AVALIAÇÃO DOS DANOS MECÂNICOS NA COLHEITA DE MILHO DE ALTAQUALIDADE PROTÉICA (QPM)1

Roberta Jimenez de Almeida2, Evandro Chartuni Mantovanr" Jamilton Pereira

dos Santos4, Prabir Kumar Chandra"

RESUMO

A maioria dos genótipos de milho contém entre 9 e 10% de proteína, pobre em lisinae triptofano, os quais são dois aminoácidos essenciais. Com a descoberta de um genemutante chamado Opacos, que modifica a composição da proteina, obteve-se um milhocom alto teor de lisina e triptofano no endosperma branco, opaco e macio, sendo estastrês últimas características indesejáveis. Através de ciclos avançados de seleção,obteve-se a variedade BR 2121 enriquecida dos aminoácidos essenciais, comendosperma de cor amarela, vítreo e semiduro. O objetivo do presente trabalho foiavaliar os danos mecãnicos causados durante a colheita e debulha de cultivares demilho híbridos semiduros (BR 2121-QPM, "Quality Protein Maize" - milho de altaqualidade protéica e BR 3123 Normal) em duas faixas de umidade (14 a 16% e 16 a18%) e quatro velocidades de rotação do cilindro debulhador (O, 500, 600 e 700 rpm).As espigas foram debulhadas, utilizando-se uma colhedora-trilhadora modelo Nursey-master hidrostatic. As análises de determinação de germinação e vigor objetivaraminformar sobre a qualidade das sementes, a fim de possibilitar a observação docomportamento dos grãos após o processo de debulha (manual e mecânica). Em amboscultivares foi observado um decréscimo da qualidade das sementes, porém maisacentuada para a cultivar de alto valor protéico.

PALAVRAS-CHAVE: dano mecânico, germinação, milho QPM, velocidade de rotação,vigor.

ABSTRACT

Evaluation ofthe Mechanical Damage Occurred During the Process ofHarvest in corn Grains of QPM

Most of the com genotypes contains of 9 to 10% of protein poor in Iysine andtryptophan, which are two essential amino acids. The discovery of the mutant gene

I Parte da tese de mestrado apresentada pelo primeiro autor à Universidade Federal de Lavras.2 Eng" Agrícola - MS em Ciência dos Alimentos. e-rnail: rjimenezalmeida@yahoo.comJ Eng? Agrônomo - Pesquisador - Embrapa Milho e Sorgo - Sete LagoaslMG.

e-mail: evandro@cnpms.embrapa.br4 Eng? Agrônomo - Pesquisador - Embrapa Milho e Sorgo - Sete LagoasIMG.

e-mail: jamilton@cnpms.embrapa.br1 Eng" Agrícola - Pós-Doutorado em Engenharia de Alimentos.

e-mail: pchandra@abelha.zoot.usp.br180 Engenharia na Agricultura, v. 9, n. 3, p.180-190, Jul./Set., 2001

Opaque-, that modifies lhe prolein composilion, was oblained a maize wilh high Iysineand Iryplophan conlenl in lhe while, opaque and soft endosperm. These last Ihree areundesirables characlerislics. Through advanced cycles of seleclion, was oblained lhehybrid BR 2121, enriched of lhe essenlial amino acids, with yellow color, vitreous andsemi-hard endosperm. The purpose of this work was to evaluate the mechanical damageoccurred during the harvest and thresh of varielies of semi-hards hybrids corn (BR 2121-QPM, Quality Protein Maize and BR 3123 - Normal) in differenls levels of moisturecontent (16 to 18% and 14 to 16%) and rotation velocities of lhe rolier tresh ( O, 500, 600and 700 rpm). Was utilized a maize harvesting machine model Nursey-masterhidrostatic. The analysis of germination and determination was objectived to repor!about the seeds quality to making possible the obserVation of behaviour the grains afterthe thresh process (manual and mechanical). Both varieties were observed a decreasingof seeds quality, however, more accentuated by the quality protein maize.

Key Words: mechanical damage, germination, QPM maize, rotation velocity, vigor.

INTRODUÇÃO

A maioria dos genótipos de milhocontém entre 9 e 10% de proteína,pobre em lisina e triptofano, os quaissão dois aminoácidos essenciais.Com a descoberta de um gene mu-tante chamado Opaco-, que modificaa composição da proteína, obteve-seum milho com alto teor de lisina etriptofano no endosperma branco,opaco e macio, sendo estas trêsúltimas características indesejáveis.

Através de ciclos avançados deseleção, obteve-se a variedade BR2121 enriquecida dos aminoácidosessenciais, com endosperma de coramarela, vítreo e semiduro. Entre-tanto, ainda não há disponibilidadede informações sobre o comporta-mento dos grãos em relação aosdanos mecânicos causados duranteo processo de colheita, ao ataque deinsetos e à sua interação com acontaminação por fungos.

São dois os tipos de danos físicosconhecidos em grãos de milho, oexterior e o interior. SegundoWATSON (1994), o primeiro é geral-mente visível, usualmente designado

como dano mecânico, e caracte-rizado pelo interrompimento daintegridade do pericarpo ou perda doembrião, envolvendo 'quebra, lasca,arranhão ou perfuração da superfíciedo grão. O segundo é denominadofissura, fenda estreita ou trincamentointerno, nem sempre visível, podendoser visualizado através de processoscolorimétricos.

O dano mecânico ocorre, inicial-mente, durante a colheita e é um dosmais importantes fatores que afetamo armazenamento do milho, Zeamays (STROSHINE e YANG 1990).Injúrias no pericarpo dos grãos geral-mente facilitam a invasão fúngica.Tem sido estimado que o dano nosgrãos, após serem debulhados meca-nicamente, acelera o processo dedeterioração, quando comparadosaos debulhados manualmente(WILKE et aI. 1993).

MANTOVANI et aI. (1978) consta-taram que a umidade é uma variávelimportante a ser considerada, emrelação à porcentagem de danoocasionada pela colheita mecânica,pois, no caso de dano mecânico, oefeito da umidade dependeu, decerta forma, do tipo de força a que os

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grãos estiveram sujeitos durante amanipulação. Durante a colheita domilho, as sementes sofreram,principalmente, o efeito do esforço decompressão, sob o qual as sementescom menor umidade pareceram sermais resistentes. Com o aumento daumidade, a força necessária paradestacar os grãos do sabugoaumentou, contribuindo para oaumento do dano mecânico nessascondições.

LEONARDT e colaboradores, cita-dos por MOSHENIN (1977), encon-traram que grãos de milho com baixaumidade eram mais susceptíveis àquebra por impacto a grãos maisúmidos, embora estes estivessemmenos resistentes a injúrias noembrião.

LeFORD e RUSSEL (1985)observaram que a umidade ótima, naépoca da colheita, para apreservação da qualidade física dosgrãos variou entre 19 e 26%. Valoresfora desta faixa resultaram em grãoscom maior susceptibilidade à quebra. '

CHOWDHURY e BUCHELE(1978), em um experimento sobrecolheita mecanizada, apresentaramdados segundo os qua~ os danosaumentaram para valores de teor deumidade maiores e menores que22,5%, para velocidades do cilindrodebulhador variando entre 440 rpm e640 rpm.

POPOVIC e MILlCEVIC (1987)relataram que, quando as sementesforam colhidas e debulhadasmanualmente, colhidas manualmentee debulhadas com máquina, ecolhidas e debulhadas com máquina,os índices de sementes sem

danificação foram 95,0%, 70,0% e47%, respectivamente.

PAULSEN (1983) afirmou que nãose pode presumir que híbridosdesejáveis, em relação à susce-tibilidade à quebra, sejam necessa-riamente indesejáveis em se tratandode outras características de quali-dade, tais como rendimento, resis-tência a doenças, valor nutritivo,resistência a fungos, taxa desecagem, dureza, potencial decolheita, etc.

Em estudo sobre o potencial deseleção de genótipos de milho, naprodução de grãos resistentes àinjúria física, realizado por LeFORD eRUSSEL (1985), conclui-se que osgrãos resistentes à quebra tendem aser pequenos, densos eapresentarem maior resistência àdebulha.

SANTOS e MANTOVANI (1997)recomendam que o ajuste da rotaçãodo cilindro debulhador deve serrealizado de acordo com a umidadedos grãos. Quanto mais úmidos os·grãos, maior é a dificuldade emserem debulhados, exigindo,assim,maior rotação do cilindro debulhador.À medida que os grãos vão perdendoumidade, tornam-se mais que-bradiços e mais fáceis de debulhar,devendo-se, então, reduzir a rotaçãode debulhador.

Portanto, o objetivo destetrabalho foi avaliar os danosrnecarucos causados durante acolheita e debulha de grãos de milho(colheita e debulha manual e colheitamanual e debulha mecânica), emduas faixas de umidade e quatrovelocidades de rotação do cilindrodebulhador. As análises de

I..

JJ

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determinação de germinação e vigorobjetivaram informar sobre aqualidade das sementes, a fim depossibilitar a observação do compor-tamento dos grãos após o processode debulha

MATERIAL E MÉTODOS

Para realização deste trabalho,foram utilizados dois híbridossemiduros, os amarelos BR 2121 (dealto valor protéico) e o BR 3123(Normal), cultivados em uma área demeio hectare nos camposexperimentais da Embrapa Milho eSorgo, seguindo as recomendaçõestécnicas mais apropriadas para acultura do milho.

As espigas foram colhidasmanualmente e, posteriormente,debulhadas tanto manual quantomecanicamente em diferentesvelocidades do cilindro debulhador.

A partir das recomendações deMANTOVANI (1989), foi estabelecidaa distância entre o côncavo e ocilindro, na entrada, em função dodiâmetro médio das espigas e, nasaída, em função do diâmetro médiodos sabugos. Em seguida, foramfeitos testes para o ajuste final daregulagem do sistema de debulha emfunção da inspeção do materialdebulhado. As distâncias adota dasforam 21 e 18 mm para côncavo ecilindro, respectivamente (Figura 1).

A debulha mecânica dos grãos demilho foi realizada por meio de umacolhedora-trilhadora modelo Nursey-rnaster' hidrostatic estacionada e emfuncionamento.

CILINDRO-O

Fonte: Santos e Mantovani 1997

Figura 1. Regulagem da abertura en-tre o cilinci'" e o côncavo.

Foram consideradas as seguintescondições:

a) velocidade de trabalho de cincokm/h, correspondente a 1,38 m/s.Para percorrer uma distância de25 m, foram necessários 18 s.

b) média de uma espiga em cadaplanta, e 5 plantas por metro,obtendo-se, assim, um valormédio de 125 espigas para cadarepetição.Portanto, para que 125 espigas

fossem colhidas mecanicamente, em18 segundos (simulando condiçõesde campo), sete espigas foramintroduzidas manualmente, porsegundo, na entrada da plataformaalimentadora.

A avaliação de danos mecânicosfoi realizada no laboratório deAnálise de Sementes da EmbrapaMilho e Sorgo, de acordo com ametodologia desenvolvida porCHOWDHURY e BUCHELE (1976,1976a), utilizando-se uma amostrade grãos (400 grãos) correspondenteao ensaio de campo, que foi

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homogeneizada e dividida a fim deobter amostras de 100 grãos.

1= (d1 +d2)10+6d3 +2d4 +d5

10

em queI =d1 =

d2 =d3 =

d4 =d5 =

o índice de danos foi obtido pormeio da equação 1.

(1 )

índice de danos;PÓ - material estranho, grãos quebrados, partículas menores que5mm(%);Dano severo - mais da metade do grão faltando (%);Dano grande - metade e menos da metade do grão quebrado,faltando partes, trincas no embrião (%);Dano pequeno - pequenos estragos superficiais (%);Grãos não danificados (%).

As amostras de 100 grãos, jápreviamente submetidas a umalimpeza, não produziram a variável"d," da fórmula 1, que significa pó,material estranho, grãos quebrados epartículas menores que cinco mm. Aseguir, foram colocadas em 100 mLde solução de "Fast Green Dye" a0,1% (sal dissódico do ácidotrisulfônico anidro p-p'-dibenzil-dietildiamino-p"hidroxitrifenilcarbinol)por cinco minutos, agitando-se combastonete de vidro. Os grãos foramentão retirados da solução, lavadosem água corrente por 30 segundos,espalhados em papel e postos parasecar por 2 horas, tempo suficientepara o papel de filtro e grãossecarem. Depois de secos, os grãosforam separados visualmente com oauxílio de uma lupa, nas categorias.

Objetivando informar sobre aqualidade dos grãos, após oprocesso de debulha em diferentesrotações do cilindro debulhador,utilizou-se uma análise similar ao que

é geralmente utilizado em sementes,os teste de germinação e vigor.

As amostras de milho foramcoletadas logo após a debulha,pesadas em uma balança comprecisão de 0,01 g, devida-menteidentificadas e analisadas nolaboratório de Análise de Sementesda Embrapa Milho e Sorgo, conformeas recomendações das regras de·análise de sementes (BRASIL 1992).

Foi utilizado um delineamentointeiramente casualizado, em esque-ma fatorial 2 x 2 x 4 com quatrorepetições. Portanto, foram utilizadasduas variedades de milho (BR 2121,BR 3123), duas faixas de umidade(18 a 16%, 16% a 14%) e quatrorotações na colhedora-trilhadora (Orpm - manual, 500 rpm, 600 rpm, 700rpm), representando dezesseis trata-mentos com quatro repetições,etotalizando 64 parcelas experimen-tais.

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RESULTADOS E DISCUSSÃO

Dano Mecânico

De acordo com os resultados daanálise de variância do índice dedanos, o dano mecânico presentenos grãos de milho, logo após acolheita, foi afetado signi-ficativamente ao nível de 5% deprobabilidade, no que se refere acultivar, rotação de debulha einteração destes. As faixas deumidade, conforme análiseestatística, não diferiram entre si.

Portanto, neste trabalho, opercentual de umidade contido nosgrãos de milho não foi o principalresponsável pelos danos oca-sionados no decorrer do processo decolheita.

Nas Figuras 2 e 3, é possívelobservar a incidência do percentualde grãos danificados, em diferentescategorias de danos, durante acolheita e debulha dos grãos emquatro velocidades de rotação docilindro debulhador e em doiscultivares.

BR2121-QPM

30

I~ 25

10

li 20 .- ............ _ ... DOrpm

Dfa)rpm"C 15 Il:1Emrpm

1I,g

10

1

.700rpm

I~I~ 5 .

iI o, 01 D2 D3 D4

Categoria de darosL

Figura 2. Avaliação do percentual de grãos danificados, em diferentesvelocidades de rotações do cilindro debulhador e em diferentescategorias de dano, na cultivar BR 2121-QPM.

Engenharia na Agricultura. v. 9. n. 3. p.180- J 90, JuI.íSet., 2001 185

Categoria de danos

D4

BR3123 -1\ORMAl

25

li) 20 ------------- ..... - .........o'tJ

5it= 15'2:("11'tJli)o 10.("11•..C)lU'tJ?ft. 5

o01 D2 03

Figura 3. Avaliação do percentual de grãos danificados, em diferentesvelocidades de rotações do cilindro debulhador e em diferentescategorias de dano, na cultivar BR 3123 Normal.

Notou-se, portanto, uma maiorincidência de grãos com pequenosestragos (categoria d4), em ambascultivares, sendo posteriormenteanalisados através do teste F deSnedecor e do teste de Tukey, a 5%de probabilidade (BANZATTO eKRONKA 1992; PIMENTEL GOMES1990).

Quanto ao surgimento de grãoscom pequenas injúrias, em grãoscolhidos mecanicamente, não houvediferença significativa entre 500 e600 rpm (BR 2121) e entre 500 e 700rpm (BR 3123) (Quadro 1).

Para complementar este estudo, omesmo tipo de análise foi realizadopara grãos sem danos (categoria d5).

Constatou-se significância nosfatores cultivar, rotação de debulha ena interação destes. O Quadro 2apresenta os valores médiosutilizados no teste de Tukey, a 5% deprobabilidade, em que a rotação de500 rpm apresentou maiores valoresde grãos sem danificações (65,88% -BR 2121 e 79,38% - BR3123).

Mesmo não havendo diferençasignificativa entre 500 e 700 rpmpara a cultivar Normal, através doteste de médias, considerou-se omaior valor observado

186 Engenharia na Agricultura. v. 9. n. 3, p.180-190, Jul./Set.. 2001

1Quadro 1. Valores médios de grãos com pequenos danos (categoria d4),

considerando a interação cultivar e rotação de debulha

CULTIVAR

I ROTAÇÃO BR 2121QPM

BR 3123NORMAL

Mecânica 700rpm

600 rpm

500 rpm

O rpm

28,75 A

27,13 AB

23,25 B

0,62 e

18,25 B

23,88 A

15,25 B

0,12 eManual

Média 19,93 a 14,37 b

Médias seguidas de uma mesma letra minúscula nas linhas e maiúscula nas colunas,não diferem entre si pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade.

Quadro 2. Valores médios de grãos sem danos (categoria ds), considerando ainteração cultivar e rotação

CULTIVAR

ROTAÇÃO BR 2121 BR 3123QPM NORMAL

Mecânica 700 rpm 58,13 e 74,88 Be600 rpm 59,63 e 70,50 e

n 500 rpm 65,88 B 79,38 BManual O rpm 99,00 A 99,87 A

Média 70,66 b 81,15 a

Médias seguidas de uma mesma letra minúscula nas linhas e maiúscula nas colunas,não diferem entre si pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade.

Portanto, pode-se concluir que arotação de 500 rpm foi a queproporcionou menores danos aosgrãos, du rante o processo decolheita manual e debulha manual e

rnecaruca, principalmente para acultivar híbrida BR 3123.

Engenharia na Agricultura, v. 9, n. 3, p.180-190, JuI.lSet., 2001 187

Germinação e vigor

Os resultados obtidos pelaaplicação do teste de Tukey, a 5% deprobabilidade, não indicaramdiferenças entre as faixas deumidade e sim no percentual degerminação e vigor entre ascultivares, sendo a Normal aquelaque melhor conservou estascaracterísticas, quando comparada àde alto valor protéico. As diferentesvelocidades do cilindro debulhadordiferiram da testemunha debulhadamanualmente (O rprn), mostrando ser

esta a responsável por uma menorperfuração da superfície do grão,quebra, lasca ou arranhão. Nasdiferentes rotações (debulha mecâ-nica) não foram detectadas dife-renças estatísticas pelo teste demédias, (Quadro 3).

Houve uma diminuição dospercentuais dos valores médiosde germinação e vigor em ambosos métodos de colheita e emambos cultivares, demonstrando,portanto, um decréscimo acen-tuado na qualidade das sementes.

Quadro 3. Valores médios, em (%), de germinação e vigor em sementes,considerando a interação cultivar e rotação

ROTAÇÃO

Mecânica 700 rpm600 rpm

500 rpm

O rpmManual

Média

Mecânica 700 rpm

600 rpm500 rpm

O rpmManual

Média

CULTIVAR

BR 2121 BR 3123

QPM NORMAL

Germinação

82.00 B 86.88 B

78.63 B 84.50 B

81.50 B 87.63 B

92.00 A 93.50 A

83.53 b 88.12 a

Vigor

58.00 B 69.00 B

60.75 B 73.75 B

60.38 B 70.38 B

87.38 A 93.25 A

66.63 b 76.59 a

Médias seguidas de uma mesma letra minúscula nas linhas e maiúscula nascolunas, não diferem entre si pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade.

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CONCLUSÕES

• Os grãos de milho do cultivarsemidura BR 2121, alto valorprotéico, foram os que sofrerammaior influência do cilindrodebulhador após o processo dedebulha mecânica. Assim, estacultivar apresentou, maiorpercentual de grãos danificados,quando comparada com acultivar Normal.

Os grãos de milho do cultivarsemidura BR 3123 - Normalmostraram- se mais resistentes àdanificação mecânica, quandocomparados aos da cultivar dealto valor protéico, apresentandomaior percentual de íntegros.

Houve um decréscimo naqualidade das sementes, deam bos cultivares, para debulhamecânica, o qual foi mais acen-tuado na cultivar de alto valorprotéico, não se detectandodiferen ças estatísticas entre asrotações para a debulhamecânica.

AGRADECIMENTOS

Ao conselho Nacional de Pesqui-sa Científica-CNPq, pelo suportefinanceiro para esta pesquisa.

A Embrapa Milho e Sorgo e aoPRODETAB pela concessão dasinsta-Iações físicas, dos materiais eequipamentos.

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