COMPARAÇÃO DE MÉTODOS PARA ESTUDO DA ADAPTABILIDADE E ESTABILIDADE EM FEIJÃO-CAUPI

Área: Genética e melhoramento COMPARAÇÃO DE MÉTODOS PARA ESTUDO DA ADAPTABILIDADE E ESTABILIDADE EM FEIJÃO-CAUPI Wener Santos de Almeida 2 ; Francisco Rondo Belem Fernandes 1 ; Edibergue Oliveira dos Santos 3 ; Elizita Maria Teófilo 4 ; Cândida Hermínia Campos de Magalhães Bertini 5. Eng Agrônomo, mestrando em Engenharia Agrícola, Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, CP 6035, 60356-000, Fortaleza-CE, E-mail: ronaldoagroufc@gmail.com;1. Eng Agrônomo, mestrando em fitotecnia, Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, CP 6035, 60356-000, Fortaleza- CE,2 Graduando em Agronomia, Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, CP 6035, 60356-000, Fortaleza-CE Eng Agrônomo, Pesquisadora, Depto. de Fitotecnia, Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, CP 6035, 60356-000, Fortaleza-CE Eng Agrônomo, Prof. Adjunto, depto. de Fitotecnia, Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, CP 6035, 60356-000, Fortaleza-CE; 5. Resumo O presente trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar sete métodos estatísticos para analisar a adaptabilidade e estabilidade da produtividade de genótipos de feijão-caupi. Os métodos utilizados foram: Tradicional, Plaisted & Peterson, Finlay & Wilkinson, Eberhart & Russel, Lin & Binns, Annicchiarico e Wricke. Para o estudo da adaptabilidade e estabilidade é recomendada a utilização dos métodos Lin e Binns ou Annicchiarico com o auxílio do método proposto por Eberhart e Russel. Palavras-chave: Vigna unguiculata L. Walp, produtividade, ambiente, genótipo. Introdução O feijão-caupi (Vigna unguiculata L. Walp) é importante para o nordeste do Brasil devido a sua razoável adaptação as condições edafoclimáticas e sistemas de cultivo, quando comparada às demais leguminosas. No entanto, nem sempre apresenta bons níveis de rendimento (Benvindo et al., 2010). Um dos fatores que podem contribuir com os baixos rendimentos registrados na cultura é a interação entre genótipos e ambientes, fator que interfere diretamente na produtividade de grãos. Assim, o melhoramento de plantas vem buscando obter genótipos menos sensíveis às variações ambientais (Rocha et al., 2010). Esses genótipos são materiais com alta adaptabilidade e estabilidade (Pereira et al., 2009). Devido a importância do estudo da avaliação da interação genótipo e ambiente e da adaptabilidade e estabilidade, vários métodos, baseados em diferentes princípios, foram descritos. Diante destes, deve-se dar preferência àquele que garanta ao melhorista uma maior segurança nas indicações dos genótipos (Cargnelutti Filho et al., 2007). Assim nos trabalhos de adaptabilidade e estabilidade, deve-se considerar a existência das relações entre os métodos (Pereira et al., 2009), com a possibilidade de escolher o mais simples e de fácil interpretação. No entanto, na ausência da relação entre determinados métodos, a indicação de genótipos passa a depender do método utilizado, havendo necessidade de escolher o mais eficiente (Cargnelutti Filho et al., 2009). O presente trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar sete métodos estatísticos para analisar a adaptabilidade e estabilidade da produtividade de genótipos de feijão-caupi. Material e Métodos Inicialmente, foi realizada uma pré-seleção entre 500 genótipos, resultando em 22 genótipos com características superiores quanto aos componentes de produção, importantes para a produção de grãos. Neste estudo foram utilizados 22 genótipos de feijão-caupi (CE-03, CE-25, CE-31, CE-46, CE-73, CE-77, CE-104, 1

CE-113, CE-596, CE-790, CE-796, CE-798, CE-930, CE-933, CE-937, CE-939, CE-940, CE-946, CE-947, CE- 949, CE-956 e CE-957) todos oriundos do Banco Ativo de Germoplasma de feijão-caupi (BAGCaupi) do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Ceará (CCA/UFC). A maioria destes genótipos apresenta diferenças quanto ao porte da planta, cor da flor e cor da semente. Os quatro experimentos considerados no presente trabalho foram conduzidos em diferentes períodos (período seco e das águas do ano agrícola de 2010) e locais (Cascavel, Fortaleza, Quixadá e Pentecoste). Nos municípios de Cascavel e Quixadá as semeaduras foram realizadas nos dias primeiro de abril e sete de abril, respectivamente (período das águas). O delineamento experimental adotado foi o de blocos ao acaso com quatro repetições em parcelas de 2,8 m x 4,0 m em Quixadá e Cascavel. Para eliminar o efeito da bordadura a área útil consistiu das duas fileiras centrais (5,6 m 2 ) totalizando 20 plantas/parcela. A adubação com NPK foi realizada de acordo com a análise de solo e, foi aplicado em fundação, por ocasião da semeadura. As capinas e o controle de pragas foram realizadas de acordo com a necessidade da cultura e o desbaste foi feito aos 15 dias após a semeadura, deixando-se uma planta por cova, resultando em uma população de 35.714 plantas ha -1 nas duas localidades. Nos municípios de Pentecoste e Fortaleza os experimentos foram iniciados nos dias sete de setembro e dezenove de outubro (período seco). O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso com quatro repetições, em parcelas de 4,0 m x 4,0 m (Pentecoste) e 2,0 m x 3,0 m (Fortaleza) sendo a área útil de 8 m 2 (Pentecoste) e 3 m 2 (Fortaleza). Os tratos culturais foram feitos de acordo com a necessidade da cultura e o desbaste foi realizado aos 15 dias após a semeadura deixando-se duas plantas por cova (Pentecoste) e uma planta por cova (Fortaleza), resultando em uma população de 50.000 e 66.666 plantas ha -1, respectivamente. As irrigações foram realizadas em sulco no município de Pentecoste e micro-aspersão no município de Fortaleza. Inicialmente realizou-se a análise de variância univariada com o objetivo de verificar a variabilidade entre os genótipos, realizando a correção do estande pelo método de covariância, usando o modelo definido pela equação, onde produção observada do genótipo i na repetição j, média geral do experimento, efeito do genótipo i, efeito do bloco j, desvio observado no estande e erro aleatório. Posteriormente foi realizado o estudo da adaptabilidade e estabilidade fenotípica dos genótipos pelos métodos: Tradicional, Plaisted & Peterson (1959), Finlay & Wilkinson (1963), Eberhart & Russel (1966), Lin & Binns (1988), Annicchiarico (1992) e Wricke (1965). A ordem de adaptabilidade e estabilidade, de cada método, foi definida conforme o seu conceito de estabilidade e número de parâmetros. Os parâmetros de estabilidade e adaptabilidade fornecidos por cada método foram utilizados com igual peso para definição da classificação dos genótipos. Como a média de produtividade é muito importante, além da classificação dos genótipos segundo os métodos utilizados, também foi obtida uma classificação considerando a média de produtividade como um dos parâmetros de adaptabilidade e estabilidade. Nesse caso, os genótipos foram classificados por ordem crescente, a partir da maior média. Estabelecendo-se assim a ordem de classificação quanto à adaptabilidade e estabilidade, utilizando procedimento semelhante ao relatado por Silva e Duarte (2006). Para a comparação dos métodos, foi estimada a correlação de Spearman entre as ordens de classificação obtidas com base nos parâmetros de estabilidade e adaptabilidade, para cada par de métodos bem como em relação à ordem de classificação dos genótipos em relação à média da produtividade. 2

As análises estatísticas foram realizadas utilizando-se o programa computacional Genes (Cruz, 2006). Resultados e Discussão As estimativas do coeficiente de correlação de Spearman, em relação às estimativas dos parâmetros obtidos nos sete métodos de análise de adaptabilidade e estabilidade na produtividade dos grãos de feijão-caupi, variaram de -0,70 a 0,97, o que mostra níveis distintos de concordância na classificação dos genótipos (Tabela 1). Em relação a esta variação do coeficiente de correlação de Spearman, Cargnelutti Filho et al. (2007) descrevem que coeficientes de correlação de Spearman podem variar de 1,00 a -1,00 indicando, respectivamente, total concordância e total discordância dos postos classificatórios entre as duas variáveis. No entanto, estes mesmos autores, acrescentam que é necessário realizar a interpretação para cada par de estimativas dos diferentes métodos, uma vez que, não necessariamente, o valor 1,00 indica máxima concordância entre os métodos avaliados, ou seja, fornecem as mesmas informações quanto à indicação de genótipos, e nem sempre o valor -1,00 indica a máxima discordância. Contudo, observou-se que os métodos Tradicional e Finlay & Wilkinson e os métodos Plaisted & Peterson e Wricke, apresentaram entre si correlação positiva, mostrando concordância na indicação de genótipos. A semelhança entre os métodos Tradicional e Finlay & Wilkinson pode ser justificada pelo fato de ambos avaliarem a adaptabilidade e estabilidade pela mínima variância entre os ambientes. Já, os métodos Plaisted & Peterson e Wricke, essa semelhança deve-se ao fato de que ambos usam a decomposição da soma de quadrados, da interação genótipos x ambientes, na derivação de seus parâmetros de estabilidade (Cruz e Regazzi, 2003). Estes métodos apresentaram correlações negativas com a produtividade média (Tabela 1), indicando que os genótipos identificados como mais estáveis e adaptados não são, necessariamente, os mais produtivos. Observando-se a Tabela 2, os genótipos de maior média de produtividade (CE-77 e CE-949) foram classificados, respectivamente, como o 22º e 21º em estabilidade e adaptabilidade pelo método Tradicional, 22º e 18º por Finlay & Wilkinson, 19º e 21º por Plaisted & Peterson e 20º e 22º por Wricke. O método Tradicional identificou os genótipos CE-946 e CE-930 como os mais adaptados e estáveis. Entretanto, eles foram classificados em 22º e o 16º em produtividade (Tabela 2), respectivamente. Os genótipos CE-946 e CE-790, identificados como os mais adaptados e estáveis por Finlay e Wilkinson, foram àqueles com 22º e 21º em produtividade. Os genótipos CE-930 e CE-947, identificados como os mais adaptados e estáveis por Plaisted & Peterson, foram àqueles com 16º e 15º em produtividade. Para o método de Wricke, os genótipos CE-596 e CE-947, identificados como os mais adaptados e estáveis, foram àqueles com 11º e 15º em produtividade. Já os métodos de Annicchiarico e Lin & Binns mostraram a máxima correlação entre si e com a média de produtividade (Tabela 1), indicando que os genótipos classificados por estes métodos foram os mais adaptados e estáveis, devendo figurar como os mais produtivos. Os dois métodos identificaram os genótipos mais produtivos (CE-31, CE-77 e CE-949) entre os mais adaptados e estáveis na média de todos os ambientes. Em relação aos métodos Annicchiarico e Lin & Binns, Pereira et al. (2009), trabalhando com vários métodos de adaptabilidade e estabilidade em feijão-comum, encontraram alta relação entre si e com a média de produtividade, indicando, portanto, a utilização destes métodos. Estes mesmos autores enfatizaram que estes métodos apresentam vantagens práticas na sua utilização, pois além de identificar os genótipos mais adaptados e estáveis entre os mais produtivos, apresentam também simplicidade de aplicação e interpretação do parâmetro que mede a estabilidade e adaptabilidade. 3

O método de Eberhart & Russell apresentou correlação positiva com os métodos Tradicional (r s =0,69), Finlay & Wilkinson (r s =0,67), Plaisted & Peterson (r s =0,45) e Wricke (r s =0,52), indicando respostas semelhantes entre estes métodos e correlação negativa com os métodos Annicchiarico, Lin & Binns e com a média. Entre as metodologias disponíveis, o método de Eberhart & Russell, segundo Rocha et al. (2010) detalham o comportamento dos genótipos, estimando a adaptabilidade, estabilidade e o coeficiente de previsibilidade de cada genótipo. Neste sentido, pode-se utilizar este método com o objetivo de agregar informações aos métodos Annicchiarico e Lin & Binns. No entanto, deve-se atentar a correlação negativa com a produtividade média. Tabela 1. Estimativas do coeficiente de correlação de Spearman, aplicado às ordens de adaptabilidade e estabilidade de cada par de métodos. UFC, Fortaleza-CE, 2012. Método (1) PeP W FeW EeR ANN LeB Média TR 0,29 0,34 0,92 ** 0,69 ** -0,47 ** -0,70 ** -0,70 ** PeP 0,78 ** 0,04 0,45 * -0,48 * -0,44 * -0,49 * W 0,27 0,52 * -0,33-0,38-0,42 * FeW 0,67 ** -0,39 * -0,65 * -0,63 * EeR -0,55 * -0,68 * -0,69 ** ANN 0,93 ** 0,92 ** LeB 0,97 ** 1) TR: Tradicional; PeP: Plaisted & Peterson (1959); W: Wricke (1965); FeW: Finlay & Wilkinson (1963); EeR: Eberhart & Russell (1966); ANN: Annicchiarico (1992); LeB: Lin & Binns (1988). * e ** Significativo a 5 e 1% de probabilidade, respectivamente. Tabela 2. Estimativas de parâmetros de adaptabilidade e estabilidade dos 22 genótipos de feijão-caupi avaliados em quatro ambientes. UFC, Fortaleza-CE, 2012. Genótipos TR PeP W FeW EeR ANN LeB Média QM (A/Gi) θ i (%) w i (%) β i β i σ 2 di R 2 li Pi Kg ha -1 CE-03 28,72 19 6,72 20 7,77 21 1,17 17 1,17 8676,33 79,84 17,5 108,44 7 30170,14 3 665,13 6 CE-25 20,28 13 3,05 8 2,33 9 1,25 13 1,05-3669,33 90,89 9,5 76,67 18 81839,25 16 524,85 14 CE-31 28,10 17 2,81 6 1,98 7 1,29 21 1,29 23353,29 99,40 11,0 116,56 3 23166,13 2 696,88 3 CE-46 15,78 8 5,01 16 5,24 17 0,84 7 0,84 16774,12 75,64 10,5 85,93 14 81572,93 15 530,08 13 CE-73 30,55 20 5,08 17 5,33 18 1,28 20 1,28 963,81 90,35 15,5 104,70 9 37361,22 7 666,24 5 CE-77 39,68 22 6,00 19 6,70 20 1,52 22 1,52 24191,15 97,98 22 106,17 8 30716,99 4 700,46 2 CE-104 20,84 14 4,78 12 4,89 13 1,00 11 1,00-509,44 81,01 13 94,22 12 61849,19 12 591,66 12 CE-113 23,24 16 2,35 4 1,29 5 1,16 16 1,16-2264,90 97,43 10,5 68,34 20 89437,56 18 492,18 18 CE-596 21,05 15 1,95 2 0,70 2 1,11 15 1,11 16318,13 98,29 9 102,77 11 43655,97 10 625,44 11 CE-790 11,50 3 4,99 15 5,20 16 0,71 3 0,71 20096,64 74,91 6 58,56 21 139489,51 21 407,45 21 CE-796 14,52 6 4,78 13 4,90 14 0,81 6 0,81 15802,34 76,59 9 111,29 4 39437,79 8 645.91 9 CE-798 18,58 11 3,83 10 3,50 11 0,97 10 0,97 7813,82 84,84 9 71,82 19 101879,93 19 457,67 20 CE-930 11,29 2 3,74 9 3,36 10 0,75 5 0,75 2684,52 84,68 13 86,14 13 86112,63 17 513,40 16 CE-933 14,06 5 2,52 5 1,55 6 0,88 9 0,88 14648,25 92,66 13 84,47 16 81034,85 14 512,65 17 4

CE-937 11,65 4 4,68 11 4,74 12 0,73 4 0,73 1643,04 77,19 5,5 76,9 17 104652,34 20 473,47 19 CE-939 19,35 12 2,25 3 1,15 4 1,05 14 1,05 21935,16 95,40 12 103,57 10 45237,66 11 628,84 10 CE-940 15,75 7 4,83 14 4,97 15 0,85 8 0,85 37663,04 76,82 10,5 119,60 2 33806,48 5 694,08 4 CE-946 8,66 1 3,01 7 2,27 8 0,70 2 0,70-2091,48 95,58 3 49,43 22 166433,34 22 336.94 22 CE-947 17,85 10 1,71 1 0,21 1 1,02 12 1,02 26196,68 98,46 18,5 84,84 15 73675,99 13 518,38 15 CE-949 31,21 21 8,25 21 10,03 22 1,19 18 1,19 50234,76 75,96 7 122,43 1 15689,18 1 746,52 1 CE-956 28,67 18 5,62 18 6,14 19 1,21 19 1,21-2884,33 85,24 17,5 109,14 6 35963,50 6 660,34 7 CE-957 16,65 9 11,93 22 15,48 3 0,62 1 0,62 69781,03 39,00 10,5 109,315 5 40651.30 9 656,27 8 Conclusão Para o estudo da adaptabilidade e estabilidade é recomendada a utilização dos métodos Lin e Binns ou Annicchiarico com o auxílio do método proposto por Eberhart e Russel. Referências ANNICCHIARICO, P. Cultivar adaptation and recommendation from alfafa trials in Italy. Journal of Genetics and Breeding, Northern, v. 46, p. 269-278, 1992. BENVINDO, R. N.; SILVA, J. A. L. da; FREIRE FILHO, F. R.; ALMEIDA, A. L. G. de; OLIVEIRA, J. T. S.; BEZERRA, A. A. C. Avaliação de genótipos de feijão-caupi de porte semi-prostrado em cultivo de sequeiro e irrigado. Comunicata Scientiae, v. 1, p. 23-28, 2010. CARGNELUTTI FILHO, A. C.; PERECIN, D.; MALHEIROS, E. B.; GUADAGNIN, J. P. Comparação de métodos de adaptabilidade e estabilidade relacionados à produtividade de grãos de cultivares de milho. Bragantina, Campinas, v. 66, p. 571-578, 2007. CARGNELUTTI FILHO, A. C.; STORCK, L.; RIBOLDI, J.; GUADAGNIN, J. P. Associação entre métodos de adaptabilidade e estabilidade em milho. Ciência Rural, Santa Maria, v. 39, p. 340-347, 2009. CRUZ, C. D.; REGAZZI, A. J. Modelos biométricos aplicados ao melhoramento genético. 2.ed. Viçosa: UFV, 2003. 585p. CRUZ, C. D. Programa Genes: Biometria. Editora UFV. Viçosa (MG). 382p. 2006. EBERHART, S. A.; RUSSELL, W. A. Stability parameters for comparing varieties. Crop Science, v.6, p.36-40, 1966 FINLAY, K.W.; WILKINSON, G.N. The analysis of adaptation in a plant breeding programme. Journal of Agricultural Research, Australian, v.14, p.742-754, 1963. LIN, C. S.; BINNS, M. R. A superiority measure of cultivar performance for cultivar x location data. Journal of Plant Science, Canadian, v.68, p.193-198, 1988. PEREIRA, H. S.; MELLO, L. C.; PELOSO, M. J. D.; FARIA, L. C. de; COSTA, J. G. C. da; DÍAZ, J. L. C.; RAVA, C. A.; WENDLAND, A. Comparação de métodos de análise de adaptabilidade e estabilidade fenotípica em feijoeiro-comum. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasilia, v. 44, p. 374-383, 2009. PLAISTED, R. L.; PETERSON, L. C. A technique for evaluating the ability of selections to yield consistently in different locations and seasons. American Potato Journal, v.36, p.381-385, 1959 ROCHA, M. de M.; FREIRE FILHO, F. R.; RIBEIRO, V. Q.; CARVALHO, H. W. L. de; BELARMINO FILHO, J.; RAPOSO, J. A. A.; ALCÂNTARA, J. dos P.; RAMOS, S. R. R.; MACHADO, C. de. F. Adaptabilidade e estabilidade produtiva de genótipos de feijão-caupi de porte semi-ereto na Região Nordeste do Brasil. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v.42, p. 1283-1289, 2007. SILVA, W. C. J.; DUARTE, J. B. Métodos estatísticos para o estudo de adaptabilidade e estabilidade fenotípica em soja. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 41, p. 23-30, 2006. WRICKE, G. Zur Berechnung der Ökovalenz bei Sommerweizen und Hafer. Pflanzenzuchtung, v.52, p.127-138, 1965. 5