FACULDADE CENTRO MATO-GROSSENSE CURSO DE AGRONOMIA ADAPTABILIDADE E ESTABILIDADE DE GENÓTIPOS DE SOJA NO ESTADO DO MATO GROSSO GILSON BURCKHARDT
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1 FACULDADE CENTRO MATO-GROSSENSE CURSO DE AGRONOMIA ADAPTABILIDADE E ESTABILIDADE DE GENÓTIPOS DE SOJA NO ESTADO DO MATO GROSSO GILSON BURCKHARDT SORRISO-MT 2015
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3 DEDICATÓRIA Dedico aos meus pais Harri Burckhardt e Ingrid Burckhardt e ao meu filho João Gabriel Lemes Burckhardt. Obrigado por acreditar em mim.
4 AGRADECIMENTOS A minha orientadora Professora Me. Alessandra Sinaidi Zandonadi, por todas as horas de dedicação, aconselhamentos e ajuda para a realização desse trabalho. A todos os professores e colegas do curso de agronomia, por todo conhecimento e companheirismo adquiridos nesta jornada. A toda minha família e meu filho João Gabriel, pelo apoio e paciência durante todo o curso. A todas as pessoas que ajudaram na realização deste trabalho, a Du Pont do Brasil S.A Divisão Pioneer Sementes, em especial ao Dr. David Carlos Baffa, por sua dedicação e comprometimento. A Deus, por mais essa conquista em minha vida.
5 Que os vossos esforços desafiem as impossibilidades, lembrai-vos de que as grandes coisas do homem foram conquistadas do que parecia impossível. Charles Chaplin
6 RESUMO Este trabalho teve o objetivo de avaliar o desempenho a adaptabilidade e a estabilidade de 24 genótipos de soja (Glycine max (L.) Merrill), sendo 16 linhagens do programa de melhoramento de soja da Du Pont do Brasil S.A Divisão Pioneer Sementes e 8 testemunhas comercialmente utilizadas no estado do Mato Grosso. Os experimentos foram conduzidos na safra agrícola 2014/15, nas microrregiões produtoras de soja, Nordeste e Médio-Norte de Mato Grosso. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso, com três repetições. Foram realizadas análises individual e conjunta, considerando a produtividade dos genótipos nos diferentes locais. A adaptabilidade e estabilidade dos genótipos foram avaliadas pelo método de Eberhart e Russel (1966). A produção média das cultivares nos ensaios foi de kg ha -1 de grãos. O resultado da análise de variância conjunta mostrou efeitos significativos dos ambientes (ensaios) e da interação G x A, a qual em sua predominância foi do tipo complexa para todos os pares de ensaios. Os genótipos 9, 14 e 13 e as testemunhas 3, 6 e 8 foram classificadas como sendo de adaptabilidade específica a ambientes favoráveis e obtiveram produtividades acima da média. Os genótipos 2, 8 e 11 e as testemunhas 1, 4 e 7 foram classificados como sendo de adaptabilidade específica a ambientes desfavoráveis. O genótipo 11, além de apresentar uma produtividade superior à média, possui uma adaptabilidade específica para ambientes desfavoráveis, mas foi o que apresentou superioridade relativa de rendimento com 91.49%. Palavras chave: Glycine max,linhagens, Produtividade.
7 ABSTRACT This work aimed to evaluate the performance adaptability and stability of 24 soybean (Glycine max (L.) Merrill), 16 strains of soybean breeding program of Du Pont of Brazil SA - Division Pioneer Seeds and 8 witnesses used commercially in the state of Mato Grosso. The experiments were conducted in the 2014/15 harvest, the producing soy micro-regions, Northeast and Middle North of Mato Grosso. The experimental design was a randomized block design with three replications. Individual and joint analyzes were performed considering the productivity of genotypes in different locations. Adaptability and stability of genotypes were evaluated by the method of Eberhart and Russell (1966). The average production of the cultivars in trials was 3128 kg ha -1 of grain. The result of the analysis of variance showed significant effects of environments (tests) and G x E interaction, which in its predominance was the complex type for all pairs of trials. The genotypes 9, 14 and 13 and witnesses 3, 6 and 8 were classified as being favorable adaptability to specific environments and obtained above average productivity. Genotypes 2, 8 and 11 and witnesses 1, 4 and 7 were classified as being of particular adaptability to unfavorable environments. The genotype 11 and presents a higher than average productivity, has a specific adaptability to harsh environments, but showed the yield relative superiority with 91.49%. Key words: Glycine max, strains, Productivity.
8 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Altitude, latitude, longitude e data de semeadura de ensaios de competição de linhagens de soja, de ciclo semiprecoce/médio, no estado do Mato Grosso...14 Tabela 2 - Produção média de grãos (Média), variância dos tratamentos (QmTrat), variância residual (QmR) e coeficiente de variação (Cv) de ensaios de competição de genótipos de soja em sete ambientes, no estado do Mato Grosso MT, na safra 2014/ Tabela 3 - Resumo da análise de variância conjunta da produtividade de grãos (kg ha-1), de cultivares de soja em sete ambientes, no Estado do Mato Grosso, na safra de 2014/ Tabela 4 - Estimativa dos coeficientes de ß0, ß1 e S²d utilizando o método de Eberhart e Russel (1966) para produtividade (sacas ha -1 ) de grãos, em sete locais de cultivo no Mato Groso...18
9 SUMÁRIO INTRODUÇÃO REVISÃO BIBLIOGRÁFICA MELHORAMENTO GENÉTICO DA SOJA INTERAÇÃO GENÓTIPO x AMBIENTE ESTABILIDADE E ADAPTABILIDADE MATERIAIS E MÉTODOS MÉTODO DE EBERHART E RUSSEL (1966) RESULTADOS E DISCUSSÃO CONCLUSÕES REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...21
10 10 INTRODUÇÃO Programa de melhoramento de plantas visa à obtenção de genótipos com alta produtividade, estabilidade de produção e ampla adaptabilidade aos mais variados ambientes da região para a qual são recomendados. De acordo com a demanda de alimentos mundial, que aumenta a cada ano, os programas de melhoramento genético estão passando por grandes mudanças para chegar a cultivares que tragam bons resultados na produtividade. Borém e Miranda (2009), afirmam que as condições edafoclimáticas, associadas à práticas culturais, ocorrência de patógenos e outras variáveis que afetam o desenvolvimento das plantas, são coletivamente denominadas ambientes. A interação de genótipo com ambiente (GxE), definida como a resposta diferencial dos genótipos à variação do ambiente, dificulta a seleção de genótipos amplamente adaptados. Além disso, essa interação pode inflacionar as estimativas de variância genética, resultando em superestimativas dos ganhos genéticos, esperados com a seleção e em menor êxito, dos programas de melhoramento (DUARTE & VENCOVSKKY,1999). Conforme Borém e Miranda (2009), a soja é originada de clima temperado, com ampla adaptação aos climas subtropical e tropical, considerada uma das mais importantes leguminosas do mundo. Segundo dados da USDA (Departamento de Agricultura dos Estados Unidos), na safra de 2013/2014, os Estados Unidos produziram 88,66 milhões de toneladas, seguidos do Brasil com 88 milhões de toneladas, Argentina com 53,5 milhões de toneladas e China com 12,2 milhões de toneladas de soja. A safra 2013/2014 teve um incremento de 6% com relação à safra Brasileira anterior. Devido ao aumento da população mundial o melhoramento genético de plantas tem papel fundamental na produção de alimentos, a continuidade nos seus programas é a única forma de assegurar que as cultivares estejam prontamente disponíveis quando necessitadas. De acordo com Borém e Miranda (2009), se não fosse realizado o melhoramento de plantas no último século, as cultivares disponíveis somente suportariam a população de alguns milhões de pessoas e a população mundial jamais teria atingido os 6,6 bilhões.
11 11 Conforme o relatório da Companhia Nacional de Abastecimento, (CONAB 2013), o Mato Grosso é o maior responsável pela produção de soja do Brasil, com área de plantio estimada em ,9 milhões de hectares na safra 2013/2014 e produção de ,5 milhões de toneladas, demonstrando a importância do estado perante a produção desta leguminosa. E para isso necessita de mais incremento em pesquisas que desenvolva cultivares mais adaptados para as diversas localidades produtoras. O objetivo deste trabalho foi avaliar o rendimento de grãos e comportamento em relação a adaptabilidade e estabilidade dos genótipos de soja, no estado do Mato Grosso.
12 12 1 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 1.1 MELHORAMENTO GENÉTICO DA SOJA O programa de melhoramento genético da soja é um processo contínuo de desenvolvimento de novas cultivares, com grande potencial produtivo, para localidades específicas. Os objetivos dos programas de melhoramento visam à solução das limitações reais ou potenciais das cultivares frente aos fatores bióticos e abióticos que interferem na produção da soja (BORÉM e MIRANDA, 2009). As hibridações são realizadas para desenvolver germoplasma com variabilidade genética e as populações segregantes são conduzidas por métodos tradicionais de melhoramento de plantas autógamas, para permitir a seleção e a avaliação de genótipos com as características agronômicas desejadas nas novas cultivares (ALMEIDA et al., 1999). Para Borém e Miranda (2009) o melhoramento de plantas é a mais valiosa estratégia para o aumento da produtividade de forma sustentável e ecologicamente equilibrada. Desde a época dos primeiros agricultores, as sementes dos tipos mais desejáveis eram separadas para a propagação da espécie. Os programas de melhoramento genético são uma das tecnologias que tem contribuído para a estabilidade de produção e aumento de produtividade, que é feito através da criação de novas cultivares. Uma cultivar de soja deve ter alta produtividade, estabilidade de produção e ampla adaptabilidade aos mais variados ambientes existentes na região onde é recomendada. A resistência genética às principais doenças e pragas e a tolerância aos fatores limitantes edafo-climáticos são garantias de estabilidade de produção e de retorno econômico que podem ser ofertadas com o uso de semente de cultivares melhoradas (ALMEIDA et al., 1999). 1.2 INTERAÇÃO GENÓTIPO x AMBIENTE Borém e Miranda (2009), afirmam que a interação G x E é um importante e desafiante fenômeno para melhoristas e agrônomos que atuam nos testes comparativos e na recomendação de cultivares. Quanto maior a diversidade genética entre os genótipos e os ambientes, de maior importância será essa interação.
13 13 De acordo com suas característica fenotípicas, as plantas podem-se ajustar à variação no seu ambiente, que é inversamente proporcional a sua heterozigoze. A interação genótipo versus época de semeadura, anos, locais ou o conjunto deles, torna complexa a seleção de genótipos superiores, pois reduz a precisão da avaliação dos genótipos (ALLIPRANDINI et al., 1993). Se a interação G x E for significativa, o melhorista precisa adotar critérios para a interpretação dos dados, pois é especialmente importante saber se a interação resultou da alteração na ordem de méritos dos genótipos de um ambiente para outro ou de uma simples alteração na magnitude das diferenças entre os genótipos (BORÉM e MIRANDA, 2009). 1.3 ESTABILIDADE E ADAPTABILIDADE Segundo Borém e Miranda (2009), a adaptabilidade de um cultivar refere-se à sua capacidade de aproveitar vantajosamente as variações do ambiente. A estabilidade de comportamento refere-se à sua capacidade de apresentar-se altamente previsível mesmo com as variações ambientais. O estudo de adaptabilidade e estabilidade serve para a identificação de genótipos de comportamento previsível e que sejam responsivos às variações ambientais, em condições específicas (CRUZ & REGAZZI, 1994). Quando se generaliza a recomendação de cultivares levando-se somente em consideração a produtividade média obtida nos ambientes testadores. Essa indicação generalizada, sem considerar a existência de ambientes favoráveis e desfavoráveis, pode beneficiar ou prejudicar as cultivares com adaptações específicas a esses dois tipos de ambientes (CARNEIRO, 1998). A adaptabilidade e a estabilidade de um cultivar dependem da sua constituição genética, isto é, do número de genótipos que a constitui e da heterozigose dos genótipos. São características do cultivar e lhe permitem responder aos fatores limitantes do ambiente e usufruir dos fatores favoráveis (BORÉM e MIRANDA, 2009).
14 14 2 MATERIAIS E MÉTODOS No ano agrícola 2014/15, foram instalados 7 ensaios de competição de cultivares de soja, no estado do Mato Grosso MT, em duas regiões distintas (Nordeste e Médio Norte). No médio Norte Br 163), os ensaios foram alocados em Sinop, Sorriso, Pontal do Verde, Tapurah e na região Nordeste (Vale do Araguaia), foram alocados em Querência, Porto Alegre do Norte e Confresa. Tabela 1. Altitude, latitude, longitude e data de semeadura de ensaios de competição de linhagens de soja, de ciclo semiprecoce/médio, no estado do Mato Grosso. Município Região Altitude Latitude Longitude Sinop Médio Norte 345 m S W Pontal do Verde Médio Norte 365 m S W Sorriso Médio Norte 369 m S W Tapurah Médio Norte 388 m S W Porto Alegre do Norte Querência Confresa Vale do Araguaia 205 m S W Vale do Araguaia 350 m S W Vale do Araguaia 240 m S W Data de semeadura 31 de Outubro de de Novembro de de Outubro de de Novembro de de Outubro de de Novembro de de Outubro de 2014 A unidade experimental foi composta por quatro linhas de 5,0 m de comprimento, com espaçamento de 0,50 m entre fileiras, área útil da parcela representada pelas duas fileiras centrais, eliminando-se as bordaduras. O plantio dos locais foi realizado no período de 25 de outubro a 14 de novembro de As linhagens avaliadas pertencem ao ciclo precoce/médio, provenientes do Programa de Melhoramento Genético da Empresa Du Pont do Brasil S.A Divisão Pioneer Sementes, comparando-as com testemunhas, de acordo com seu grupo de maturação. O delineamento experimental foi de blocos casualizados, com três repetições, onde testou-se 16 linhagens e 8 testemunhas. Na ocasião da semeadura de cada local, procedeu-se a inoculação das sementes na proporção de 6 x 10 9 células ml -1
15 15 de Bradyrhizobium japonicum por semente, utilizando-se 150 ml/ha. As estirpes presentes no inoculante eram: SEMIA 5079 e SEMIA A adubação foi realizada de acordo com a recomendação para a cultura, utilizando-se o formulado , 500 Kg ha -1. O controle das plantas daninhas, pragas e doenças, foram realizados sempre que se fizeram necessários. A colheita foi realizada de forma mecânica com auxílio de uma colhedora de parcelas experimentais da empresa Almaco, modelo SPC 20. As duas linhas laterais forma descartadas colhendo apenas as duas centrais, totalizando cinco m 2 cada parcela. Após a colheita, todas as parcelas foram levadas para a estação de pesquisa da Pioneer Sementes em Sorriso MT e as que possuíam umidade de grão acima de 14% foram levados ao secador e secas até a umidade igual ou inferior a 14%. Após a secagem, todas as parcelas foram analisadas, determinando a umidade e peso de cada uma, com auxílio de determinador de umidade marca Agrologic modelo Al 102 ECO e balança de precisão marca Toledo modelo Feito isso, foi estimada a produtividade de cada parcela, em kg.ha -1, corrigido para 14% de umidade. Na análise de adaptabilidade e estabilidade, foi utilizado a metodologia de Eberhart e Russel (1966). Todas as análises foram realizadas no aplicativo computacional em genética e estatística Genes (CRUZ, 2006). 2.1 MÉTODO DE EBERHART E RUSSEL (1966) Eberhart e Russell (1966) expandiram o modelo proposto por Finlay e Wilkinson (1963), sob os aspectos de que tanto os coeficientes de regressão dos valores fonotípicos de cada genótipo, em relação ao índice ambiental, quanto aos desvios desta regressão proporcionariam estimativas de parâmetros de estabilidade e adaptabilidade. A adaptabilidade é dada em função do coeficiente de regressão (β1) de modo que: quando β 1 = 1, os genótipos são de adaptabilidade ampla; β 1 > 1, os genótipos apresentam adaptabilidade específica a ambientes favoráveis e β 1 < 1, os genótipos são de adaptabilidade específica a ambientes desfavoráveis. A estabilidade está relacionada com a previsibilidade de comportamento dado pelo
16 16 componente de variância devido aos desvios da regressão (σ²d), sendo estáveis quando σ²d = 0, e pouco estáveis quando σ²d 0. 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO As análises de variância individuais para produção de grãos (Tabela 2), mostraram efeito significativo dos genótipos em alguns ambientes do estudo. Identificamos tais locais como sendo, os ambientes de Sinop com kg ha -1, Confresa kg ha -1, Querência kg ha -1, Porto Alegre do Norte kg ha -1 e Sorriso kg ha -1, que ainda apresentaram valores superiores à média do Estado do Mato Grosso, que na safra 2013/2014 foi kg ha -1 e na safra de 2014/15 de kg ha -1 (CONAB, 2015) e não significativo, nos ambientes Pontal do Verde kg ha -1 e Tapurah kg ha -1. Considerando que o ambiente favorável é aquele que permite média de produção dos genótipos acima da média geral de todos os ensaios, resultando, em índices positivos. Dentre os fatores que podem tornar o ambiente mais favorável, podemos destacar alguns como: épocas de plantios com distribuição regular das chuvas durante as fases vegetativas e reprodutivas, resultando em um melhor desempenho dos cultivares. Tabela 2 - Produção média de grãos (Média), variância dos tratamentos (QmTrat), variância residual (QmR) e coeficiente de variação (Cv %) de ensaios de competição de genótipos de soja em sete ambientes, no estado do Mato Grosso MT, na safra 2014/15. Ambientes Média (kg ha -1 ) Qm Trat Qm R F CV (%) Sinop ,51 42,60 2.1*, 11,21 Pontal do Verde ,70 11, ns, 8,70 Sorriso ,70 62, *, 14,94 Tapurah ,28 15,36 1,64 ns, 8,69 Porto Alegre do Norte ,09 31, *, 9,99 Querência ,20 53, *, 12,84 Confresa ,67 32, *, 9,95 ns, * = não significativo e significativo, respectivamente, a 5% de probabilidade pelo teste F. A produção média dos experimentos foi de kg ha -1 de grãos, resultado próximo ao observado por Polizel et al. (2013), que avaliando 16 genótipos de soja
17 17 em três locais nas safras 2004/05 e 2005/06 no Estado de Mato Grosso, encontraram média de kg ha -1 e na safra 2005/06 encontraram uma média de kg ha -1. Os coeficientes de variação (CV) variaram de baixo (8,69% em ambiente de Tapurah) a alto (14,94% em ambiente de Sorriso),indicando precisão no controle das causas de variação de ordem sistemática dos ambientes experimentais, para a produtividade de grãos, que é uma característica quantitativa muito influenciada pelo ambiente. Segundo Carvalho et al. (2003), o coeficiente de variação máximo para produtividade de grãos de soja a campo é de 16%. O resultado da análise de variância conjunta mostrou efeitos significativos dos ambientes e da interação G x A, a qual foi do tipo complexa para os pares de ambientes (Tabela 3), justificando estudos de adaptabilidade e estabilidade e de agrupamento de ambientes. Tabela 3. Resumo da análise de variância conjunta da produtividade de grãos (kg ha -1 ), de cultivares de soja em sete ambientes, no Estado do Mato Grosso, na safra de 2014/15. FONTE DE VARIAÇÃO GL SQ QM F BLOCOS/AMB ,56 36,47 BLOCOS 2 112,49 56,24 BL x AMB ,06 33,17 TRATAMENTOS ,22 179,88 1,71* AMBIENTES , ,55 27,80* TRATxAMB ,69 105,21 2,96* RESÍDUO ,04 35,51 TOTAL ,79 MÉDIA 52,14 CV(%) 11,43 * = significativo, a 5% de probabilidade pelo teste F. De acordo com o método proposto por Eberhart e Russell (1966), o genótipo ideal é aquele que possui média alta, coeficiente de regressão igual a 1,0 e desvio de regressão menor possível. Conforme a Tabela 4, podemos observar que os genótipos estudados apresentaram coeficientes de regressão significativos,
18 18 caracterizando que o desempenho dos mesmos é diretamente proporcional à melhora do ambiente. A média geral do genótipo, o coeficiente de regressão linear, os desvios de regressão e o coeficiente de determinação de cada genótipo estudado encontram-se na Tabela 4. A linhagem 9 e a testemunha 6 alcançaram as maiores médias de produtividade (3.425 e kgs ha -1 ), contudo, não diferem significativamente das médias dos demais genótipos, ao nível de 5% de significância pelo teste de Scott e Knott (1974) (Tabela 4). Tabela 4. Estimativa dos coeficientes de ß0, ß1 e S²d utilizando o método de Eberhart e Russel (1966) para produtividade (kgs ha -1 ) de grãos, em sete locais de cultivo no Mato Groso. Genótipo Produtividade (kgs ha -1 ) ß0 ß1 t (ß1=1) S²d R²(%) Linhagem c Linhagem b * Linhagem e Linhagem e Linhagem c Linhagem d * Linhagem d Linhagem ª Linhagem ª * Linhagem d * Linhagem b * Linhagem e * Linhagem b * Linhagem b Linhagem c * Linhagem d Testemunha ª.99* Testemunha b Testemunha ª Testemunha ª * Testemunha d.94* * Testemunha ª * Testemunha b * Testemunha b * Variância V(ß0) :.0476 Variância V(ß1):.001 Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem entre si pelo teste de agrupamento de médias de Scott Knott a 5% de probabilidade. ** significativo a 1 % de probabilidade pelo teste F
19 19 Verificando os resultados (Tabela 4), os genótipos 9, 14 e 13, e as testemunhas 3, 6 e 8 foram classificadas como sendo de adaptabilidade específica a ambientes favoráveis cujo β1 foi maior que 1, e produziram acima da média. Os genótipos 2, 8 e 11 e as testemunhas 1, 4 e 7 foram classificados como sendo de adaptabilidade específica a ambientes desfavoráveis pois β1 é menor que 1. O genótipo 11 além de apresentar uma produtividade superior à média, possui uma adaptabilidade específica para ambientes desfavoráveis, mas foi o que apresentou superioridade relativa de rendimento com 91,49%. Os genótipos 3 e 4 foram os que apresentaram as menores produtividades, bem abaixo da média geral seu β1 é menor que 1, sendo assim não são recomendadas para o plantio no estado do Mato Grosso. Quando se analisa os parâmetros que avaliam a estabilidade fenotípica: coeficiente de determinação (R²) e os desvios de regressão (S²d) observa-se, na Tabela 4, que todos os desvios de regressão (S²d) foram estatisticamente significativos, indicando baixa estabilidade. Em casos como este, Pinthus, (1973) recomenda a utilização do coeficiente de determinação R² em substituição ao parâmetro S²d, em virtude da alta correlação positiva entre estes dois parâmetros. Analisando os coeficientes de determinação, observa-se que, os genótipos 6, 11,12, 15 e as testemunhas 6 e 8 apresentaram R² acima de 80%. Raizer e Vencovsky (1999) relatam que o coeficiente de determinação superior a 80% representa uma baixa dispersão dos dados, indicando alta confiabilidade no tipo de resposta ambiental determinado pelas regressões. Para Cruz e Regazzi (2006), quando se quer explicar o comportamento de um genótipo em função do ambiente utiliza-se esse valor como referencial para que a regressão explique satisfatoriamente o comportamento de um genótipo.
20 20 4 CONCLUSÕES 1. As linhagens 9, 13 e 14 apresentam potencial para serem cultivados no estado do Mato Grosso. 3. Já os genótipos que apresentam adaptabilidade específica a ambientes desfavoráveis são os genótipos 2, 8 e 11 e as testemunhas 1, 4 e O genótipo 11 possui uma adaptabilidade específica para ambientes desfavoráveis, e o que apresentou superioridade relativa de rendimento com 91,49%.
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Anais do Conic-Semesp. Volume 1, 2013 - Faculdade Anhanguera de Campinas - Unidade 3. ISSN 2357-8904 TÍTULO: AVALIAÇÃO REGIONAL DE CULTIVARES DE FEIJÃO NO ESTADO DE MATO GROSSO DO SUL CATEGORIA: EM ANDAMENTO
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