico. 1 ed., Rio de Janeiro: Instituto Souza Cruz, 2002, 326 p. BANDINELLI, M. G. Micropropagação e miniestaquia na propagação de batata. 59 f. Dissertação (Mestrado em Agronomia) Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, BISOGNIN, D. A. Produção de plantas matrizes de morangueiro. In: SEMINÁRIO SOBRE O CULTIVO HIDRÔPONICO DE MORANGUEIRO, 2007, Santa Maria, Anais... Santa Maria: UFSM, CCR, Departamento de Fitotecnia. p CAMPINHOS, E. N. et al. Hidrojardim clonal Champion: uma otimização na produção de mudas de eucalipto. Silvicultura, São Paulo, v. 19, n. 80, p , CLAIR. J. B. S. T. et al. Juvenility and serial vegetative propagation in Norway spruce clones (Picea abies). Silvae Genetica, v. 34, n. 1, p , ELDRIDGE, K. et al. Eucalypt domestication and breeding. Oxford: Clarendon Press, p

8 FERRARI. M. P. et al. Propagação vegetativa de espécies florestais. Colombo: Embrapa Florestas - CNPF, p. (Documentos, n.94). FERRIANI, A. P. et al. Miniestaquia aplicada a espécies florestais. Revista Agroambiente - RR, v. 4, n. 2, p , GRAÇA, M. E. C. et al. Produção de mudas de erva-mate por estaquia. Curitiba: Embrapa Florestas EMATER, p. HIGASHI, E. N. et al. Propagação vegetativa de Eucalyptus: princípios básicos e a sua evolução no Brasil. Circular Técnica - IPEF, n. 192, HIGASHI, E. N. et al. Nutrição e adubação em minijardim clonal hidropônico de Eucalyptus. Circular Técnica IPEF, n. 194, p. 1-21, HORBACH, M. A. et al. Micropropagação de plântulas de erva-mate obtidas de embriões zigóticos. Ciência Rural, Santa Maria, v.41, n.1, p , IANNELLI, C. et al. Micropropagação de Eucalyptus na Champion. Silvicultura, n. 66, p , LEONTIEV-ORLOV, O. et al. Estudos de multiplicação in vitro com a matriz de erva-mate cambona-4. In: CONGRESSO SUL-AMERICANO DA ERVA-MATE, 3.; FEIRA DO AGRONEGÓCIO DA ERVA- MATE, 1., Anais... disponível em CD-ROM MURASHIGE, T.; SKOOG, F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue culture. Physiologia Plantarum, v. 15, p , QUADROS, K. M. et al. Aclimatização e enraizamento ex vitro de microestacas juvenis de erva-mate. In: 5 CONGRESSO SUDAMERICANO DE LA YERBA MATE, 2011, Argentina. Anais...Posadas, Instituto Nacional de la Yerba Mate; Universidad Nacional de Missiones, 2011, p SANSBERRO, P. A. et al. In vitro culture of rudimentary embryos of Ilex paraguariensis: responses to exogenous cytokinins. J. Plant Growth Regul., v.17, p , SOUZA, M. R.; ALMADO, R. P. Produção de mudas na CAF Santa Bárbara Ltda. Miniestaquia clonal em Eucalyptus sp. In ROCHA, M. G. B. Melhoramento de espécies arbóreas nativas. Minas Gerais: Instituto Estadual de Florestas, 2002, 171p. 8

9 STURION, J. A. Produção de mudas e implantação de povoamentos com erva-mate. Colombo: Embrapa Florestas CNPF, p. (Circular Técnica, n.17). TITON, M. Propagação clonal de Eucalyptus grandis por miniestaquia e microestaquia p. Dissertação (Mestrado em Ciência Florestal) Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. XAVIER, A. Silvicultura clonal I: princípios e técnicas de propagação vegetativa. Viçosa: UFV, 2002, 64p. XAVIER, A.; COMÉRIO, J. Microestaquia: uma maximização da micropropagação de Eucalyptus. Revista Árvore, Viçosa, v. 20, n. 1, p. 9-16, XAVIER, A. et al. Enraizamento de miniestaca caulinar e foliar na propagação vegetativa de cedrorosa (Cedrela fissilis Vell.). Revista Árvore,v.27, n.3, p , WENDLING, I.; XAVIER, A. Gradiente de maturação e rejuvenescimento aplicado em espécies florestais. Floresta e Ambiente. V. 8, n. 1, p , 2001 WENDLING, I.; XAVIER, A. Influência do ácido indolbutírico e da miniestaquia seriada no enraizamento e vigor de miniestacas de clones de Eucalyptus grandis. Revista Árvore, v.29, n.6, p , WENDLING, I. et al. Influência da miniestaquia seriada no vigor de minicepas de clones de eucalyptus grandis Revista Árvore, v.27, n.5, p , WENDLING, I. et al. Produção de mudas de corticeira-do-mato (Erythrina falcata Bentham) por miniestaquia a partir de propágulos juvenis, Comunicado Técnico Embrapa Florestas, Colombo, n.130, Outubro, WENDLING, I. et al. Produção e sobrevivência de miniestacas e minicepas de erva-mate cultivadas em sistema semi-hidropônico. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v.42, n.2, p , WENDLING, I. Miniestaquia e micropropagação seriada no rejuvenescimento de clones de Eucalyptus grandis f. Tese (Doutorado em Ciência Florestal) Universidades Federal de Viçosa, Viçosa, WENDLING, I. Propagação vegetativa de erva-mate (Ilex paraguariensis Saint Hilaire): estado da arte e tendências futuras. Colombo: Embrapa Florestas-CNPF, PR p. (Documentos, 91). 9