anÁlise agronÔmica e estabilidade fenotÍpica em cana-de-aÇÚcar · variedades novas de...

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1 MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA MELHORAMENTO GENÉTICO DE PLANTASANÁLISE AGRONÔMICA E ESTABILIDADE FENOTÍPICA EM CANA-DE-AÇÚCAR Mestrando: José Moacir Matias Júnior Orientador: Dr. Francisco José de Oliveira Co-orientador: Dr. Clodoaldo José da Anunciação Filho Recife PE Novembro, 2010

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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA

“MELHORAMENTO GENÉTICO DE PLANTAS”

ANÁLISE AGRONÔMICA E ESTABILIDADE FENOTÍPICA EM

CANA-DE-AÇÚCAR

Mestrando: José Moacir Matias Júnior

Orientador: Dr. Francisco José de Oliveira

Co-orientador: Dr. Clodoaldo José da Anunciação Filho

Recife – PE

Novembro, 2010

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José Moacir Matias Júnior

ANÁLISE AGRONÔMICA E ESTABILIDADE FENOTÍPICA EM

CANA-DE-AÇÚCAR

Projeto de pesquisa apresentado pelo

mestrando José Moacir Matias Júnior ao

Programa de Pós-Graduação em

Agronomia - Melhoramento Genético de

Plantas da UFRPE, como parte dos

requisitos para obtenção do título de Mestre

Recife – PE

Novembro, 2010

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SUMÁRIO

1. IDENTIFICAÇÃO DO PROJETO 4

2 RESUMO 6

3 INTRODUÇÃO 7

4 REVISÃO DE LITERATURA 9

5 OBJETIVOS 14

6 MATERIAL E MÉTODOS 15

7 DESCRIÇÃO DO MÉTODO DE EBERHART E RUSSELL (1966) 17

8 CRONOGRAMA DE ATIVIDADES 19

9 APOIO INSTITUCIONAL E FINANCEIRO 20

10 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 21

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1. IDENTIFICAÇÃO DO PROJETO

1.1 Título

Análise Agronômica e Estabilidade Fenotípica em Cana-de-açúcar.

1.2 Grupo de pesquisa

Melhoramento Genético de Grandes Culturas.

1.3 Linha de pesquisa

Melhoramento das espécies cultivadas na região tropical

Área de concentração: Melhoramento Vegetal (5.01.03.05-9)

1.4 Autor

Nome: José Moacir Matias Júnior

Titulação: Superior Completo

Curso: Engenharia Agronômica

CPF: 031.417.144-44

E-mail: [email protected]

1.5 Orientador

Nome: Francisco José de Oliveira

Titulação: Doutorado em Genética e Melhoramento de Plantas

Ano da Titulação: 1996

Departamento: Agronomia

Área: Fitotecnia

E-mail: [email protected]

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1.6 Co-orientador:

Nome: Clodoaldo José da Anunciação Filho

Titulação: Doutor em Agronomia – Área de Concentração em Genética e

Melhoramento de Plantas (ESALQ-USP)

Ano da Titulação: 1988

Departamento: Agronomia

Área: Fitotecnia

E-mail: [email protected]

INÍCIO: AGOSTO/2010

FINAL: AGOSTO/2012

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2. RESUMO

Variedades novas de cana-de-açúcar são obtidas anualmente no Brasil através dos seus

programas de melhoramento. Uma variedade é considerada ideal quando apresenta alta

média de produção e baixo grau de flutuação em seu desempenho, e quando cultivada

sob diversas condições ambientais. O cultivo de variedades detentoras de boas

características agroindustriais representa, na prática, a tecnologia que mais contribui

para a melhoria dos níveis de produtividade da cultura, devido a custos relativamente

baixos quando comparada com os demais itens que compõem o sistema produtivo da

cana-de-açúcar. Diante deste cenário, faz-se necessário utilizar métodos para avaliar a

Adaptabilidade e a Estabilidade Fenotípica, a fim de obter informações que

proporcionem alocar as variedades em ambientes adequados com maior precisão. O

projeto tem como objetivo estudar a magnitude da interação entre genótipos RB de

cana-de-açúcar e diferentes ambientes, a adaptabilidade e estabilidade para as variáveis

tonelada de cana por hectare (TCH) e tonelada de açúcar por hectare (TPH) por meio do

método proposto por Eberhart e Russell. Os experimentos anteriormente instalados em

usinas das cinco micro-regiões produtoras de cana-de-açúcar de Pernambuco foram

conduzidos durante as safras 2005/2006, 2006/2007, referentes aos cortes: cana-planta e

cana-soca, respectivamente. As parcelas foram pesadas individualmente, através de

dinamômetro, para determinação da produtividade agrícola (TCH) e em seguida

calculada a produtividade industrial (TPH). Nos laboratórios das usinas obtiveram as

características tecnológicas, de pol % cana, brix, fibra, pureza e ATR. De agora em

diante serão constituídos ambientes entre a combinação dos cortes e locais formando 10

ambientes diferentes. Serão avaliados os genótipos RB e as variedades do Banco de

Dados da RIDESA/EECAC. O delineamento estatístico foi o de blocos casualisados

com quatro blocos e 20 tratamentos (genótipos e variedades-padrões), com parcela de

cinco sulcos de oito metros, espaçadas de um metro. Os procedimentos estatísticos

constituirão de análise de variância para cada ambiente, seguida de análise de variância

conjunta de experimentos nos ambientes, para avaliar a significância da interação GxE.

Os parâmetros de adaptabilidade e estabilidade dos genótipos de cana-de-açúcar serão

estimados utilizando-se a metodologia proposta por Eberhart e Russell.

PALAVRAS-CHAVE: Interação Genótipo x Ambiente, Estabilidade e Cana-de-

açúcar.

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3. INTRODUÇÃO

A necessidade por fontes de energias renováveis juntamente com a globalização

da economia vêm afetando fortemente o setor agrícola nacional, que se esforça, cada

vez mais, para obter redução de custos de seus produtos e se tornar competitivo no

mercado internacional. Também no contexto sucroalcooleiro, o cultivo de variedades

detentoras de boas características agroindustriais representa, na prática, a tecnologia que

mais contribui para a melhoria dos níveis de produtividade da cultura devido a custos

relativamente baixos quando comparada com os demais itens que compõem o sistema

produtivo da cana-de-açúcar.

No Brasil o setor sucroalcooleiro vive um período de expansão, a exemplo. O

bagaço da cana, que já é utilizado na co-geração de energia elétrica através de caldeiras,

juntamente com a sua palha serão utilizados para produzir etanol celulósico, além disso,

variedades melhoradas geneticamente poderão proporcionar um incremento de açúcar

de até 20 % (CTC, 2009).

Uma variedade é considerada ideal quando apresenta alta média de produção e

baixo grau de flutuação em seu desempenho, quando cultivada sob diversas condições

ambientais (Silva, 2008). Os ganhos em produtividade e qualidade dos materiais

genéticos são resultados dos acumulados conhecimentos científicos originados dos

diversos programas de melhoramento genético, principalmente os trabalhos sobre

estabilidade fenotípica e adaptabilidade de plantas, assim como as técnicas evolutivas

utilizadas nessas análises que permiti um aumento dos ganhos genéticos, propiciados

pela alocação otimizada de genótipos nos vários ambientes (Lavoranti, 2003).

Como o principal objetivo de um programa de melhoramento é selecionar

genótipos de consistente e elevada produtividade nos mais diversos ambientes, a baixa

eficiência na análise da interação genótipo com ambiente (G x E) pode representar um

problema aos melhoristas por reduzir a precisão de seleção de um ambiente para outro.

A presença da interação G x E provoca um aumento do desvio padrão fenotípico, reduz

a herdabilidade ao longo de ambientes e, consequentemente, diminui os ganhos

genéticos potenciais (Matheson & Raymond, 1986).

Segundo Vencovsky e Barriga (1992), a interação genótipos x ambientes é

resultado de instabilidades das manifestações genotípicas entre ambientes, o que tem

merecido especial atenção por parte dos melhoristas, por interferir nos processos de

seleção.

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Para Cruz e Carneiro (2006), a interação genótipo x ambiente se constitui num

dos maiores problemas dos programas de melhoramento de qualquer espécie, seja na

fase de seleção ou na de recomendação dos cultivares. Uma das formas de amenizar a

influência dessa interação tem sido a recomendação de cultivares com ampla

adaptabilidade e boa estabilidade.

Existem várias definições para adaptabilidade e estabilidade. Cruz e Carneiro

(2006), por exemplo, recomendam utilizar o termo geral performance genotípica para

designar o desempenho, o comportamento e as flutuações de um genótipo quando

desenvolvido em vários ambientes, utilizando ao termo desempenho quando refere-se a

caracteres como produtividade de grãos e o termo comportamento quando refere-se a

caracteres como resistência às doenças. Por outro lado Lavoranti (2003) cita que, Finlay

& Wilkinson (1963) definiram estabilidade média de uma forma dinâmica, para

caracterizar uma variedade cuja produção varia, de acordo com a capacidade dos

ambientes, em proporcionar altas ou baixas produtividades.

A definição mais atual é dada por Verma et al. (1978) que definiram a

adaptabilidade como a capacidade dos genótipos apresentarem rendimentos elevados e

constantes em ambientes desfavoráveis, mas com habilidade de responder à melhoria

das condições ambientais. Sobretudo os autores têm utilizado as terminologias de Finlay

& Wilkinson (1963) e de Eberhart & Russel (1966) ou variações destas. Quando

concordam que o genótipo estável é aquele que apresenta pouca oscilação para o caráter

avaliado quando cultivado em vários ambientes.

Nesse sentido, o conceito de estabilidade é muito importante para os melhoristas

de plantas, cujo interesse está na obtenção de variedades que se comportem bem, não

apenas em um ambiente particular, mas também em amplas faixas de cultivo, onde

ocorrem diferentes condições ambientais (Lavoranti, 2003).

Do mesmo modo diferentes metodologias para avaliar a adaptabilidade e a

estabilidade têm sido desenvolvidas e, ou, aprimoradas. Tais procedimentos se baseiam

em análise de variância, regressão linear, regressão não linear, análise multivariada e

estatísticas não paramétricas. Metodologias estatísticas de fácil interpretação e com

seleção simultânea para produtividade, adaptabilidade e estabilidade também têm sido

desenvolvidas buscando-se a seleção de genótipos com elevados rendimentos em

diferentes ambientes de plantio (Bastos, et al.,2007).

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Portanto, metodologias que possam auxiliar na escolha correta e adequada dos

clones e variedades deverão ser empregadas pelos programas de melhoramento genético

da cana-de-açúcar com o objetivo de indicar clones superiores às variedades utilizadas

pela unidade produtora com maior confiabilidade e precisão (Zeni Neto, 2007).

O estudo da estabilidade fenotípica permite sintetizar o enorme volume de

informações obtidas caracterizando a capacidade produtiva, a adaptação às variações

ambientais e a estabilidade de novas variedades. Diversos autores estudaram a interação

entre genótipos e ambientes, os conceitos e índices de estabilidade, além de sugerirem

alguns métodos para estimar a estabilidade fenotípica em plantas (Raizer e Vencovsky,

1999).

4. REVISÃO DA LITERATURA

Melhoramento Genético

Em maio de 1858 na fazenda de Barbados data-se o primeiro registro de que, no

campo, as plantas cresciam a partir de semente de cana, mas, dentre os trabalhos que

marcaram o início do melhoramento genético da cana, estão aqueles desenvolvidos por

Soltwedel, em Java; o primeiro em 1885, quando conseguiu fazer germinar sementes de

S. spontaneum primeiramente, depois em 1887, quando realizou cruzamentos entre

aquela espécie e S. officinarum (DEERR, 1921; STEVENSON, 1965 citado por

MATSUOKA et al, 2005).

No Brasil, já em 1842, o médico Gervásio Caetano Peixoto Lima afirmou

quando defendeu a tese na Faculdade de Medicina do Rio de Janeiro, o que parecia ser

um conhecimento bastante estabelecido: que a cana-de-açúcar se reproduzia a partir de

sementes sexuais nos locais de origem (PEIXOTO LIMA, 1842 apud MATSUOKA et

al., 2005).

Segundo Andrade (1985), em abril de 1892, o prefeito do Cabo, PE, também

proprietário do engenho Carapu, fez uma circular aos agricultores, citando os trabalhos

de Barbados e de Java, estimulando-os a coletarem sementes de cana para que se

procedesse à seleção de tipos com maior teor de sacarose.

Atualmente no Brasil, existem quatro programas de melhoramento genético de

cana-de-açúcar: (1) O programa conduzido pelas Universidades Federais que compõe a

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Rede Interuniversitária para o Desenvolvimento do Setor Sucroalcooleiro (RIDESA),

que atualmente é composta por oito Universidades Federais (UFAL, UFSE, UFRPE,

UFRRJ, UFSCar, UFV, UFPR e UFG). Essas instituições são responsáveis pelos

cultivares de cana-de-açúcar com a sigla RB (República do Brasil). Filiadas a RIDESA

têm-se a Estação Experimental de Cana-de-Açúcar de Carpina (EECAC)-PE, da

Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE) e a Estação Experimental do Rio

Largo-AL da Universidade Federal de Alagoas (UFAL) (SANTOS et al, 2007); (2) O

Centro de Tecnologia Canavieira (SP-CTC), que concentra mais de 350 pesquisadores

trabalhando em cana-de-açúcar; (3) O Instituto Agronômico de Campinas - IAC e (4) a

CanaVialis, empresa privada criada em 2003, em conjunto com a Allelyx e se dedica a

variedades transgênicas.

Os programas de melhoramento genético de cana-de-açúcar têm como objetivo

desenvolver, selecionar e recomendar variedades (genótipos) mais produtivas,

resistentes às pragas e doenças e adaptáveis às condições de cada região (SILVA, 2004).

Interação Genótipo x Ambiente

A avaliação de cultivares, das diversas espécies, em vários ambientes tem sido

realizada com o propósito de verificar o seu comportamento diferencial, em resposta às

variações sistemáticas e casuais do ambiente. Esse comportamento diferencial é

atribuído à interação genótipo x ambiente (CRUZ, 2006).

Genótipo refere-se à constituição genética de um indivíduo, isto é, aos genes que

ele possui em suas células e que foram herdados de seus pais (AMABIS, 1997).

As causas dessa interação têm sido atribuídas a fatores fisiológicos e

bioquímicos específico de cada genótipo cultivado. Como os genótipos se desenvolvem

em sistemas dinâmicos, em que ocorrem constantes mudanças, desde a semeadura até a

maturação, existe geralmente um comportamento diferenciado dos mesmos em termos

de resposta às variações ambientais (CRUZ e REGAZZI, 2001).

Para que as indicações de genótipos sejam mais seguras, devem ser tomadas

medidas que controlem ou amenizem os efeitos da interação genótipo x ambiente

(CRUZ e CARNEIRO, 2006).

O método mais utilizado para a avaliação da interação genótipo x ambiente é a

Análise de Variância (ANOVA), usando análise conjunta de experimentos sendo a

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magnitude dessa interação determinada por meio de teste estatístico adequado,

normalmente o teste F (ROCHA, 2002 apud CORREIA, 2007).

Estudos da Interação Genótipo x Ambiente em Cana-de-açúcar

Estudos realizados por Ulivarri e Kening (1967) concluíram que os locais mais

bem colocados não precisam ser obrigatoriamente contrastantes para que se observem

fortes interações em cana-de-açúcar.

Skinner (1971) afirma que como a grande maioria das outras culturas, os

caracteres mais economicamente importantes em cana-de-açúcar são quantitativos.

Dentre as conclusões feitas por Mariotti et al., (1977) trabalhando com análises

conjuntas, pode-se destacar: a) em geral, o comportamento de um genótipo de cana-de-

açúcar é melhor apresentado se oriundo de 3 (três) cortes dentro daquela região; e b)

existe uma tendência de que os dados de corte realizado em um ano podem estar

influenciando os resultados de colheita no ano seguinte, e para isso ser minimizado

devem ser desenvolvidos modelos que considerem essa tendência.

Bressiani (2001), trabalhando na fase T1, observou dificuldade na seleção de

famílias adaptadas a diferentes locais, concluindo que o ambiente influencia na família

dos clones de cana-de-açúcar, obtendo significativa interação família x ambiente.

Na Zona da Mata Norte em Pernambuco, Melo et al., (2006) trabalhou com

variedades RB e SP em fase de experimentação identificando quatro clones com alto

potencial de produção de cana e de açúcar e que há comportamento específico entre os

genótipos nos diversos cortes da cana.

Adaptabilidade e Estabilidade

As metodologias para as análises da estabilidade e adaptabilidade fenotípica

destinam-se a avaliação de um grupo de genótipos testados em vários ambientes. Tais

metodologias são fundamentadas na existência da interação genótipo com ambiente

(GxE). Assim, esses procedimentos são complementares ao da análise de variância

individual e conjunta, com dados experimentais resultantes de ensaios realizados em

uma série de ambientes. Segundo Vencovsky & Barriga (1992), a adaptação e a

estabilidade, embora sejam fenômenos relacionados, não devem ser considerados como

um só. Nesse sentido, vários métodos genético-estatísticos foram propostos para medir a

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estabilidade e a adaptabilidade fenotípica. Suas diferenças provêm dos vários conceitos

empregados e dos diferentes procedimentos estatísticos utilizados para suas

determinações.

Dentre os métodos propostos para estudar a estabilidade e a adaptabilidade

fenotípica, destacam-se: os procedimentos baseados na variância da interação GxE

(Plaisted & Peterson, 1959; Wricke, 1962; Tai, 1971; Shukla, 1972; Wricke & Weber,

1986 e Magari & Kang, 1997); regressão linear simples (Yates & Cochran , 1938,

Finlay & Wilkinson, 1963; Eberhart & Russell, 1966 e Perkins & Jinks, 1968) e

regressão múltipla (Verma et al, 1978; Silva & Barreto, 1986; Cruz et al., 1989 e Storck

& Vencovsky, 1994); regressão quadrática (Brasil & Chaves, 1994); modelos não

lineares (Chaves et al. 1989; Toler & Burrows, 1998; Silva, 1998 e Rosse &

Vencovsky, 2000) e não paramétricos, como a ordem de classificação genotípica

(Huehn, 1996); métodos multivariados, com a ACP (Crossa, 1990), análise de

agrupamento (Hanson, 1994), análise fatorial de correspondências (Hill, 1974) e análise

de coordenadas principais (Westcott, 1987); e métodos que integram a análise comum

de variância (método univariado) com a análise de componentes principais (método

multivariado), como é o caso da análise AMMI sugerido por Gauch & Zobel (1996). As

diferenças entre eles originam-se nos diferentes conceitos e procedimentos matemáticos

utilizados para medir a interação (GxE) e suas consequências nos programas de

melhoramentos (Lavoranti, 2003).

Segundo Vencovsky & Barriga (1992), sempre que o número de ambientes

avaliados for elevado, algo a partir de oito locais de experimentação, os modelos

bissegmentados devem ser preferidos em relação aos modelos lineares simples.

Estudos da interação entre cultivares e ambientes não proporcionam informações

minuciosas sobre o comportamento de cultivares frente às variações ambientais

(HOOGERHEIDE, 2004). Faz-se necessário realizar estudos da adaptabilidade e

estabilidade, pelos quais se torna possível a identificação de cultivares de

comportamento previsível e que respondam às variações ambientais, em condições

específicas ou amplas, possibilitando fazer recomendações de cultivares com bastante

critério (CRUZ e REGAZZI, 2001).

Os primeiros pesquisadores a trabalharem com índice ambiental foram Finlay &

Wilkinson (1963). Esses autores estimaram esse parâmetro como sendo a média de

rendimento de todos os genótipos em cada ambiente. Sugeriram que a variável

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produtividade fosse submetida à transformação logarítmica, com a finalidade de

aumentar a linearidade na regressão, e proporcionar maior homogeneidade das

variâncias residuais dos experimentos. Por esse método, um genótipo ideal é aquele que

apresenta produtividade média alta, coeficiente de regressão igual a um, e desvio de

regressão próximo de zero, ou seja, seria um genótipo responsivo à melhoria das

condições ambientais e de comportamento altamente previsível.

Eberhart & Russel (1966) com base na proposta de Finlay & Wilkinson (1963),

sugeriram a não transformação dos dados e a estimação dos desvios da regressão. Para

eles, os desvios da regressão são indicativos do grau de confiabilidade da resposta linear

estimada, o que caracteriza a previsibilidade do genótipo.

A maioria dos melhoristas considera 2di como um parâmetro melhor que βi

(Becker e León, 1988). De acordo com o modelo de regressão conjunta, um genótipo

estável é, aquele com alta produção média βi = 1 e 2di = 0 (Eberhart & Russel, 1966).

Nas análises não-paramétricas há tendência de se expressar em uma ou em

poucas medidas o desempenho e o comportamento de um genótipo em termos de

rendimento, capacidade de resposta às variações ambientais e suas variações; como

exemplos, as metodologias mais simples de serem interpretadas são as de Lin e Binns

(1988) e Hernandes et al., (1993) (CRUZ e CARNEIRO, 2003).

Entre 70 genótipos avaliados por Bastos et al. (2007), destacaram-se os clones

RB947520, RB957712 e SP86-42, quanto à produtividade, adaptabilidade e

estabilidade, pelos métodos da média harmônica da performance relativa dos valores

genotípicos (MHPRVG) e metodologia das diferenças em relação à reta bissegmentada

ponderadas pelo coeficiente da variação residual DRRB-CV.

Raizer e Vencovsky (1999) concluíram que a produtividade de açúcar das

variedades SP testadas está diretamente relacionada com a melhoria ambiental,

extraindo genótipos para ambientes favoráveis, desfavoráveis e como padrões para

futuros ensaios experimentais.

Barbosa et al., (2002) detectou grande variabilidade entre as médias de tonelada

de cana por hectare (TCH) em 9 ambientes distintos com clones promissores da séries

RB92 e RB93, com respostas diferentes dos clones a diferentes ambientes.

Zeni Neto et al., (2005) trabalharam com TPH na metodologia de Eberhart e

Russell (1966) com 16 materiais genéticos das séries RB92/93/94 em 6 locais distintos;

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concluíram que o clone RB935744 é recomendado para ambientes inferiores e o

RB936109 para ambientes superiores, ambos com alta estabilidade.

Eberhart & Russel (1966), utilizando o método de regressão em milho,

introduziram um terceiro parâmetro para caracterizar as cultivares: a variância dos

desvios da linearidade (2di). A variedade ideal para os autores seria aquela que

apresentasse produtividade média superior (β0i elevada), adaptabilidade geral ou ampla

(β1i =1) e previsibilidade ou estabilidade alta (2di = 0).

Gualberto et al.(2002) analisando cultivares de tomateiro pela interação

genótipos x ambientes através do método de Eberhart & Russell concluiu que a

metodologia é eficiente na discriminação do desempenho individualizado das cultivares,

em face das variações ambientais.

5. OBJETIVOS:

Geral

Estudar a magnitude da interação entre genótipos de cana-de-açúcar e ambientes,

a adaptabilidade e estabilidade para as variáveis toneladas de cana por hectare (TCH) e

toneladas de açúcar por hectare (TPH) por meio do método proposto por Eberhart e

Russell (1966).

Específicos:

1. Estudar o comportamento de genótipos de cana-de-açúcar nas micro-

regiões da Mata de Pernambuco;

2. Avaliar a estabilidade fenotípica de genótipos em cana-planta e cana-

soca;

3. Avaliar a magnitude da interação entre genótipos de cana-de-açúcar e

ambientes para os componentes de produção de tonelada de cana por hectare e riqueza

em açúcar;

4. Identificar genótipos produtivos em TCH e TPH frente às variações

ambientais presentes nas condições das cinco micro-regiões produtoras de cana-de-

açúcar na Zona da Mata de Pernambuco.

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6 MATERIAL E MÉTODOS

Instalação e locais de condução

Dez experimentos foram conduzidos durante os anos agrícolas de 2005/2006 e

2006/2007, nas áreas agrícolas das Usinas Trapiche, localizada no município de

Sirinhaém, Litoral Sul de Pernambuco; Usina Pumaty, localizada no município Joaquim

Nabuco, Mata Sul; Usina São José, localizada no município de Igarassu, Litoral Norte;

Usina Olho D’Água, localizada no município de Camutanga, Mata Norte e Usina

Petribu, localizada no município de Lagoa de Itaenga, Mata Central de Pernambuco.

Delineamento estatístico e caracteres avaliados

O delineamento experimental adotado foi em blocos casualizados, com quatro

blocos, utilizando-se como tratamentos dez clones RB e oito variedades comerciais. A

parcela experimental de cada bloco foi composta de cinco sulcos de 8,0 m de

comprimento, espaçadas de 1,0m entre sulcos, apresentando uma área total de 40 m2.

Os ambientes serão constituídos da combinação dos cortes e locais, formando 10

ambientes: Ambiente 1 (A1): Litoral Sul x cana-planta; Ambiente 2 (A2): Litoral Sul x

cana-soca; Ambiente 3 (A3): Mata Sul x cana-planta; Ambiente 4 (A4): Mata Sul x

cana-soca; Ambiente 5 (A5): Litoral Norte x cana-planta; Ambiente 6 (A6): Litoral

Norte x cana-soca; Ambiente 7 (A7) Mata Norte x cana-planta; Ambiente 8 (A8) Mata

Norte x cana-soca; Ambiente 9 (A9) Mata Central x cana-planta; Ambiente 10 (A10)

Mata Central x cana-soca.

A tonelada de cana por hectare (TCH) foi obtida na cana-planta e cana-soca

através da pesagem dos colmos na área das três fileiras centrais de cada unidade

experimental, calculada por meio da transformação do peso total pela área da parcela e a

tonelada de pol por hectare (TPH), obtida pela amostragem por parcela de dez canas e

submetida no mesmo dia para análise tecnológica nos laboratórios das usinas,

determinado através da multiplicação do TCH pelo percentual de sacarose aparente

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Procedimentos genético-estatístico

Inicialmente, os procedimentos estatísticos constituirão de análise de variância

para cada ambiente, seguida de uma análise de variância conjunta de experimentos nos

ambientes, segundo modelo proposto por Cruz e Regazzi (2001) para avaliar a

significância da interação genótipo x ambiente. Esquema da análise da variância

proposta por Cruz e Regazzi (2001). Tabela 1.

Tabela 1. Esquema da análise de variância e estatística de F para as fontes de variação

para uma análise conjunta de um modelo em blocos casualizados com interação de

primeira ordem.

FV GL SQ QM F

Blocos/Ambientes J(K-1) SQB QMB

Genótipos (G) l-1 SQG QMG QMG/QMGA

Ambientes (A) J-1 SQA QMA QMA/QMB

GxA (J-1)(l-1) SQGA QMGA QMGA/QMR

Resíduo J(K-1)(l-1) SQR QMR

Total JlK-1 SQT

Os parâmetros de adaptabilidade e estabilidade dos genótipos de cana-de-açúcar

serão estimados utilizando-se a metodologia proposta por Eberhart e Russell (1966).

As análises serão realizadas através do programa GENES (CRUZ, 2006).

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7 Descrição do Método de Adaptabilidade e Estabilidade proposto por

Eberhart e Russell (1966).

Eberhart e Russel (1966) expandiram o modelo proposto por Finlay e Wilkinson

(1963) e propuseram a análise de adaptabilidade e estabilidade baseado em análise de

regressão linear, com os dados não-transformados e o índice ambiental codificado

referindo-se à diferença entre a média de todos os genótipos em cada local e a média

geral. É adotado o seguinte modelo de regressão linear:

Yij = βoi + β1iIj + δij + εij

em que:

Yij : média do genótipo i no ambiente j;

βoi : média geral do genótipo i;

β1i : coeficiente de regressão linear, que mede a resposta do i-ésimo genótipo à vari-ação

do ambiente; J

Ij : índice ambiental codificado Ij = 0 J=1

δij : desvio da regressão;

εij : erro experimental médio.

Definindo a adaptabilidade como sendo a capacidade de os genótipos

aproveitarem vantajosamente o estímulo do ambiente, classificam-se os genótipos em:

a) Genótipos com adaptabilidade geral ou ampla: são aqueles com igual β1i a 1;

b) Genótipos com adaptabilidade específica a ambientes favoráveis: são aqueles

com β1i maior que 1;

c) Genótipos com adaptabilidade específica a ambientes desfavoráveis: são aqueles

com β1i menor que 1.

A estabilidade tem uma conotação de previsibilidade, interpretada pelos desvios

da regressão linear, que é um indicativo do grau de confiabilidade da resposta linear

estimada, de modo que o genótipo será considerado estável se esse desvio for pequeno

(CRUZ e CARNEIRO, 2006). Quanto à estabilidade, os genótipos são classificados em:

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a) Genótipos com estabilidade ou previsibilidade alta: são aqueles com 2di

igual a 0;

b) Genótipos com estabilidade ou previsibilidade baixa: são aqueles com 2di

maior que 0.

Eberhart e Russel (1966) consideram como genótipo ideal aquele que apresenta

alta produção média, coeficiente de regressão igual a 1,0 e desvios da regressão tão

pequenos quanto possíveis (CRUZ e REGAZZI, 2001).

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8 CRONOGRAMA DE ATIVIDADES

Atividades Ano 2010

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

Disciplinas x x x x x

Revisão Bibliográfica x x x x x

Levantamento de dados no

Banco de Dados do

Programa de Melhoramento

Genático de Cana-de-Açúcar

da RIDESA/EECAC/UFRPE

x x x x x

Atividades Ano 2011 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

Disciplinas x x x x x x x x x

Revisão Bibliográfica x x x x x x x x x x x x

Levantamento de dados no

Banco de Dados do

Programa de Melhoramento

Genático de Cana-de-Açúcar

da RIDESA/EECAC/UFRPE

x x x x x x

Tabulação dos dados x x x x

Análise Genético-estatístico x x x x

Apresentação de trabalhos

em congresso

x x

Atividades Ano 2012

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

Revisão Bibliográfica x x x x x x x

Elaboração da Dissertação x x x x x x x

Apresentação de trabalhos

em congresso

x x

Envio de artigos para revistas

indexadas

x

Defesa da Dissertação x

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9 APOIO INSTITUCIONAL E FINANCEIRO

O projeto terá o apoio institucional e financeiro, da Universidade Federal Rural

de Pernambuco – UFRPE, do Programa de Pós-Graduação em Agronomia –

Melhoramento Genético de Plantas, da CAPES através do PROF, apoio financeiro e

logístico do Programa de Melhoramento Genético de Cana-de-Açúcar da

RIDESA/EECAC/UFRPE, além do apoio recebido das usinas para execução das

atividades de campo permitindo a viabilização e realização plena das atividades de

pesquisa

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10 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA

AMABIS, J. M.; MARTHO, G. R. Fundamentos da biologia moderna. São Paulo:

Moderna, 2ª. ed. rev. 662p, 1997.

ANDRADE, J.C. 1985. Escorço histórico de antigas variedades de cana-de-açúcar.

Associação dos Plantadores de Cana de Alagoas, Maceió. 285p.

BARBOSA, G.V.S., et al. Adaptabilidade e estabilidade de produção de clones RB de

canade-açúcar das séries 92 e 93 em Alagoas. In: 8º CONGRESSO NACIONAL DA

SOCIEDADE DOS TÉCNICOS AÇUCAREIROS E ALCOOLEIROS DO BRASIL,

2002, Recife. Anais... Recife: STAB, 2002a. v. único, p. 387-392.

BASTOS, I.T. et al.. Interação genótipo x ambiente em cana-de-açúcar via modelos

mistos. Pesq Agropec Trop 37(4): 195-203, dez. 2007.

BECKER, H.C.; L_EON, L. Stability analysis in plant breeding. Plant Breeding, v.l0l,

n.1, p.1-23, 1988.

BRESSIANI, J. A. Seleção seqüencial em cana-de-açúcar. Tese (Doutorado). ESALQ

– Piracicaba, 104p. 2001.

CENTRO DE TECNOLOGIA CANAVIEIRA, 2009. Disponível em:

http://www.ctc.com.br>. Acesso em: 10, Out. 2010.

CORREIA, W. R. Adaptabilidade e estabilidade de genótipos de soja em Minas

Gerais. Uberlândia-MG, 2007. 39p. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de

Uberlândia.

CRUZ, C. D.; REGAZZI, A. J. Modelos biométricos aplicados ao melhoramento

genético. Viçosa, MG: Ed. UFV, 2ª ed. rev., v.1, 390 p, 2001.

Page 22: ANÁLISE AGRONÔMICA E ESTABILIDADE FENOTÍPICA EM CANA-DE-AÇÚCAR · Variedades novas de cana-de-açúcar são obtidas anualmente no Brasil através dos seus programas de melhoramento

22

CRUZ, C. D.; CARNEIRO, P. C. S. Modelos biométricos aplicados ao

melhoramento genético. v 2. Viçosa, UFV. 585p. 2003.

CRUZ, C. D.; CARNEIRO, P. C. S. Modelos biométricos aplicados ao

melhoramento genético - volume 2. Viçosa, MG: Ed. UFV, 2ª ed. rev. 585p, 2006.

EBERHART, S. A.; e RUSSELL, W. A. Stability parameters for comparing varieties.

Crop Science., Madison, v.6, p. 36 – 40. 1966.

FINLAY, K. W.; WILKINSON, G. N. The analysis of adaptation in a plant breeding

programme. Australian Journal of Agricultural Research, v.14. p.742 – 754. 1963.

GUALBERTO, R.; BRAZ, L.T.; BANZATTO, D.A. Produtividade, adaptabilidade e

estabilidade fenotípica de cultivares de tomateiro sob diferentes condições de ambiente.

Pesq. agropec. bras., Brasília, v.37, n.1, p.81-88, jan. 2002.

HOOGERHEIDE, E.S.S. Estabilidade fenotípica de algodoeiro herbáceo em dife

rentes sistemas de produção no Estado do Mato Grosso. 2004. 80p. Dissertação

(Mestrado) - Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Piracicaba.

IBGE- Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. 2008. Levantamento Sistemático

da Produção Agrícola- LSPA . Brasília. DF. Disponível em <http//www.ibge.gov.br.>

Acesso em 05 de outubro de 2010.

LAVORANTI. O. J. Estabilidade e adaptabilidade fenotípica através da

Reamostragem\Bootstrap" no modelo AMMI. Tese (Doutorado) Escola Superior de

Agricultura "Luiz de Queiroz", Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2003.

MARIOTTI, J. A.; J. M. OSA; A. N. R. BULACIO e E. S. OYARZABAL. Analisis

conjuntas alternativas de ensayos de variedades de caña de azucar. 25p.

(Miscelanea nº 65) 1977.

Page 23: ANÁLISE AGRONÔMICA E ESTABILIDADE FENOTÍPICA EM CANA-DE-AÇÚCAR · Variedades novas de cana-de-açúcar são obtidas anualmente no Brasil através dos seus programas de melhoramento

23

MATHERSON, A.C.; RAYMOND, C.A. a review of provenance x evironment

interaction: its pratical importance and use with particular reference to the tropics. The

Commonwealth Review, v.65, n.4, p.283-302, 1986.

MATSUOKA, S.; GARCIA, A. A. F.; ARIZONO, H. Melhoramento da cana-de-

açúcar. In: BORÉM, A. (Org.). Melhoramento de espécies cultivadas. Viçosa, MG:

Ed. UFV, 2005. p. 225-274.

MELO de, L. J. O. T., OLIVEIRA de, F. J., BASTOS, G. Q., ANUNCIAÇÃO FILHO

da, C. J., REIS dos, O. V. Interação genótipos x ciclos de colheita de cana-de-açúcar da

zona da mata norte de Pernambuco. Bragantia. Campinas, v. 65, n. 2, p. 197 – 205.

2006.

RAIZER, A.J. e VENCOVSKY, R. Estabilidade fenotípica de novas variedades de

cana-de-açúcar para o estado de São Paulo. Pesq. agropec. bras., Brasília, v.34, n.12,

p.2241-2246, dez. 1999.

SANTOS, J. A. N.; SANTOS, M. A.; VIDAL, M. F. Setor sucroalcooleiro

nordestino: desempenho recente e possibilidades de políticas. Fortaleza: Banco do

Nordeste do Brasil, 2007. 256p. : fot. – (Série Documentos do ETENE, 18).

SILVA, W. C. M. Produtividade agro-industrial de genótipos RB de cana-de-

açúcar da série 1993 em 3 regiões de cultivo do estado de Alagoas: estratifica-ção

de ambiente e análise de adaptabilidade e estabilidade. Maceió, 2004. 111p.

Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Alagoas.

SILVA, M. A.. Interação genótipo x ambiente e estabilidade fenotípica de cana-de-

açúcar. Bragantia, Campinas, v.67, p. 107-117, 2008.

SOUSA E. L. L. MACEDO I. C. Etanol e bioeletricidade : a cana-de-açúcar no

futuro da matriz energética / coordenação e organização. -- São Paulo : Luc Projetos

de Comunicação, 2010.

Page 24: ANÁLISE AGRONÔMICA E ESTABILIDADE FENOTÍPICA EM CANA-DE-AÇÚCAR · Variedades novas de cana-de-açúcar são obtidas anualmente no Brasil através dos seus programas de melhoramento

24

SKINNER, J. C. Selection in sugarcane: a review. In: XIV Congress of the

Internacional Society of Sugarcane Technologists, New Orleans. p. 149 – 162.

ULIVARRI, R. e KENNING, W. Variedades de caña de azucar ensayadas em Tucumán

(Republica Argentina) Idia, v. 229 p. 26-46. 1967.

VENCOVSKY, R.; BARRIGA, P. Genética biométrica no fitomelhoramento. Ribeirão

Preto: Revista Brasileira de Genética, 1992. 496p.

VERMA, M. M.; CHAHAL, G. S.; MURTY, B.R. Limitations of conventional

regression analysis: a proposed modification. Theor Appl. Genet., Berlin, v. 53, n. 2, p.

89-91, 1978.

ZENI NETO, H.;Adaptabilidade e Estabilidade fenotípica de clones RB (República do

Brasil) precoces de cana-de-açúcar no estado do Paraná. Dissertação de Mestrado,

UFPR, Curitiba, 2007.

1971.