BOTÂNICA. MORFOLOGIA E DESCRiÇÃO FENOTíPICA ?· Botânica, morfologia e descrição feno típica…

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BOTNICA. MORFOLOGIA EDESCRiO FENOTPICA 2Pedra Luiz Scheeren'Ricardo Lima de Castro'Eduardo Caiero'Este captulo est dividido em duas partes. Na primeira,apresentam-se a classificao botnica do trigo, sua origem, suascaractersticas botnicas e fisiolgicas, alm de seus estdios dedesenvolvimento, e, na segunda, as instrues para a descrio denovos cultivares de trigo.Classificao BotnicaFamlia: Poaceae (= Gramineae)Subfamlia: Pooideae (= Festucoideae)Tribo: Triticeae Dumort. (= Hordeae)Subtribo: TriticinaeGnero: Triticum (Lineu, 1753)Espcie: Triticum aestivum (L.) THELLI Engenheiro-Agrnomo, Dr., Pesquisador da Embrapa Trigo. E-mail:pedro.scheeren@embrapa.br2 Engenheiro-Agrnomo, Dr., Pesquisador da Embrapa Trigo. E-mail:ricardo.castro@embrapa.br3 Engenheiro-Agrnomo, M.S., Pesquisador da Embrapa Trigo. E-mail:eduardo.caierao@embrapa.br36 Scheeren, Castro e CaieroOrigem, nmero de cromossomos e genomasAcredita-se que o trigo [Triticum aestivum (L.) THELL], como conhecido hoje, seja originrio de gramneas silvestres que sedesenvolviam nas proximidades dos rios Tigre e Eufrates (sia), porvolta dos anos 10.000 a 15.000 a. C. Contudo, os primeiros registrosencontrados datam do ano 550 a. C., o que leva a concluir que a maioriadas caractersticas da planta so conhecidas h mais de 2.000 anos.A espcie Triticum aestivum L. hexaploide (2n = 42). Umahibridao natural entre um tetraploide (Triticum turgidum; 2n = 28)e uma gramnea selvagem (Aegilops squarrosa; 2n = 14) deuorigem ao T. aestivum e outros trigos hexaploides menosconhecidos (Figura 2.1).Tetrapodesln=./x=24Turgidumvaro durum~ar.turgidumvar. polncumvar. carthlicumgenomaAABBSELVAGENSCULTIVADOSCI casca DebulhalivreFigura 2.1 - Relaes evolutivas do trigo - Triticum.Fonte: FELDMAN, 1977, citado por FUNDAO CARGIL, 1982.Os trigos primitivos tinham espigas muito frgeis, que quebravamcom facilidade quando maduras. As sementes eram aderidas s partesflorais. Foram necessrios milhares de anos de seleo natural eartificial para chegar aos tipos de trigo cultivados atualmente (sculosXXeXXI).Botnica, morfologia e descrio feno tpica 37No passado, cultivavam-se Triticum spelta, Triticum dicoccum,Triticum polonicum e Triticum turgidum, mas, atualmente, essas espciesso utilizadas apenas em estudos cientficos e, ocasionalmente, emmelhoramento e investigaes genticas.Caractersticas botnicas e fisiolgicaso trigo (Triticum sp.) apresenta caractersticas morfolgicasmuito semelhantes s dos demais cereais de inverno que tm a mesmafrnalidade de produo de gros (cevada, aveia, centeio e triticale). Aplanta de trigo estruturada em razes, colmo, folhas e inflorescncia(Figura 2.2).Espiga/---+- Folha bandeiraPednculo5 entren4 entren3 entren2 entren1 entrenFigura 2.2 - Componentes da planta de trigo.38 Scheeren, Castro e CaieroSistema radicular do trigoTrs grupos de razes formam o sistema radicular do trigo (Figura2.3 a, b e c): a) razes seminais; b) razes permanentes (coroa); e c)razes adventcias.As razes seminais, originadas diretamente da semente, soparticularmente importantes at o incio do estdio de afilhamento,pois tm como funo principal o estabelecimento da plntula.Inicialmente, a nutrio da planta obtida do endosperma da semente.Posteriormente, quando as razes seminais se tomam funcionais, osnutrientes e a gua provm do solo ao redor.Figura 2.3 - Sistema radicular da planta de trigo.Paralelamente ao desenvolvimento das razes seminais,desenvolve-se o coleptilo e, dentro dele, o mesoctilo ou entrensubcoronal. Na maioria das plantas, na profundidade de 1-2 em abaixoda superficie do solo formada a regio denominada coroa, de onde soemitidas as razes permanentes (cerca de 20 dias aps a emergncia).No princpio, o desenvolvimento dessas razes lento e passam peloestdio de alongamento. Por ocasio do espigamento, o sistemaradicular permanente est completamente formado. Eventualmente,surgem algumas razes adventcias acima da superficie do solo, apartir do primeiro e segundo ns da planta.Botnica, morfologia e descrio fenotipica 39Folhaso desenvolvimento das folhas iniciado com a emisso de umapseudofolha, denominada coleptilo. Esta estrutura tem a funo deproteger o desenvolvimento do mesoctilo, a regio da coroa e aemisso da plmula, que a primeira folha.As plantas de trigo tm, no fmal, 5 a 6 folhas, correspondendo aonmero de ns. Contudo, variaes de 3 a 8 so frequentes. Cada folha(Figura 2.4) composta pela bainha, lmina, lgula e um par deaurculas, normalmente pilosas, na base da lmina. A disposio dasfolhas alternada, formando ngulos de 1800 entre uma folha e outra,at a ltima (comumente chamada de folha bandeira).Tamanho, nmero, forma, posio, cerosidade e outrascaractersticas das folhas so fatores importantes para o rendimento degros e para a caracterizao dos cultivares de trigo.Figura 2.4 - Folha do trigo e detalhes.ColmoColmoLgulaAurculao colmo das plantas de trigo normalmente oco, cilndrico e comquatro a sete entrens (Figura 2.2). Os entrens tm comprimentovarivel, aumentando da base ao pice da planta at o pednculo, que a poro do colmo que vai do ltimo n at a base da espiga. A altura40 Scheeren, Castro e Caieroda planta varivel entre gentipos e para um mesmo gentipo emambientes diferentes.Na fase de afilhamento (ou perfilhamento), aproximadamente 15dias aps a germinao, so emitidos novos colmos denominados deafilhos (ou perfilhos) envolvidos em estruturas foliares denominadasprfilos (normalmente inseridas nos ns da coroa). Aps o afilhamento,o colmo se alonga rapidamente, pois, na base de cada entren, h umaregio de rpido crescimento, composta por tecido meristemtico.Por ocasio do enchimento dos gros, os nutrientes estocados nocolmo e nas folhas so muito importantes, porque grande parte delesso translocados para a espiga contribuindo para o enchimento de gros.InflorescnciaA inflorescncia do trigo uma espiga (Figura 2.5) composta,distica, formada por espiguetas alternadas e opostas no rquis. Hgrande variao em relao densidade, forma, ao comprimento e largura da espiga. Considerando esses aspectos, podem ser formadoscinco tipos bsicos de espiga: piramidal, oblonga, semiclavada, clavadae fusiforme (Figura 2.6).Cada espigueta constituda por flores (2 a 9) dispostasalternadamente e presas rquila. Normalmente, as flores superioresso estreis ou imperfeitas. Na base da espigueta esto duas brcteasque recebem o nome de glumas e que tm a funo de proteger asflores de cada espigueta. A forma, o tamanho e outras caractersticas dagluma so importantes botanicamente, pois auxiliam na diferenciaode cultivares. Cada flor formada por uma lema (com ou sem arista) euma plea, que so as estruturas de proteo da flor. Entre a lema e aplea, esto o gineceu, constitudo pelo ovrio, estilete e estigma(plumoso e bipartido), e o androceu, constitudo por trs estames (trsfiletes e trs anteras). Na antese, aps a fecundao, as flores seabrem e expulsam as anteras ( a chamada extruso das anteras). Apartir dessas estruturas, ocorre a formao dos gros.Botnica, morfologia e descrio feno tpica 41\,Espiga,/,RquisPaleta -.:1>_"'"Ovrioti-DenteOmbr QuilaGlumaFlorPalea (3)Lema (2)Gluma(l)Flor estril (4)Palea (3)Lema (2)Gluma(l)Espigueta,,~?,I1Q -:~-GrO'-V,. ,~Componentes da espigaFigura 2.5 - Espiga de trigo e seus componentes.Piramidal OblongaFigura 2.6 - Principais formas da espiga do trigo.ClavadaSemiclavada Fusiforme42 Scheeren, Castro e Caieroo gro maduroo gro do trigo, chamado cariopse, pequeno (mede, em mdia,6-7 mm), seco e indeiscente. Forma-se apenas um gro a partir de cadaflor. O formato dos gros muito varivel, desde gros curtos earredondados at gros estreitos e compridos, o que causa diferenassignificativas no seu peso especfico. No trigo, o peso especfico medido e expressa na base de 100 litros e, por isso, conhecido como"peso hectoltrico" do trigo (ou PH do trigo). O rendimento de farinha,a qualidade panificativa e a quantidade de protena variamgeneticamente entre os cultivares e podem sofrer, tambm, a influnciado ambiente. Normalmente, o contedo de protena aproximadamente 12%, podendo variar de 6 a 20%. Tambm aqualidade tecnolgica de um cultivar, quando semeado em ambientes(regies tritcolas) diferentes, pode variar, inclusive, quanto aoenquadramento da classe comercial.Estdios de desenvolvimentoUsualmente, os estdios de desenvolvimento mais conhecidos dotrigo so (por ordem cronolgica): plntula, afilhamento,alongamento, emborrachamento, espigamento, florescimento, groem estado leitoso, gro em massa, gro em maturao fisiolgica egro maduro. No entanto, em trabalhos cientficos, foram descritasdiversas escalas de desenvolvimento, sendo mais divulgadas a escalade Feekes (1940), modificada por Large (1954) (Figura 2.7 e Tabela2.1), e a de Zadoks, Chang e Konzac, de 1974 (Tabela 2.2).Comparando as duas, a escala de Feekes (1940) caracteriza osestdios de maneira mais geral. Por outro lado, a escala de Zadoks etal. proporciona uma viso mais detalhada de cada estdio, pois estdividida em 10 etapas e, cada uma, em 10 subetapas.Por isso, pelo seudetalhamento, a mais indicada para trabalhos que exigem maiorpreciso, como trabalhos em que analisada a reao a doenas. Acomparao entre as duas escalas apresentada na Tabela 2.3.A temperatura ideal para o pleno desenvolvimento do trigo em tomo de 20C; para o afilhamento, 15 a 20C; e para odesenvolvimento das folhas, entre 20 e 25C. Danos severos, por frioou por calor, podem ser causados ao trigo durante o estdioBotnica, morfologia e descrio fenotipica 43reprodutivo, pois a temperatura tima para fertilizao de 18 a 24C.Danos de geada so observados quando a temperatura durante aflorao menor do que -1C. Durante a formao de gros,temperaturas menores do que _2C prejudicam o enchimento. Almdisso, baixas temperaturas tambm podem danificar as plantas detrigo nos pontos de rpida multiplicao celular durante a fase decrescimento, na regio logo acima dos ns, onde se concentra o tecidomeristemtico. Assim, nesses pontos suscetveis pode ocorrer"estrangulamento" e posterior necrose do colmo, causando a morte dostecidos acima.Figura 2.7 - Estdios de desenvolvimento de cereais conforme a escalade Feekes (1940).44 Scheeren, Castro e CaieroTabela 2.1 - Estdios de desenvolvimento pela escala de Feekes (1940),modificada por Large (1954)Cdigo Estdio1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.10.1.10.2.10.3.10.4.10.5.10.5.1.10.5.2.10.5.3.10.5.4.11.1.11.2.11.3.11.4.Plantas recm-emergidas, com uma ou mais folhas.Incio do afilhamento.Afilhos formados. Folhas frequentemente enroladas em espiral.Em algumas variedades de trigo, as plantas podem apresentarhbito prostrado.Incio do aparecimento do pseudocaule. Bainhas foliares comeama alongar-se.Pseudocaule (formado por bainhas foliares) fortementedesenvolvido.Primeiro n do colmo visvel na base da gema.Segundo n do colmo j formado.Folha bandeira visvel, mas ainda enrolada. Incio do periodo deemborrachamento.Lgula da folha bandeira j visvel.Bainha da folha bandeira completamente desenvolvida, mas asespigas ainda no so visveis.Primeiras espigas apenas visveis.Um quarto do processo de espigamento completo.Metade do processo completo.Trs quartos do processo de espigamento completo.Todas as espigas esto fora da bainha.Incio do florescimento.Florescimento completo na parte apical da espiga.Florescimento completo na parte basal da espiga.Final de florescimento, gro no estdio aquoso.Gros no estdio leitoso.Gros no estdio de massa (contedo macio e seco).Gros duros (dificeis de serem rompidos com a unha do polegar).Maturao de colheita. Palhas secas.Botnica, morfologia e descrio fenotpica 45Tabela 2.2 - Escala decimal de desenvolvimento dos cereais segundoZadoks et al. (1974)Cdigo Estdioo000102030405060708091101112131415161718192202122GerminaoSemente secaIncio da embebioEmbebio completaEmergncia da radcula da cariopseColeptilo emergidoFolha no pice do coleptilo ~ _ H _ _ Crescimento da plntulaPrimeira folha atravs do coleptiloPrimeira folha abertaDuas folhas abertasTrs folhas abertasQuatro folhas abertasCinco folhas abertasSeis folhas abertasSete folhas abertasOito folhas abertasNove ou mais folhas abertasAfilhamentoSomente o colmo principalColmo principal e um afilhoColmo principal e dois afilhosContinua ...46 Scheeren, Castro e CaieroTabela 2.2 - Cont.Cdigo Estdio23 Colmo principal e trs afilbos24 Colmo principal e quatro afilbos25 Colmo principal e cinco afilbos26 Colmo principal e seis afilbos27 Colmo principal e sete afilbos28 Colmo principal e oito afilhos29 Colmo principal e nove ou mais afilhos, _- _ .3 Alongamento30 Pseudocolmo ereto31 Primeiro n visvel32 Segundo n visvel33 Terceiro n visvel34 Quarto n visvel35 Quinto n visvel36 Sexto n visvel37 Folha bandeira recm-visvel3839 Lgula da folha bandeira recm-visvel _ _-_ _ __ _ - - __ _ H 4 Emborrachamento4041 Bainha da folha bandeira em extenso4243 Incio do emborracbamento4445 Emborracbamento completo46Continua ...Botnica, morfologia e descrio feno tpica 47Tabela 2.2 - Cont.Cdigo Estdio47 Abertura da bainha da folha bandeira4849550515253545556575859660616263646566676869Primeiras aristas visveisEmergncia da inflorescnciaPrimeira espigueta da inflorescncia recm-visvelUm quarto das inflorescncias emergidasMetade das inflorescncias emergi dasTrs quartos das inflorescncias emergidasEmergncia completa da inflorescnciaAnteseIncio da anteseMetade da antese completaAntese completaContinua ...48 Scheeren, Castro e CaieroTabela 2.2 - Cont.Cdigo Estdio7 Desenvolvimentodo gro leitoso70717273747576777879............................... _ _ .._ - __ - _ .._ _ ..- -8 Desenvolvimento do gro em massa80818283848586878889......................... -9909192Cariopse aquosaIncio do estado leitosoEstado leitosoFinal do estado leitosoIncio do estado de massaEstado de massa moleEstado de massa dura........... _- ......... _- ....._.-MaturaoCariopse dura (dificil dividir com a unha)Cariopse dura (no pode ser dividida com a unha)Continua ...Botnica, morfologia e descrio feno tpica 49Tabela 2.2 - Cont.Cdigo Estdio93 Cariopse soltando-se durante o dia94 Sobre maturao, palha seca e quebradia95 Semente dormente96 Semente vivel com 50% de germinao97 Semente no dormente98 Dormncia secundria induzida99 Dormncia secundria perdidaTabela 2.3 - Estdios de desenvolvimento pela escala de Feekes eLarge (1954) e seu valor correspondente na escala deZadoks et al. (1974)Escala de Feekes e Large Escala de Zadoks et al.Estdio 1Estdio 2Estdio 3Estdio 4 e 5Estdio 6Estdio 7Estdio 8Estdio 9Estdio 10Estdio 10.1Estdio 10.2Estdio 10.3Estdio 10.4Estdio 10.5Estdios 10 e 11Estdios 20 e 21Estdios 22 a 29Estdio 30Estdio 31Estdio 32Estdio 37Estdio 39Estdios 43 a 45Estdios 50 e 51Estdios 52 e 53Estdios 54 e 55Estdios 56 e 57Estdios 58 e 59Continua ...50 Scheeren, Castro e CaieroTabela 2.3 - Cont.Escala de Feekes e Large Escala de Zadoks et al.Estdio 10.5.1Estdio 10.5.2Estdio 10.5.3Estdio 10.5.4Estdio 11.1Estdio 11.2Estdio 11.3Estdio 11.4Estdios 60 e 61Estdios 64 e 65Estdios 68 e 69Estdio 71Estdios 73 a 77Estdios 83 a 87Estdio 91Estdio 92Descritores para Registro e Proteo deCultivares de Trigo (Triticum spp.)IntroduoAs normas oficiais completas para registro, proteo ecomercializao de sementes de novos cultivares de trigo geradaspelos obtentores esto descritas no site do Ministrio daAgricultura, Pecuria e Abastecimento (MAPA),http://www.agricultura.gov.br/vegetal/registros-autorizacoes/registro/registro-nacional-cultivares e em http://www.agricultura.gov.br/vegetal/registros-autorizacoes/protecao-cultivares/jormularios-protecao-cultivares. Para registro e proteo de cultivares so importantes asinformaes botnicas do cultivar. Alm da descrio dascaractersticas vegetativas, morfolgicas e agronmicas, devem serinformadas, a entidade responsvel pela proposta de recomendao e,ou, criao do cultivar; o cruzamento e a genealogia, o histrico deseleo com resumo da metodologia utilizada na obteno do cultivar;a reao a doenas; as caractersticas de qualidade tecnolgica; e orendimento de gros obtido nos ensaios de Valor de Cultivo e Usopara indicao e recomendao comercial do cultivar.Botnica, morfologia e descrio feno tpica 51Descritores mnimos de trigoPara a descrio das caractersticas morfolgicas e biolgicas,as linhagens ou os cultivares devem ser observados onde h cultivo nadensidade de semeadura indicada pela pesquisa, com tratamentofitossanitrio (aplicao de fungicidas e inseticidas) e outras prticascomuns na regio, para que a planta expresse o seu potencial gentico.Assim procedendo, a descrio do novo cultivar corresponder suareal expresso fenotpica para determinado ambiente, facilitandoidentificaes e comparaes em caso de dvida sobre a identidade domaterial. Alm disso, sempre que possvel, as observaes devem serrepetidas em anos diferentes (no mnimo dois anos), com, no mnimo,2.000 plantas, divididas em duas ou mais repeties em cada ano. Asplantas atpicas (fora do padro descrito para o cultivar) devem serdescritas e contadas, estabelecendo qual o ndice percentual mximode ocorrncia, o qual deve ser conferido com a porcentagem deplantas atpicas permitida em cada categoria de sementes, conformeInstruo Normativa n 45, de 17 de setembro de 2013, do DirioOficial da Unio (DOU). Exemplo: em um lote de semente bsica,devem ser avaliadas seis subamostras de 1.000 plantas, formando umaamostra completa de 6.000 plantas, com no mximo trs plantasatpicas de ciclos semelhantes, sem plantas atpicas de ciclosdiferentes.A seguir, so apresentadas as principais caractersticas para adescrio de um cultivar de trigo (conforme os descritores mnimos detrigo publicados no Dirio Oficial da Unio, de 16 de julho de 1998,em vigor em fevereiro de 2014).Descritores morfolgicos - planta- Hbito vegetativo da planta: identificado no InICIOdoafilhamento com densidade de semeadura normal; pode ser ereto,serniereto, intermedirio, serniprostrado e prostrado.- Altura mdia da planta: deve ser verificada aps as plantasalcanarem a altura mxima, ou seja, aproximadamente 30 dias depoisdo espigamento. A classificao feita em comparao comcultivares-padro, considerando a altura mdia das plantas desde o52 Scheeren, Castro e Caierosolo at o pice das espigas, excluindo as aristas. A planta pode sermuito baixa, baixa, mdia, alta, muito alta.Descritores morfolgicos - folhaAs avaliaes devem ser feitas no incio do espigamento.- Posio da lmina da folha bandeira em relao ao colmo:ereta, intermediria, pendente.- Cerosidade da bainha da folha bandeira: ausente, fraca, forte.- Colorao das aurculas (observar a cor predominante noespigamento): incolor; pouco colorida; colorida; heterognea.Descritores morfolgicos - colmoAs avaliaes devem ser feitas em plantas no estdio dematurao.- Forma do n superior: largo, quadrado, comprido.- Cerosidade do pednculo: ausente, fraca, forte.- Espessura das paredes do colmo: delgada, mdia, espessa.- Dimetro do colmo: fino, mdio, grosso.Descritores morfolgicos - espigaAs avaliaes devem ser feitas em plantas no estdio dematurao.- Forma da espiga: piramidal, oblonga, semiclavada, clavada,fusiforme.- Comprimento da espiga: curta 75 mm), semicurta (2: 75 mme < 85 mm), serni-longa (2:85 mm e < 95 mm), longa (2:95 mm).- Densidade da espiga: laxa, semilaxa, semidensa, densa.- Arista: mtica, apical, aristada.- Colorao da espiga: clara, escura, outra.Botnica, morfologia e descrio feno tpica 53Descritores morfolgicos - glumaAs avaliaes devem ser feitas sempre na gluma superior dastima espigueta, contando-se as espiguetas frteis a partir da base,considerando os dois lados da espiga.- Pilosidade da gluma: glabra (ausente), pilosa (presente).- Comprimento da gluma: curta 7 mm), mdia (~ 7 mm e< 9 mm), longa (~ 9 mm).- Largura da gluma: estreita 3 mm), mdia (~ 3 mm e< 4 mm), larga (~ 4 mm).- Forma do ombro da gluma: inclinado, reto, elevado.- Comprimento do dente: curto 3 mm), mdio (~ 3 mm e< 7 mm), longo (~ 7 mm).Descritores morfolgicos - groAs avaliaes devem ser feitas em amostras de, no mnimo,100 gros primrios, maduros, do tero mdio das espigas.- Forma do gro: ovalado, alongado, truncado.- Comprimento do gro: curto 6 mm), mdio (~ 6 mm e< 7 mm), longo (~ 7 mm).- Colorao do gro: branco, vermelho, outros.- Textura do gro: mole, semiduro, duro.Descritores biolgicos- Grupo bioclimtico: trigo de primavera; trigo de inverno,trigo alternativo.- Subperodo dias da emergncia do espigamento (quando50% das espigas esto visveis): superprecoce, precoce, mdio, tardio,supertardio.- Ciclo em dias da emergncia maturao: superprecoce,precoce, mdio, tardio, supertardio.54 Scheeren, Castro e Caiero- Crestamento (suscetibilidade da planta ao alumnio txico dosolo) suscetvel, moderadamente suscetvel, moderadamenteresistente, resistente.RefernciasBRIGGLE, L. w. 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