TEMPERATURA DO AR, RENDIMENTO DE GRÃOS DE MILHO E CARACTERIZAÇÃO FENOLÓGICA ASSOCIADA À SOMA CALÓRICA 1

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1 Caracterzação fenológca de mlho 377 TEMPERATURA DO AR, RENDIMENTO DE GRÃOS DE MILHO E CARACTERIZAÇÃO FENOLÓGICA ASSOCIADA À SOMA CALÓRICA 1 João Luz Gadol 2,4,5 ; Durval Dourado-Neto 3,6 *; Axel García y García 3,6 ; Mara del Valle Basanta 2 2 Pós-Graduando do Depto. de Produção Vegetal - USP/ESALQ. 3 Depto. de Produção Vegetal - USP/ESALQ, C.P. 9 - CEP: Praccaba, SP. 4 Depto. de Cncas Agráras - UNITAU, C.P CEP: Taubaté, SP. 5 Bolssta CAPES. 6 Bolssta CNPq. *Autor correspondente <dourado@carpa.cagr.usp.br> RESUMO: Com os objetvos de avalar o efeto da temperatura méda do ar no rendmento de grãos e de prever a época de ocorrnca dos estádos fenológcos da cultura de mlho em função da soma calórca, fo conduzdo um expermento de campo utlzando trs híbrdos, com dferentes exgncas térmcas, em trs dferentes épocas de semeadura. Para estmatva do rendmento de grãos foram determnados seus dferentes componentes, onde se observou um decréscmo do rendmento com aumento da temperatura em função das épocas de semeadura utlzadas. A fenologa fo assocada ao número relatvo de graus-da, onde se observou uma relação lnear. Há uma temperatura méda do ar correspondente ao máxmo rendmento de grãos, e os estádos fenológcos da cultura podem ser prevstos através do conhecmento prévo da sére hstórca de temperatura da localdade e da soma calórca requerda para o ponto de maturdade fsológca. Palavras-chave: mlho, fenologa, graus-da AIR TEMPERATURE, MAIZE YIELD AND PHENOLOGICAL CHARACTERIZATION ASSOCIATED TO HEAT UNITS ABSTRACT: Wth the purpose of evaluatng the effect of the mean daly ar temperature on gran yeld and to predct the occurrence of the maze crop phenologcal phases as functon of heat unts, a feld experment was carred out usng three hybrds wth dfferent heat unt requrements and three sowng dates. To estmate gran productvty, dfferent yeld components were determnated. Crop phenology was assocated to the relatve degree-days, for whch a lnear relaton was observed. There s a mean ar temperature correspondng to maxmum gran yeld, and the crop phenologcal phases can be predcted knowng the local hstorcal temperature seres and the thermc ndex for physologcal maturty. Key words: maze, phenology, thermc ndex INTRODUÇÃO A cultura de mlho no Brasl apresenta rendmentos nferores a kg ha -1, valores abaxo do rendmento possível de ser atngdo com a tecnologa atualmente dsponível. Adequação do materal genétco em função das condções otmzam o desempenho fsológco, mnmzando custos e maxmzando rendmento de grãos. Através de evdncas expermentas, a época recomendável ndcada para o estabelecmento da cultura de mlho é dependente da ocorrnca de chuva e das condções de temperatura (não rrgado: cerca de 90% dos quase 14 mlhões de hectares semeados no Brasl). Esse fato assocado a uma grande dsponbldade de híbrdos no mercado, resultam em épocas de semeadura que varam de regão para regão. Em função dos eventos que ocorrem ao longo do cclo da cultura, é possível estabelecer estádos de desenvolvmento caracterzados por alterações morfológcas provocadas prncpalmente pelo ambente. A duração das fases fenológcas de uma cultura, avalada pelo número de das, vara entre regões, anos e datas de semeadura, em razão das varações clmátcas, como umdade relatva, temperatura do ar e do solo, chuva, radação solar e fotoperíodo (Costa, 1994). No desenvolvmento do mlho, a duração do cclo em das tem demonstrado nconsstnca. Isso se deve ao fato de que a duração de subperíodos e cclos da planta estão assocados às varações das condções ambentas e não ao número de das. A temperatura tem-se apresentado como o elemento clmátco mas mportante para predzer os eventos fenológcos da cultura, desde que não haja defcnca hídrca. A utlzação da temperatura méda do ar, numa escala dára, é uma boa estmatva ndreta da quantdade de energa químca metabólca produzda pelo materal genétco. O cclo de uma cultvar de mlho pode ser caracterzado em função do número de das desde a semeadura até a maturdade fsológca ou a colheta. 1 Parte da Dssertação de Mestrado do prmero autor apresentada à USP/ESALQ - Praccaba, SP. Scenta Agrcola, v.57, n.3, p , jul./set. 2000

2 378 Gadol et al. Porém o método mas satsfatóro para determnar as etapas de desenvolvmento da cultura leva em consderação as exgncas calórcas ou térmcas, desgnadas como undades calórcas ( 0 C), undades térmcas de desenvolvmento (U.T.D.) ou graus-da () (Fancell & Dourado-Neto, 1997). Estma-se a soma das undades dáras de calor, a partr da emergnca para o materal genétco atngr um determnado estádo, pela dferença entre a temperatura méda dára e as temperaturas base mínma ou máxma exgdas pela espéce vegetal. O método dos graus-da basea-se na premssa de que uma planta necessta de uma certa quantdade de energa, representada pela soma de graus térmcos necessáros, para completar determnada fase fenológca ou mesmo o seu cclo total. Admte, além dsso, uma relação lnear entre acréscmo de temperatura e desenvolvmento vegetal. Cada espéce vegetal ou varedade possu uma temperatura base, que pode varar em função da dade ou da fase fenológca da planta. É comum adotar uma únca temperatura base para todo o cclo da planta por ser mas fácl a sua aplcação (Prett, 1992). A cultura de mlho apresenta as seguntes exgncas térmcas (), expressas em C.da, para o florescmento: () híbrdos tardos: superor a 890 C.da; () híbrdos precoces: superor a 831 C.da e nferor 890 C.da, e () híbrdos superprecoces: nferor a 830 C.da (Fancell e Dourado-Neto, 1997). Mundstock (1970), Brunn et al. (1983), Berlato et al. (1984) e Garca (1993) são alguns dos autores que evdencam o efeto da temperatura no crescmento e desenvolvmento da cultura do mlho. O conhecmento das exgncas térmcas, desde a emergnca ao ponto de maturdade fsológca, é fundamental para a prevsão da duração do cclo da cultura em função do ambente. Essas nformações, assocadas ao conhecmento da fenologa da cultura, podem ser utlzadas no planejamento para defnção da época de semeadura, da utlzação de nsumos (fertlzantes, nsetcdas, fungcdas e herbcdas, prncpalmente), da época de colheta (colheta de grãos ou momento de corte de mlho para slagem). A determnação da melhor época de semeadura em função das necessdades térmcas da cultura tem sdo objeto de estudo por Lma et al. (1980), Pacheco (1982), Noldn & Mundstock (1988), Souza (1989), Olvera (1990) e Brunn (1997), colocando em evdnca a necessdade de se trabalhar, em termos de manejo, com a relação funconal entre fenologa e graus-da. O presente trabalho teve por objetvos avalar o efeto da temperatura méda do ar no rendmento de grãos e de prever a época de ocorrnca dos estádos fenológcos da cultura de mlho em função da soma calórca. MATERIAL E MÉTODOS O expermento fo conduzdo na área expermental da Fazenda Ploto do Departamento de Cncas Agráras, Unversdade de Taubaté (UNITAU), ano agrícola 97/98, no Muncípo de Taubaté, Estado de São Paulo. O local apresenta as coordenadas geográfcas 23 o de lattude, 45 o de longtude e 577 metros de alttude. O solo é Gley Pouco Húmco e suas característcas químcas e físcas são apresentadas na TABELA 1. O clma do local, de acordo com a classfcação de Köppen (1948) é do tpo Cwa, com uma precptação méda anual de 1300mm. O preparo do solo fo realzado em forma convenconal, com uma aração e duas gradagens. Foram aplcadas 2,5 t ha -1 de calcáro dolomítco (CaO: 23%; MgO: 15%; e PRNT: 70%), aplcando-se metade da dose antes da prmera gradagem destorroadora e metade antes da segunda gradagem nveladora, as quas foram realzadas em 18 de agosto de A adubação na semeadura fo de 600 kg ha -1 de msturados com 30 kg ha -1 de ntrocálco, totalzando 30 kg ha -1 de N, 90kg ha -1 de P 2 O 5 e 50 kg ha -1 de K 2 O, e a adubação de cobertura fo feta de acordo com a exgnca da cultura (Raj et al., 1996). Foram utlzados trs híbrdos de mlho da Cargll 2 : () híbrdo I, C901 - superprecoce (790 UC); () híbrdo II, C333B normal (870 UC) e () híbrdo III, C806 superprecoce (810 UC); e semeados em trs dferentes épocas: () época 1, 18 de setembro de 1997; () época 2, 20 de outubro de 1997 e () época 3, 9 de dezembro de A população fnal de plantas ha -1 fo de 60 ml para o híbrdo I e de 50 ml para os híbrdos II e III. TABELA 1 - Característcas químcas (0,0 a 0,2 m) e granulometra da área expermental. ph CaCl 2 M.O. P-resna K + Ca 2+ Mg 2+ H + Al 3+ Cu 2+ Zn 2+ g dm -3 mg kg mmol c dm mg dm , , ,5 1,9 Area total Slte Argla Classe textural g kg anco-argloso 2 Característcas obtdas da Dvsão de Sementes Híbrdas da Cargll Brasl. Scenta Agrcola, v.57, n.3, p , jul./set. 2000

3 Caracterzação fenológca de mlho 379 Utlzaram-se 4 lnhas de semeadura para cada híbrdo, totalzando uma área de 864 m 2 em cada época e m 2 nas trs épocas. Consderaram-se as 2 lnhas centras para a coleta de dados (método destrutvo) e as 2 lateras como bordadura. Anotou-se o momento da emergnca com 50% das plântulas emergdas e fez-se a contagem do número de folhas até a abertura de todas (fase vegetatva 50% de folhas totalmente expanddas). Seleconaram-se, durante a fase de crescmento da cultura, 3 grupos de 5 plantas para cada híbrdo, objetvando determnar os estádos fenológcos, conforme metodologa utlzada por Fancell & Dourado-Neto (1997), em observações vsuas dos estádos numa escala de 0 a 10. Para não perder o número de folhas, foram marcadas com barbante plástco em vrtude da senescnca. Na colheta, foram separadas 15 espgas de cada híbrdo e em cada época para a determnação do número de fleras e o número de grãos por flera. Após debulha manual, foram secadas até atngr 13% de umdade. Separou-se 1 kg de grãos e foram contadas 8 vezes grupos de 100 sementes váves, determnando-se o peso de cada grupo conforme preconzado no manual de sementes (Brasl, 1992). Para a estmatva do rendmento (R, kg ha -1 ) de grãos na cultura do mlho, utlzou-se a segunte equação: P. Pr. Fe. G. M R (1) 1000 em que P refere-se à população na colheta (plantas. ha -1 ); Pr à prolfcdade (espgas.planta -1 ); Fe ao número médo de fleras de grãos por espga; G ao número médo de grãos por flera; e M à massa méda por undade de grão (g.grão -1 ). Os dados de clma foram obtdos na Estação Meteorológca do Departamento de Cncas Agráras da UNITAU, dstante cerca de 800 metros da área expermental. O número de graus-da para o florescmento ( fl ) e ponto de maturdade fsológca ( pmf ) foram calculados a partr da emergnca das plantas usando as equações 2, 3, 4 e 5: fl fl pmf N fl é( T max + T mn ) pmf ë 1 2 N fl é( Tm + T mn ) ë 1 2 N pmfl é( T max + Tb) ë 1 2 N pmfl é( Tm + Tb) 1 ë 2 -Tbú (se Tm > Tmax e Tmn > Tb) (2) -Tbú (se Tmax > Tm e Tmn > Tb) (3) -Tbú (se Tm > Tmax e Tb > Tmn () ) (4) -Tbú(se Tmax > Tm e Tb > Tmn () ) (5) em que Tmax e Tmn se referem, respectvamente, às temperaturas ( C) máxma e mínma dára do ar, e Tb e Tm às temperaturas basas nferor (10 C) e superor (30 C) da cultura, respectvamente. Os graus-da relatvos () que foram assocados a uma escala relatva de estádos fenológcos (índce fenológco, ) de 0 a 1 (0 Emergnca; 1 ponto de maturdade fsológca) foram estmados conforme a equação 6: (6) pmf em que refere-se ao número de graus-da do -ésmo da após a emergnca. RESULTADOS E DISCUSSÃO A ntrodução da cultura em certa regão pode ser prevsta utlzando a determnação do número de graus da, fazendo-se uso das varações meteorológcas (temperatura), assocadas às observações fenológcas das plantas. Na TABELA 2 e na TABELA 3 são apresentados os graus-da necessáros para que os trs híbrdo, nas trs épocas de semeadura, expressassem os seus dferentes estádos fenológcos. Na época 1, o período entre a emergnca das plântulas e o estádo fenológco caracterzado com a emssão de 12 folhas (estádo 3) fo semelhante nos trs híbrdos em termos de das após a emergnca e grausda. Por outro lado, os trs híbrdos, tanto na época 2 quanto na época 3, começaram a dferr em termos de desenvolvmento a partr do estádo caracterzado com a emssão de 4 folhas (estádo 2). No entanto, os trs híbrdos nas trs épocas de semeadura apresentaram maores dferenças no estádo caracterzado com a emssão do pendão (estádo 4), sendo mas semelhantes, em termos de undades térmcas para uma mesma época, os híbrdos I e III. Os graus-da necessáros para atngr o estádo fenológco caracterzado com o níco do florescmento (estádo 5) foram menores na época 3 e maores na época 2 para os trs híbrdos refletndo-se no rendmento da cultura, conforme mostrado na Fgura 1. Observa-se na Fgura 1 que o rendmento de grãos dmnu à medda que a temperatura méda durante a fase vegetatva aumenta. Isso ocorreu devdo a época de semeadura estar restrta ao níco do período de chuva (agrcultura de sequero). Por esse motvo, não se observaram respostas crescentes de rendmento com o aumento da temperatura. Também, pode-se observar que sequero com boa dstrbução de chuva durante o cclo da cultura). Observa-se na TABELA 3 que nas trs épocas de semeadura o híbrdo I fo o prmero a atngr o ponto de maturdade fsológca, verfcando-se a sua precocdade, conforme as característcas obtdas da Dvsão de Sementes Híbrdas da Cargll Brasl. Em trabalhos para determnação de épocas de semeadura, realzados por Scenta Agrcola, v.57, n.3, p , jul./set. 2000

4 380 Gadol et al. TABELA 2 - Eventos caracterzados nos trs híbrdos e nas trs épocas, desde a semeadura até o fnal da fase de crescmento vegetatvo (níco do florescmento). ÉPOCA 1 ÉPOCA 2 ÉPOCA 3 HÍBRIDO HÍBRIDO HÍBRIDO I II III I II III I II III DAS No. Folhas DAS No. Folhas DAS No. Folhas 0 0 S 0 S 0 S 0 S 0 0 S 0 S 0 S 0 S 0 0 S 0 S 0 S 0 S DAS das após a semeadura; graus-da; S Semeadura. Estádo fenológco: 0 Emergnca; 1 4 folhas; 2 8 folhas; 3 12 folhas; 4 emssão do pendão; 5 níco do florescmento. TABELA 3 - Eventos caracterzados nos trs híbrdos e nas trs épocas, desde a fase de florescmento até a colheta. ÉPOCA 1 ÉPOCA 2 ÉPOCA 3 HÍBRIDO HÍBRIDO HÍBRIDO I II III I II III I II III DAS No. Folhas DAS No. Folhas DAS No. Folhas C C C C C C C C C DAS das após a semeadura; graus-da. Estádo fenológco: 5 florescmento; em % de conteúdo de água: 6 grão letoso; 7 grão pastoso; 8 grão farnáceo; 9 grão duro e 10 ponto de maturdade fsológca. C colheta. Scenta Agrcola, v.57, n.3, p , jul./set. 2000

5 Caracterzação fenológca de mlho 381 Brunn et al. (1994), o mesmo híbrdo apresenta-se mas precoce em relação a outras cultvares estudadas. Comparando as trs épocas de semeadura, observa-se, na TABELA 2 e na TABELA 3 que a redução do cclo da cultura, desde a semeadura até o ponto de maturdade fsológca, fo de 7 das para os híbrdos I e III e de 8 das para o híbrdo II. A maor duração do cclo apresentou-se no híbrdo II na época 1 (1740 ). Percebe-se anda que a medda que a semeadura é retardada, ocorre uma redução na Rendmento (kg ha -1 ) ,1 24,1 24,7 ( 0 C) Época 1 Época 2 Época 3 HÍBRIDO I HÍBRIDO II HÍBRIDO III Fgura 1 - Varação do rendmento médo de grãos em função da temperatura méda na fase vegetatva da cultura do mlho nas trs épocas de semeadura. duração do cclo por causa do encurtamento da fase vegetatva com leve ncremento dos graus-da na época II para os trs híbrdos. Para um mesmo híbrdo, a duração da fase reprodutva fo smlar nas trs épocas de semeadura. A caracterzação fenológca dos híbrdos permtu evdencar a relação funconal entre fenologa e graus-da na cultura do mlho. Na Fgura 2 e na Fgura 3 apresentase a relação entre a fenologa e os graus da em termos relatvos. Na prmera das fguras pode-se observar uma relação funconal lnear das referdas varáves para cada híbrdo nas trs épocas de semeadura. Sendo assm, generalzou-se essa relação por materal genétco (Fgura 3a, b e c) e depos, para a cultura do mlho (Fgura 3d). Observa-se na TABELA 4 que o híbrdo I nas trs épocas apresentou número de fleras superor em relação aos híbrdos II e III. Os híbrdos precoces mostraram redução no número de grãos com o atraso da semeadura, o que concde com os resultados encontrados por Noldn e Mundstock (1988). Na TABELA 5 são apresentados os resultados referentes ao número médo de grãos por espga. O número de grãos, assm como a massa méda do grão, decresceu a medda que a semeadura fo atrasada. O maor número de grãos por espga observouse no híbrdo III na época 1 e no menor no híbrdo I na 1,035. R 2 0,9766** 1,0401. R 2 0,9877** 1,0204. R 2 0,9906** (a) (b) (c) 1,014. R 2 0,9887** 7. R 2 0,9945** 0,9999. R 2 0,9956** (d) (e) (f) 1,0294. R 2 0,985** 1,018. R 2 0,9935** 1,0106. R 2 0,9934** Scenta Agrcola, v.57, n.3, p , jul./set (g) (h) () Fgura 2 - Relação entre graus-da e fenologa da cultura em termos relatvos. a, b, c: híbrdo I nas épocas 1, 2 e 3 respectvamente; d, e, f: híbrdo II nas épocas 1, 2 e 3 respectvamente; g, h, : híbrdo III nas épocas 1, 2 e 3 respectvamente. (Sgnfcatvo a 1% de R 2 9;0,01 0,54).

6 382 Gadol et al. 1,0318. R 2 0,986** 69. R 2 0,994** (a) (b) 1,0193. R 2 0,991** 1,0194. R 2 0,992** (c) (d) Fgura 3 - Relação entre o índce de fenologa e número relatvo de graus-da nas trs épocas de semeadura referente ao híbrdo I (a), híbrdo II (b), híbrdo III (c) e cultura de mlho (d) (méda relatva dos trs híbrdos). (Sgnfcatvo ao nível de 1% de probabldade: R 2 9;0,01 0,54). TABELA 4 - Número médo de fleras x número médo de grãos por flera na espga referente aos híbrdos utlzados nas dferentes épocas de semeadura. Época Híbrdo I II III 1 1 5,0 3 x 34,1 8 14,40 x 37,80 1 4,4 0 x 40,0 3 (10,0x12,0) (8,4x10,4) (6,7x9,1) 2 16,11 x 33,14 1 4,4 4 x 36,8 1 14,27 x 38,53 (10,7x10,0) (11,0x8,0) (8,0x6,9) 3 15,45 x 28,60 1 3,8 8 x 36,1 2 13,78 x 3285 (10,5x13,7) (9,1x6,0) (12,3x14,0) M éda 15,53 x 32,10 14,24 x 36,91 14,15 x 37,14 Valores entre parnteses referem-se ao coefcente de varação (CV, %) do número médo de fleras e número médo de grãos por flera. época 3, entretanto o híbrdo II mostrou maor establdade entre épocas em relação a este componente do rendmento. A massa méda por undade de grão decresce para todos os híbrdos a medda que se retarda a época de semeadura. O rendmento nas épocas 1 e 2 fo semelhante, ocorrendo na época 3 dmnução acentuada para os híbrdos I e III. O híbrdo II apresentou menor redução no rendmento na tercera época de semeadura, devdo o mesmo possur maor soma calórca. Observa-se na Fgura 1 que o rendmento de grãos dmnu à medda que a temperatura méda durante a fase vegetatva aumenta. Também, materal com maor soma calórca (híbrdo II) é mas recomendado para época de maor temperatura méda. TABELA 5 - Número médo de grãos por espga (Ne), massa de 100 grãos (M100) e rendmento. Época Ne M100, Rendmento I II III I II III I II III grãos espga -1 g (100grãos) -1 kg ha ,2 36,2 35, ,0 35,1 34, ,2 32,8 31, Méda ,5 34,7 34, CONCLUSÃO Há uma temperatura méda do ar correspondente ao máxmo rendmento de grãos. Os estádos fenológcos da cultura podem ser prevstos por meo do conhecmento prévo da sére hstórca de temperatura da localdade e da soma calórca requerda pelo materal genétco para atngr o ponto de maturdade fsológca. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BERLATO, M.A.; MATZENAUER, R.; SUTILI, V.R. Relação entre temperatura e o aparecmento de fases fenológcas do mlho (Zea mays L.). Agronoma Sulrograndense, v.20, p , BRASIL. Mnstéro da Agrcultura. Regras para análse de sementes. Brasíla, p. Scenta Agrcola, v.57, n.3, p , jul./set. 2000

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