4. SELEÇÃO DE NOVAS VARIEDADES DE CANA-DE-AÇÚCAR ?· nova variedade de cana estará disponível…

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  • ENCARTE DO INFORMAES AGRONMICAS N 110 JUNHO/2005 18

    4. SELEO DE NOVAS VARIEDADES DE4. SELEO DE NOVAS VARIEDADES DE4. SELEO DE NOVAS VARIEDADES DE4. SELEO DE NOVAS VARIEDADES DE4. SELEO DE NOVAS VARIEDADES DECANA-DE-ACAR E SEU MANEJO DE PRODUOCANA-DE-ACAR E SEU MANEJO DE PRODUOCANA-DE-ACAR E SEU MANEJO DE PRODUOCANA-DE-ACAR E SEU MANEJO DE PRODUOCANA-DE-ACAR E SEU MANEJO DE PRODUO

    Marcos Guimares de Andrade Landell1

    Luciana Rossini Pinto1

    Silvana Creste1

    Mauro Alexandre Xavier1

    Ivan Antnio dos Anjos1

    Antnio Carlos Machado Vasconcelos1

    Mrcio Aurlio Pitta Bidia2

    Daniel Nunes da Silva2

    Marcelo de Almeida Silva3

    1 Pesquisador Cientfico do Centro de Cana do Instituto Agronmico (IAC/Apta/SAA), Ribeiro Preto, SP; e-mail: mlandell@iac.sp.gov.br2 Engenheiro Agrnomo do Programa Cana do Instituto Agronmico (IAC/Apta/SAA), Ribeiro Preto, SP.3 Pesquisador Cientfico do Plo Regional Centro-Oeste (DDD/Apta/SAA), Ja, SP.

    1. INTRODUO

    A pesar da histria dacana-de-acar, ao lon-go dos ltimos sete s-culos, estar associada principalmente produo de acar, h registros dapropagao vegetativa desse vegetal emseus centros de origem destinada, tam-bm, ornamentao e alimentaoin natura. Nesse perodo, os nativosasiticos propagavam as formas deSaccharum que apresentassem cores mais atraentes associadas aobaixo teor de fibra e caldo mais aucarado. Em 1493, supostamente,Cristvo Colombo introduziu no Novo Mundo a variedadeCrioula, resultado de uma hibridao natural entre Saccharumofficinarum e Saccharum barberi (BREMER, 1932). Durante apro-ximadamente 250 anos manteve-se em cultivo, sendo substituda,posteriormente, por formas de cana nobre (Saccharum officinarum),assim conhecida devido s suas qualidades distinguidas.

    Como se v, bastante antiga a busca por formas varietaisque apresentem maior teor de sacarose, destacando-se nesta con-tribuio a espcie Saccharum officinarum, que at o incio dosculo XX era responsvel por grande parte da matria-primamundial, atravs de variedades como Bourbon. doena do serehe, posteriormente, ao mosaico e gomose, pode ser creditada agrande importncia que assumiu a tcnica do melhoramento ge-ntico, a partir de 1880. Inicialmente, objetivou-se a resistncia sprincipais doenas conhecidas, utilizando-se como ferramenta ocruzamento interespecfico envolvendo Saccharum officinarum,S. spontaneum, S. barberi e S. sinense. A explorao dessas outrasespcies proporcionou uma significativa alterao no idetipovarietal. Plantas, antes sem capacidade de perfilhamento, passarama apresentar, a partir de ento, no apenas tal caracterstica, comotambm grande habilidade de brotao aps o seu corte. Colmos queapresentavam dimetro excessivo e baixssimo teor de fibra, agoraeram de mdia grossura, com valores mdios-altos de fibra (EDGER-TON, 1955). Desde o advento de hibridaes manipuladas, o perfilvarietal se distinguiu, oferecendo indstria uma nova concepode matria-prima. Os programas de melhoramento gentico da canaconduzidos em dezenas de pases tm sido responsveis por essamudana essencial, usando para tanto de estratgias de hibridaoe seleo diferenciadas. So eles que, atentos s novas demandas,lanam-se no exerccio de construir os cenrios de mdio e longoprazo, equivalente ao seu ciclo de produo tecnolgica.

    2. PROCESSOS DE SELEO

    O sucesso de um programa demelhoramento gentico est condicio-nado utilizao e ao manejo corretosdos recursos genticos ao longo dosciclos seletivos (RESENDE, 2002). Omelhoramento gentico da cana-de-a-car inicia-se com a obteno de popula-es com ampla variabilidade gentica.Para obteno dessa variabilidade utili-za-se o processo de hibridao para ge-

    rao de populaes segregantes. Isso pode ser obtido, conven-cionalmente, pelos seguintes tipos de hibridaes:

    a) Cruzamentos Bi-Parentais: cruzamento simples utilizan-do-se dois parentais conhecidos;

    b) Policruzamentos: quando utilizado um grupo de paren-tais selecionados, que intercruzado. Nesse caso, conhece-se so-mente o parental feminino, de onde sero coletadas as panculasfecundadas por machos diversos.

    No Brasil, a atividade de hibridao tem sido desenvolvidaem reas litorneas da Bahia e Alagoas, que oferecem condiesclimticas bastante favorveis ao florescimento e viabilidade dosgros de plen. Muitos programas de melhoramento de cana nomundo utilizam-se de Casa de Fotoperodo, ou seja, aplicam con-dies artificiais para induzir o florescimento da cana. O planeja-mento dos cruzamentos realizado adotando-se como critrios prin-cipais: grau de endogamia entre parentais, teor de acar, produti-vidade agrcola, resistncia s principais doenas (carvo, mosaico,ferrugem, amarelinho e escaldadura), capacidade de brotao dasoqueira e hbito ereto de crescimento da touceira dos genitores. Ograu de sucesso nessa etapa correlaciona-se com a qualidade dacoleo de gentipos mantida para o fim de hibridao. Ela devereceber, de maneira contnua, germoplasma de diversas origens e,principalmente, conter uma estratgia para incorporao de indi-vduos oriundos do processo de seleo recorrente, que tem comoprincipal objetivo alterar a mdia populacional dos caracteres nosentido de uma melhor adequao aos interesses agrcolas (VEN-COVSKY e BARRIGA, 1992). O conhecimento da herdabilidade doscaracteres de maior importncia econmica tambm tem um grau degrande importncia na eficcia do processo seletivo.

    Na cana-de-acar, o gentipo de cada planta pode sertransmitido integralmente atravs das geraes e multiplicados viaclonagem atravs dos colmos (BRESSIANI, 2001). Dessa forma, a

    mailto:mlandell@iac.sp.gov.br

  • ENCARTE DO INFORMAES AGRONMICAS N 110 JUNHO/2005 19

    nova variedade de cana estar disponvel na populao na primeirafase de seleo (gerao F1), ou seja, teoricamente, se houvesseminstrumentos de discernimento eficazes, a variedade seria obtidalogo aps o processo de hibridao. No entanto, isso normalmenteatingido aps 10 anos de avaliaes contnuas. Nesse perodo,amplia-se a rea experimental, as observaes so repetidas emdiferentes condies edafoclimticas e distintos anos e, assim, osmelhores materiais se distinguem. O eficaz progresso genticodecorre da habilidade do melhorista em conduzir eficientementetodas as etapas desse longo processo, desde o planejamento dahibridao at os ensaios de competio em diferentes locais epocas de colheita, passando por etapas de seleo em que o com-ponente tcito bastante exercitado. Diversos trabalhos destacama base comum na rvore genealgica dos principais programas demelhoramento de cana no mundo (TAI e MILLER, 1978; POMMERe BASTOS, 1984; PIRES, 1993). Esse estreitamento da base gentica um aspecto crtico em relao endogamia, afetando a variabili-dade gentica das populaes. Na prtica, porm, o que ocorre aconstatao de variabilidade em nveis que ensejam uma seleosatisfatria e ganhos genticos significativos, principalmente, parao carter produo agrcola. O fato de a cana-de-acar ser mul-tiplicada via propagao vegetativa perpetua formas que podemapresentar alto grau de heterose, proporcionando a segregaoconstatada em F1.

    Os componentes de produo determinantes para o potencialagrcola so: altura de colmo (h), nmero de perfilhos (C) e dimetrode colmos (d). Considerando-se a densidade do colmo igual a 1, ovalor da tonelada de cana por hectare (TCH) pode ser estimada pelafrmula abaixo, no espaamento entre os sulcos (E) (Figura 1):

    Figura 1. Componentes de produo em cana-de-acar e o clculo doTCH volumtrico.

    2.1. Fases da seleo2.1.1. Selees iniciais

    O termo seleo definido como a reproduo diferencialdos diferentes gentipos em condies naturais ou sob interven-o do homem, esta ltima conhecida como seleo artificial, basea-da em critrios definidos pelo prprio melhorista (RESENDE, 2002).

    Para exemplificar o processo de seleo, ser doravante re-portado o que executado no programa de melhoramento de canado Instituto Agronmico de Campinas (IAC).

    Aps a obteno das sementes, essas sero germinadasno Ncleo de Produo de Seedlings instalado na Unidade de

    Pesquisa e Desenvolvimento de Ja/APTA. Posteriormente, osseedlings produzidos sero distribudos em oito regies com carac-tersticas edafoclimticas distintas, abrangendo algumas das maisimportantes reas canavieiras do Centro-Sul do Brasil. Esses pontosde introduo so: Piracicaba, Ribeiro Preto, Ja, Mococa, Pindo-rama, Assis e Adamantina, no Estado de So Paulo, e Goiansia, noEstado de Gois (Figura 2).

    Figura 2. Regies de estudo: introduo e seleo de seedlings e de clonesde cana-de-acar pelo Programa Cana IAC.

    Mato Grosso

    AdamantinaPindorama

    Ribeiro

    Mococa

    Assis

    Piracicaba

    Ja

    So Paulo

    Gois

    Minas Gerais

    Goiansia

    Mato Grosso

    Distrito

    Bahia

    Regies de estudo: introduo e seleo de seedlings

    50o00W

    20o 0

    0S

    20o 0

    0S

    50o00W

    Localizao

    Rio de Janeiro

    Tocantins

    Ocea

    no A

    tlnti

    co

    No Quadro 1 so apresentadas todas as fases de seleoque integram o programa de melhoramento de cana desenvolvidopelo IAC. Para avaliao das fases descritas, as caractersticas seroquantificadas pelas escalas conceituais apresentadas no Quadro 2.Essa escala conceitual aplicada, principalmente, nas fases ini-ciais de seleo com o intuito de aprimorar a percepo tcita domelhorista.

    A escala de conceito 1 utilizada para caractersticas como:altura, perfilhamento, dimetro de colmo, germinao e brotao desoqueiras. A escala 2 presta-se para avaliaes fitopatolgicas, prin-cipalmente relacionadas ferrugem (AMORIN et al., 1987), utili-zando-se, para tanto, de diagrama com a intensidade de sintomasfoliares. Conceitua-se, ainda, o florescimento e o hbito de cresci-mento de touceiras. Adota-se, para a variedade padro, a nota 4,no caso das caractersticas relacionadas produo, tais como alturae dimetro de colmos e perfilhamento.

    Na primeira fase de seleo FS1, instala-se o campo deseedlings com as plantas individualizadas em touceiras, adotan-

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    Na fase FS2, instala-se o campo de seleo com a multipli-cao de duas linhas de 3 m por clone (2 x 3). Nessa segunda fase

    Quadro 2. Escala conceitual de notas para avaliao de clones em fasesde seleo no Programa Cana IAC.

    Nota Conceito 1 Conceito 2

    1 Excepcional Muito resistente2 timo Resistente3 Muito bom Moderadamente resistente

    4 Bom Intermediria +5 Mdio Intermediria -6 Abaixo da mdia Moderadamente suscetvel

    7 Inferior Suscetvel8 Ruim Muito suscetvel9 Pssimo Extremamente suscetvel

    Fonte: AMORIN et al. (1987); LANDELL (1995).

    Grupomdio

    Gruposuperior

    Grupoinferior

    feita uma pr-avaliao utilizando-se das escalas conceituais paracaractersticas morfolgicas e condies fitossanitrias, alm doBrix. Aps a identificao dos melhores gentipos, realizada abiometria, conforme a seguinte metodologia:

    Altura do colmo: medido da base insero da folha +3,amostrando-se cinco colmos seguidos na linha;

    Dimetro do colmo: estimado nos mesmos cinco colmos,mensurado no meio do interndio na altura dada por um tero decomprimento do colmo;

    Nmero de colmos: estimado com a contagem dos colmosde todas as linhas da parcela.

    A fase FS3 consiste de um campo de seleo onde cadaclone est numa parcela de oito linhas de 5 m (8 x 5). Nessa faseso realizadas as mesmas avaliaes da fase anterior e em pocastambm semelhantes.

    Concomitantemente, so mantidos os campos de seleodas fases FS2 e FS3, permitindo as observaes, no mesmo pero-do, dos parmetros de produo e da longevidade de produo. Aavaliao tecnolgica realizada coletando-se amostras na socade FS2 em trs pocas distintas para caracterizar a curva de ma-turao de cada gentipo.

    2.1.2. Ensaios de competio varietal

    Os clones que se destacarem na fase FS3 participaro dosensaios de seleo nas empresas sucroalcooleiras colaboradoras

    Quadro 1. Cronograma das fases de seleo no programa de melhoramento de cana IAC.

    Plantio Seleo e colheita Tipo de avaliao(ms/ano) (ms/ano)

    Hibridao realizada em Maio/ano 0. Germinao das sementes em Agosto/ano 0

    FS1 Seedlings Novembro/ano 0 Junho/ano 1 Levantamento de doenas nas prognies em cana-plantade FS1

    Maro/ano 2 Seleo fenotpica em soca de FS1 atravs da avaliaode dimetro de colmo, altura, perfilhos, Brix refratom-trico e aspecto fitossanitrio

    FS2 Clones Maro/ano 2 Dezembro/ano 2 Seleo fenotpicaMaro/ano 3 Seleo fenotpica e quantificao biomtrica para

    plantio de FS3

    Abril, maio e agosto/ano 3 Anlise tecnolgica

    Junho-agosto/ano 3 Avaliao de outros caracteres (florescimento,isoporizao e hbito de touceira, etc.)

    Maro/ano 4 Seleo na soca de FS2

    Maro/ano 4 Fevereiro/ano 5 Escolha de clones para serem estudados em ensaiosregionais com base nas informaes simultneas doscampos FS2 e FS3

    Maro/ano 5 1o corte = ano 6 TCH, PCC, TPH, curva de maturao, caracterizao2o corte = ano 7 biomtrica (altura, dimetro e nmero de colmos)

    Em fevereiro/ano 7 faz-se a eleio dos melhoresclones os quais devero ser multiplicados visando aoteste estadual no ano 8

    Maro/ano 8 1o corte = ano 9 TCH, PCC, TPH, curva de maturao, caracterizao2o corte = ano 10 biomtrica (altura, dimetro e nmero de colmos)

    Ano 10 = criao de viveiros estratgicos, incluindo osclones que provavelmente sero consideradosvariedades

    LIBERAO DA VARIEDADE ANO 11-12

    Planta individual, com as touceirasespaadas 0,50 m na linha e 1,50 mna entrelinha

    FS3 ClonesOito linhas de 5 metros, espaadasem 1,50 m nas entre linhas

    Ensaios regionaisParcela de cinco linhas de 8 metros,espaadas em 1,50 m, utilizando-se odelineamento em blocos ao acaso comquatro repeties

    3o corte = ano 84o corte = ano 9

    Ensaios EstaduaisCompetio epocas de colheita

    Duas linhas de 3 m, espaadasem 1,50 m nas entrelinhas

    3o corte = ano 114o corte = ano 12

    Fases

    do-se o espaamento de 1,50 m entre linhas e 0,50 m entre plantas.So realizadas observaes ao longo dos ciclos de cana-planta ecana-soca, quantificando ndices de doenas nas prognies. Aseleo final feita em cana-soca aproximadamente nove mesesaps o primeiro corte, utilizando-se de critrios visuais e do refra-tmetro de campo para avaliao do Brix. Atualmente, adota-se aseleo massal com taxas de seleo diferenciadas em funo daqualidade da famlia.

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    do programa. Atualmente, cerca de 200 ensaios de competiovarietal (ensaios regionais e estaduais) so conduzidos juntamentecom usinas e cooperativas. O software CAIANA foi criado comoum instrumento gestor, permitindo grande dinamismo para a rea-lizao dos relatrios estatsticos desses ensaios (Tabela 1). Umarede de 40 empresas integram o chamado PROCANA IAC. A gera-o de dados em parceria com estas empresas permite que elastenham contato precoce com a tecnologia variedade a ser lanadaposteriormente pelo IAC. Essa estratgia aumenta a eficcia dadifuso de tecnologias IAC, permitindo sua adoo mais efetivapelo setor sucroalcooleiro.

    2.2. Caracterizao dos ambientes de produo

    Cabe ao melhorista, portanto, selecionar os indivduossuperiores, sendo que esta tarefa muitas vezes dificultada quandose trabalha em diferentes ambientes, e no se tem a preocupaode caracteriz-los em relao ao seu potencial edafoclimtico. Umaestratgia adotada o desenvolvimento de pequenos programasregionais, reduzindo, assim, a diversidade ambiental e suas intera-es na populao introduzida. Essa estratgia no impede de seselecionar gentipos de adaptao ampla, com base na mdia dosdiversos locais. Mas a opo por uma seleo especfica para cadalocal considerado dever proporcionar ganhos superiores, comoconstatado por Bressiani (2001).

    O programa de melhoramento de cana desenvolvido peloInstituto Agronmico de Campinas adota, inicialmente, uma estra-tgia de seleo regional, em que indivduos adaptados a cada umadas regies destacadas na Figura 1 so eleitos. Teoricamente, nofinal desse processo de seleo regional, tem-se uma variedaderegional, em um curto espao de tempo (6 a 7 anos). Para tanto, aacumulao de observaes em anos sucessivos, abrangendo ci-clos distintos das plantas (cana-planta, cana-soca e ressoca), in-teragindo com anos agrcolas subseqentes, usada como prin-cipal ferramenta para o exerccio do discernimento do melhorista.Estratgias semelhantes so utilizadas nos programas de melho-ramento de cana da Austrlia (COX et al., 2000), da frica do Sul(SASA, 2004) e do Caribe (KENNEDY e RAO, 2000).

    Conforme pode-se observar no Quadro 3 e na Tabela 2,regies como Ribeiro Preto, Assis e Piracicaba diferem acentua-damente nos parmetros climticos. Assim, na regio 02, existe ummaior excedente hdrico no perodo de crescimento vegetativo emrelao s demais, o que, associado s elevadas temperaturas,justifica as altas produtividades a alcanadas. A regio de Assis,dentre todas as estudadas, a nica que no apresenta dficithdrico histrico no perodo de maturao, prejudicando esse pro-cesso fisiolgico. Destaca-se tambm, a grande diferena dasregies 01 e 07 em relao s mdias de temperaturas nos perodosde crescimento vegetativo e maturao, com diferenas mdias de2,2oC e 3,0oC, respectivamente.

    No Quadro 4 esto relacio-nadas as caractersticas inerentes sregies de estudo que, no processode seleo, so metas peculiares aserem agregadas s outras caracte-rsticas varietais prioritrias.

    Como ilustrao, pode-sedestacar a regio 01, onde existe umesforo no sentido de identificargentipos com maior potencial dedesenvolvimento no perodo de se-tembro a abril, ou seja, que apresentegrande eficincia no aproveitamentoda gua disponvel no perodo, oque, normalmente, ocorre nos clonesde maior tolerncia ao alumnio. Naregio 02, por exemplo, que se des-taca pelo grande dficit hdrico noperodo de maturao, agravado pelaalta freqncia de solos cricos, bus-ca-se gentipos capazes de sobres-sair na brotao no perodo de secae, posteriormente, no crescimentodas touceiras. O oposto ocorre naregio de Assis, onde uma grandenfase dada para o potencial dematurao, pois esse consiste naprincipal limitao para a produti-vidade agroindustrial competitiva.

    2.3. Manejo varietalA produtividade agrcola,

    expressa por uma determinada cul-tivar, conhecida como expressofenotpica para o carter em ques-to, e composta pelo gentipo da

    Tabela 1. Relatrio estatstico de um experimento de competio varietal da rede de ensaios IAC.

    PROGRAMA CANA IAC

    ENSAIO ESTADUAL 2000 COLHEITA PRECOCE (mdia de 3 cortes)

    Ensaio: Estadual 2000 - Ribeiro Preto poca: 1 Espaamento: 1,5Usina: Us. So Martinho Plantio: 16/03/00 Municpio: Pradpolis Solo: LRm

    Altitude: Ambiente: B2

    Variedade FIBRA POL TCH TPH

    IAC91-2195 9,92 12i a 13,2 4d ab 124,6 1s a 16,5 1s a

    * RB855156 10,02 10i a 13,4 2s ab 118,1 3s abc 16,0 2s a

    IAC91-2137 11,05 2s a 13,4 1s a 114,3 4d abc 15,5 3s ab

    IAC91-2205 9,93 11i a 12,5 11i ab 120,8 2s ab 15,4 4d ab

    IAC91-2218 10,65 4d a 13,0 5d ab 111,7 7d bc 14,8 5d ab

    * RB835486 10,72 3d a 13,2 3d ab 110,8 10d bc 14,8 6d ab

    IACSP93-6048 10,55 6d a 12,9 8d ab 113,6 6d abc 14,7 7d ab

    IAC91-4216 10,38 7d a 12,7 10i ab 113,6 5d abc 14,6 8d ab

    * IAC86-2210 10,16 9i a 13,0 7d ab 110,9 9d bc 14,6 9d ab

    * SP80-1842 11,24 1s a 13,0 6d ab 111,1 8d bc 14,5 10d ab

    IACSP93-7009 10,59 5d a 12,8 9i ab 106,5 11i cd 13,8 11i bc

    IAC91-5035 10,36 8d a 12,4 12i b 96,1 12i d 12,1 12i c

    Mdias 10,47 13,0 112,7 14,8

    Md. Pades 10,54 13,1 112,7 15,0

    DMS 1,57 1,0 12,2 2,1

    CV 5,57 2,85 4,01 5,17

    QMRES 0,34 0,14 20,39 0,58

    Lim.

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