Análise de agrupamento para cultivares de milho precoce

Análise de agrupamento para cultivares de milho precoce Jéssica Andiara Kleinpaul 1 Alberto Cargnelutti Filho 2 Daniela Lixinski Silveira 3 Ismael Mario Márcio Neu 4 Cláudia Burin 5 Bruna Mendonça Alves 6 Letícia Barão Medeiros 7 INTRODUÇÃO O milho (Zea mays L.) é um cereal com ampla distribuição mundial. Tornando-se a mais importante cultura na alimentação animal, por ser eficiente na produção de matéria seca por área e consequente produção de grãos. No Estado do Rio Grande do Sul a Fundação Estadual de Pesquisa Agropecuária (FEPAGRO) coordena a rede de ensaios estaduais de competição de cultivares de milho, onde são avaliados os caracteres morfológicos, fenológicos e produtivos, de cultivares de milho em comercialização ou aquelas cultivares para futuros lançamentos. Para melhor saber o desenvolvimento das cultivares, a análise de agrupamento pode fornecer informações mais precisas sobre as semelhanças e diferenças entre caracteres, e situar as observações homogêneas em grupos, sendo os grupos heterogêneos entre eles (HAIR, 2005). OBJETIVO O objetivo deste trabalho foi avaliar a divergência genética, por meio de análise de agrupamento de dezoito cultivares de milho de ciclo precoce em Santa Maria - RS. METODOLOGIA Um ensaio com dezoito cultivares de milho precoce (Zea mays L.), foi conduzido no ano agrícola 2013/2014, na área experimental do Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Santa Maria (latitude de 29º42 S, longitude de 53º49 W e altitude 95m). Foram feitas trêsrepetições com delineamento experimental de blocos ao acaso. Cada parcela foi constituída de duas fileiras de cinco metros de comprimento, espaçadas em 0,8 m entre filas e 0,20 m entre plantas na fila. O método de preparo da área experimental foi em sistema de cultivo convencional, no dia 31/10/2013, realizando-se ainda a adubação de base com 31 kg ha -1 de N, 126 kg ha -1 de P 2 O 5 e 126 kg ha -1 de K 2 O, depois de feita a adubação realizou-se a semeadura da área. A adubação de 1 Curso de Agronomia, UFSM, Santa Maria, RS, Brasil. Bolsista PIBIC/CNPq/UFSM 2 Departamento de Fitotecnia, Centro de Ciências Rurais (CCR), UFSM, 97105-900, Santa Maria, RS, Brasil. E-mail: alberto.cargnelutti.filho@gmail.com. Professor orientador. Bolsista de Produtividade em Pesquisa do CNPq 3 Curso de Agronomia, UFSM, Santa Maria, RS, Brasil. Bolsista PIBIC/CNPq/UFSM 4 Curso de Agronomia, UFSM, Santa Maria, RS, Brasil. Bolsista PROBIC/FAPERGS/UFSM 5 Programa de Pós-Graduação em Agronomia, UFSM, Santa Maria, RS, Brasil. Bolsista CNPq 6 Programa de Pós-Graduação em Agronomia, UFSM, Santa Maria, RS, Brasil. Bolsista Capes 7 Curso de Agronomia, UFSM, Santa Maria, RS, Brasil. Bolsista PROBITI/FAPERGS/UFSM

cobertura foi de 157 kg ha -1 de N, no dia 22/11/2013e no dia 05/12/2013, quando as plantas apresentavam quatro e oito folhas expandidas, conforme a recomendação para a cultura do milho (FANCELLI; DOURADO NETO, 2004). Os caracteres mensurados para cada parcela foram os caracteres fenológicos: número de dias da semeadura até a emergência (NDE); número de dias da semeadura até o 50% do florescimento masculino (FM) e número de dias da semeadura até 50% do florescimento feminino (FF); e também foram mensurados para cada parcela os caracteres produtivos: número de plantas ha -1 (NP), número de espigas ha -1 (NE), índice de espigas (IE = NE/NP) e produtividade de grãos (PROD, em kg ha -1 ), grãos obtidos após a debulha, a 13% de umidade. Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias foram comparadas por meio do teste de Scott Knott, a 5% de probabilidade de erro, os caracteres que não apresentaram diferença significativa, pelo teste F da análise de variância, não foram considerados na análise de agrupamento. Após, foi determinada a matriz de correlação fenotípica entre os caracteres e realizado o diagnóstico de multicolinearidade (CRUZ, 2006), conforme critério de MONTGOMERY; PECK (1982). A seguir, foi realizada a análise de contribuição relativa de cada caractere para divergência genética pelo método proposto por Singh (1981). Para a análise de agrupamento, utilizou-se a distância generalizada de Mahalanobis (D 2 ) como medida de dissimilaridade, e, na delimitação dos grupos, pelo método Unweighted Pair Group Method with Arithmetic Mean (UPGMA) (CRUZ, 2006). Após, foi construído o dendrograma, calculado o coeficiente de correlação cofenética (CCC) e realizado o corte, usando como critério 40% de dissimilaridade. As análises estatísticas foram realizadas com auxílio dos aplicativos GENES (CRUZ, 2006) e Microsoft Office Excel. RESULTADOS E DISCUSSÃO A análise de variância indicou existência de variabilidade entre as cultivares de milho precoce, com exceção dos caracteres número de plantas ha -1 e número de espigas ha -1, que não apresentaram diferenças significativas entre as cultivares. Os valores de coeficiente de variação apresentaram confiabilidade nos dados, pois oscilaram de 2,21% para o número de dias da semeadura até 50% do florescimento feminino a 17,76% para a produtividade de grãos (Tabela 1). De acordo com a estatística de precisão experimental acurácia seletiva (AS), o experimento apresentou precisão alta para número de dias da semeadura até a emergência e para número de espigas ha -1, já para os demais caracteres a precisão foi muito alta. Para os caracteres que não apresentam diferenças significativas a precisão experimental foi moderada (RESENDE & DUARTE, 2007).

O caractere número de plantas ha -1 variou de 61.666,67 até 67.916,67 plantas ha -1, porém estes valores não diferiram entre si, as únicas cultivares que obtiveram densidade final desejada de 62.500 plantas ha -1 foram CD 324PRO e CD 393Hx. As cultivares que apresentaram maior número de espigas ha -1, maior índice de espigas e menor número de dias da semeadura até 50% do florescimento feminino apresentaram maiores produtividade de grãos (Tabela 2). Quanto a produtividade de grãos três grupos de cultivares foram formados, a cultivar com menor produtividade de grãos foi CD 384Hx com 2.334,79 kg ha -1 e a maior produtividade de grãos foi de 6.210, 45 kg ha -1, para a cultivar AG8025PRO2 (Tabela 2). A média da produtividade de grãos do ensaio foi de 4.277,36 kg ha -1, já a produtividade de milho em grãos no Rio grande do Sul, na safra 2013/2014 foi de 4.981 kg ha -1 (CONAB, 2014). Segundo TOEBE (2012) a ampla variabilidade na produtividade de grãos permite uma descrição mais precisa para indicar as cultivares, podendo indicar aquelas que possuem um alto ou baixo potencial produtivo. Com base no número de condição (NC), houve multicolinearidade severa, NC>1000 (MONTGOMERY & PECK, 1982), quando utilizou-se os sete caracteres, com NC inicial de 17.279,42. Após a retirada dos caracteres número de espigas ha -1 e número de dias da semeadura até 50% do florescimento masculino, o NC final foi de 18,56, podendo ser realizada a análise de agrupamento. A análise da contribuição relativa dos caracteres, utilizando o critério proposto por SINGH (1981) (Tabela 3), mostrou que os caracteres número de dias da semeadura até 50% do florescimento feminino (62,6142%), seguido da produtividade de grãos (14,7551%), foram os que mais contribuíram para a divergência genética. Em um dendrograma, grande mudança de nível indica a união de estatísticas heterogêneas (BARROSO; ARTES, 2003). Assim, ao se utilizar 40% de dissimilaridade como critério para definição dos grupos, obtido pelo método de agrupamento hierárquico da ligação média entre grupos (UPGMA), houve formação de quatro grupos (Figura 1). O grupo 1 reuniu o maior número de cultivares CD 3464Hx, XB 6012 Bt, Status VIP 3, 30A95PW, 20A55HX, MS 2010, XB 7116, CD324PRO, 2B587PW, 2B688PW e 20A78HX. As cultivares BM3063, XB 8018, CD 393Hx e CD 384Hx formaram o grupo 2, sendo as cultivares com o número de dias da semeadura até 50% do florescimento feminino mais tardio e com uma menor produtividade de grãos, mostrando que as cultivares que floresceram mais tarde são menos produtivas em relação as demais. No grupo 3 reuniram-se as cultivares 2A550PW e AG8025PRO, sendo estas as mais produtivas. Já o grupo 4 foi composto apenas pela cultivar S395, que não apresentou similaridade com as demais, sendo a cultivar que teve o menor número da semeadura até 50% florescimento feminino em relação as demais cultivares.

CONCLUSÃO Há variabilidade genética entre as cultivares de milho precoce. Para as cultivares de milho precoce avaliadas, os caracteres número de dias da semeadura até 50% do florescimento feminino e a produtividade de grãos foram os que mais contribuíram para a divergência genética. O melhor grupo de cultivares formado pelo método de agrupamento é composto pelas cultivares 2A550PW e AG8025PRO, que apresentam tanto o florescimento feminino, quanto o masculino mais cedo que as demais, maior número de espigas ha -1 e por serem as mais produtivas. REFERÊNCIAS BARROSO, L. P.; ARTES, R. Análise multivariada. Lavras: UFLA, 2003. 151 p. CONAB. Acompanhamento da Safra Brasileira grãos, v. 1 - Safra 2013/14, n. 6 - Sexto Levantamento, Brasília, mar. 2014, 68p.Disponível em <http://www.conab.gov.br/olalacms/uploads/arquivos/14_03_12_08_41_24_boletim_graos_marc o_2014.pdf>. Acesso em: 30 abril 2014. CRUZ, C.D. Programa genes: estatística experimental e matrizes. Viçosa:UFV, 2006. 285p. FANCELLI, A.L.; DOURADO NETO, D. Produção de milho. Guaíba: Agropecuária, 2004. 360p HAIR, J. F. Jr. Análise Multivariada de Dados. Porto Alegre: Editora Bookman, 2005. MONTGOMERY, D.C.; PECK, E.A.Introduction to linear regression analysis. New York: John Wiley & Sons, 1982. 504p. RESENDE, M.D.V. de; DUARTE, J.B. Precisão e controle de qualidade em experimentos de avaliação de cultivares. Pesquisa Agropecuária Tropical, v.37, p.182-194, 2007. SINGH, D.The relative importance of characters affecting genetic divergence.indianjournalofgeneticandplantbreeding, v.41, p.237-245, 1981. TOEBE, M. Não-normalidade multivariada e multicolinearidade em análises de trilha na cultura do milho na cultura do milho. 2012. 107p. Dissertação (mestrado) Universidade Federal de Santa Maria, Centro de Ciências Rurais, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, RS 2012. Tabela 1. Resumo da análise de variância (número de graus de liberdade (GL) e quadrado médio para as fontes de variação bloco, cultivar e erro), média, coeficiente de variação experimental (CV%), valor do teste F para cultivar (Fc), acurácia seletiva (AS) e precisão experimental (1), para os caracteres: número de dias da semeadura até a emergência (NDE); número de dias da semeadura até 50% do florescimento masculino(fm); número de dias da semeadura até 50% do florescimento feminino (FF); número de plantas ha -1 (NP); número de espigas ha -1 (NE); índice de espigas (IE = NE/NP) e produtividade de grãos (PROD, em kg ha -1 ),de dezoito cultivares de milho precoce, safra 2013/2014. -------------------------------------------Quadrado Médio----------------------------------------- FV GL NDE FM FF NP NE IE PROD Bloco 2 0,24 5,57 11,06 17.042.824,07 10.532.407,41 0,00 245.028,52 Cultivar 17 0,24 * 15,93 * 36,31 * 6.769.131,26 ns 35.593.681,92 * 0,01 ns 3.430.153,19 * Erro 34 0,10 2,46 2,66 4.757.284,86 18.007.897,60 0,00 577.343,09 Média 7,19 67,52 74,00 63.773,15 57.037,04 0,89 4.277,36 CV(%) 4,48 2,32 2,21 3,42 7,44 7,73 17,76 Fc 2,36 6,49 13,63 1,42 1,98 1,71 5,94 AS 0,76 0,92 0,96 0,54 0,70 0,64 0,91 Precisão (1) A MA MA M A M MA (1) Limites de classes estabelecidos por RESENDE & DUARTE (2007): MA = muito alta (AS 0,90); A = alta (0,70 AS < 0,90); M = moderada (0,50 AS < 0,70) e B = baixa (AS < 0,50). *Efeito significativo pelo teste F, a 5 % de probabilidade de erro.

Tabela 2. Médias dos caracteres:número de dias da semeadura até a emergência (NDE); número de dias da semeadura até 50% do florescimento masculino (FM); número de dias da semeadura até 50% do florescimento feminino (FF); número de plantas ha -1 (NP); número de espigas ha -1 (NE); índice de espigas (IE = NE/NP) e produtividade de grãos (PROD, em kg ha -1 ),de dezoito cultivares de milho precoce, safra 2013/2014. Cultivar NDE FM FF NP NE IE PROD 20A55HX 7,33a (1) 68,00a 75,33b 64.583,33a 60.416,67a 0,94a 4.534,18b 20A78HX 7,00b 67,67ª 72,67b 67.916,67a 59.166,67a 0,87a 4.900,71b 2A550PW 7,00b 63,00c 67,67c 63.333,33a 61.250,00a 0,97a 5.366,05a 2B587PW 7,00b 68,33ª 73,33b 64.583,33a 61.666,67a 0,96a 5.457,91a 2B688PW 7,33ª 68,00a 73,33b 65.000,00a 61.250,00a 0,94a 4.514,99b 30A95PW 7,33ª 68,33ª 75,00b 63.333,33a 57.916,67a 0,92a 3.800,69b AG8025PRO2 7,00b 65,33b 68,00c 62.083,33a 59.583,33a 0,96a 6.210,45a BM3063 8,00a 69,00a 78,00a 61.666,67a 52.916,67b 0,86a 2.635,80c CD 324PRO 7,00b 67,33ª 73,33b 62.500,00a 59.166,67a 0,95a 5.638,46a CD 3464Hx 7,00b 68,00a 74,33b 64.583,33a 58.333,33a 0,9a 4.309,38b CD 384Hx 7,00b 68,67ª 79,00a 64.583,33a 52.916,67b 0,82a 2.334,79c CD 393Hx 7,00b 69,00a 77,67a 62.500,00a 54.583,33b 0,87a 3.099,92c MS 2010 7,33ª 67,67ª 74,67b 63.333,33a 54.583,33b 0,86a 4.778,26b S395 7,00b 60,67c 66,67c 63.750,00a 50.416,67b 0,79a 4.085,92b Status VIP 3 7,00b 69,67ª 75,67b 63.333,33a 58.750,00a 0,93a 4.083,76b XB 6012 Bt 7,00b 69,00a 74,67b 64.583,33a 56.250,00b 0,87a 4.455,76b XB 7116 7,33ª 68,67ª 75,67b 64.583,33a 53.333,33b 0,83a 4.006,53b XB 8018 7,67ª 69,00a 77,00a 61.666,67a 54.166,67b 0,88a 2.779,01c (1) Cultivares com médias não seguidas por mesma letra diferem pelo teste Scott Knott, a 5% de probabilidade de erro. Tabela 3. Contribuição relativa conforme critério de Singh (1981) do número de dias da semeadura até a emergência (NDE); número de dias da semeadura até 50% do florescimento feminino (FF); número de plantas ha -1 (NP); índice de espigas (IE = NE/NP) e produtividade de grãos (PROD, em kg ha -1 ), de dezoito cultivares de milho precoce, safra 2013/2014. Caractere Singh S.j Valor em % NDE 185,0663 7,7871 FF 1488,078 62,6142 NP 158,107 6,6527 IE 194,6656 8,191 PROD 350,6664 14,7551 Figura 1 - Dendrograma obtido pelo método de agrupamento hierárquico da ligação média entre grupos (UPGMA), a partir da distância generalizada de Mahalanobis entre 18cultivares precoces de milho agrupados a partir das variáveis:número de dias da semeadura até a emergência (NDE); número dedias da semeadura até 50% do florescimento masculino (FM); número de dias da semeadura até 50% do florescimento feminino (FF); número de plantas ha -1 (NP) e produtividade de grãos (PROD, em kg ha -1 ), (Coeficiente de correlação cofenética = 0,8075 significativo a 5% de probabilidade).