Bragantia - vol.63 no.2

Bragantia
Print ISSN 0006-8705
Table of contents
Bragantia vol.63 no.2 Campinas 2004
Editorial
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Basic Areas
• The effect of carbon source on in vitro organogenesis of
chrysanthemum thin cell layers
Silva, Jaime A. Teixeira da
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english
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• Characterization of Coffea arabica cultivars by minimum
descriptors
Aguiar, Adriano Tosoni da Eira; Guerreiro-Filho, Oliveiro; Maluf, Mirian
Perez; Gallo, Paulo Boller; Fazuoli, Luiz Carlos
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portuguese
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• Light, temperature and potassium nitrate in the
germination of Hypericum. perforatum L. and H.
Brasiliense Choisy seeds
Faron, Maria Luisa Bertelle; Perecin, Maria Beatriz; Lago, Antonio
Augusto do; Bovi, Odair Alves; Maia, Nilson Borlina
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• Somaclonal variation event on micropropagated Pacovan
banana seedling (Musa spp. AAB group)
Santos, Cynthia Christina Carvalho dos; Rodrigues, Paulo Hercílio Viegas
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Plant Breeding
• Evaluation of coffee progenies from crosses of Catuaí
Vermelho and Catuaí Amarelo with "Hibrido de Timor"
descents
Bonomo, Paulo; Cruz, Cosme Damião; Viana, José Marcelo Soriano;
Pereira, Antonio Alves; Oliveira, Valter Rodrigues de; Carneiro, Pedro
Crescêncio Souza
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portuguese
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• Cyanide acid content in progenies from crosses of bitter
and sweet cassava cultivars
Valle, Teresa Losada; Carvalho, Cássia Regina Limonta; Ramos, Maria
Teresa Baraldi; Mühlen, Gilda Santos; Villela, Omar Vieira
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Plant Protection
• Effect of inseticides at sowing on seedling pests and yield
off-season maize crop under no-tillage system
Ceccon, Gessi; Raga, Adalton; Duarte, Aildson Pereira; Siloto, Romildo
Cássio
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Soil Fertility and Plant Nutrition
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• Coffee nutrition as a function of plant density and NPK
fertilization
Prezotti, Luiz Carlos; Rocha, Aledir Cassiano da
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• Nutrient diagnosis of coffee-tree by DRIS using different
sensitivity constants according to the nutrient yield
response
Bataglia, Ondino Cleante; Quaggio, José Antonio; Santos, Wagner
Rodrigues dos; Abreu, Mônica Ferreira de
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portuguese
• Fate of
crop
15N-urea
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applied to wheat-soybean succession
Boaretto, Antonio Enedi; Spolidorio, Eduardo Scarpari; Freitas, José
Guilherme de; Trivelin, Paulo Cesar Ocheuze; Muraoka, Takashi;
Cantarella, Heitor
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english
• text in english
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Crop Production and Management
• Behavior of coffee intercropped with annual crops
Paulo, Edison Martins; Berton, Ronaldo Severiano; Cavichioli, José
Carlos; Kasai, Francisco Seiiti
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• Weed control in table beet with metamitron and its
persistence in Ultisol-Kandiucults
Deuber, Robert; Novo, Maria do Carmo de Salvo Soares; Trani, Paulo
Espíndola; Araújo, Ronaldo Tavares de; Santini, Ademir
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Bragantia
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Bragantia vol.63 no.2 Campinas 2004
EDITORIAL
Bragantia publica neste número o artigo "Diagnose nutricional do cafeeiro pelo DRIS
variando-se a constante de sensibilidade dos nutrientes de acordo com a intensidade e
freqüência de resposta na produção", assinado pelo Pesquisador Científico Ondino
Cleante Bataglia.
Primeiro aluno da turma de Engenheiros Agrônomos formados em 1967, pela Escola
Superior de Agricultura 'Luiz de Queiroz" (ESALQ/USP), foi contatado já no ano
seguinte pelo Instituto Agronômico (IAC) para desenvolver pesquisa na área de Ciência
do Solo, Nutrição de Plantas, Fertilidade do Solo e Adubação.
Doutorou-se em 1973 pela ESALQ/USP e obteve em 1980 o título de PhD pela
Universidade da Califórnia (Davis, EUA).
Durante sua vida profissional especializou-se em nutrição mineral de plantas, com
destaque às culturas da soja, milho, café, citros e seringueira. Contribuiu de forma
marcante no desenvolvimento e adaptação de métodos de análise química de plantas e
no diagnóstico de nutrição mineral com ênfase no Sistema Integrado de Diagnose e
Recomendação (DRIS) para as culturas do cafeeiro, citros e seringueira.
Atuou intensamente na difusão de conhecimentos científicos mediante participações
em inúmeros cursos de treinamento para produtores rurais, extensionistas e
profissionais dos setores públicos e privado, além de colaborar como orientador e
docente de cursos de pós-graduação da USP, UNESP e IAC.
Ondino Bataglia ocupou diversos cargos administrativos na Secretaria de Agricultura e
Abastecimento do Estado de São Paulo, como Encarregado do Setor de Análise de Solo
e Plantas, Chefe da Seção de Fertilidade do Solo e Nutrição de Plantas e Diretor Geral
do IAC. Foi Coordenador da Pesquisa Agropecuária do Estado de São Paulo e um dos
importantes articuladores do Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do
Café implementado em 1998.
Prestou assessoria técnico-científica ao CNPq, à EMBRAPA, FAPERGS, FAPESP e
UNICAMP e participou como líder de importantes colegiados como o Conselho Estadual
de Ciência e Tecnologia (CONCITE) e Conselho Nacional dos Sistemas Estaduais de
Pesquisas Agropecuárias (CONSEPA). Recebeu diversos prêmios de destaque como a
Medalha Fernando Costa (AEASP), Personalidade da Tecnologia-Agricultura (Sindicato
dos Engenheiros do Estado de São Paulo) e Medalha Paulista do Mérito Científico e
Tecnológico.
O trabalho publicado neste número de Bragantia é um dos 85 artigos científicos da
extensa produção bibliográfica do Doutor Ondino Bataglia, que também assinou seis
livros e 20 capítulos de livros, além de inúmeros textos em jornais, revistas e anais de
eventos científicos.
Ondino Cleante Bataglia aposentou-se em novembro de 2003 e Bragantia tem a honra
de publicar seu último texto, como Pesquisador Científico, na ativa, do Instituto
Agronômico.
Oliveiro Guerreiro Filho
Editor-Chefe
Editorial
Bragantia publica neste número o artigo “Diagnose nutricional do cafeeiro pelo DRIS
variando-se a constante de sensibilidade dos nutrientes de acordo com a intensidade e freqüência
de resposta na produção”, assinado pelo Pesquisador Científico Ondino Cleante Bataglia.
Primeiro aluno da turma de Engenheiros Agrônomos formados em 1967, pela Escola Superior
de Agricultura ‘Luiz de Queiroz” (ESALQ/USP), foi contatado já no ano seguinte pelo Instituto
Agronômico (IAC) para desenvolver pesquisa na área de Ciência do Solo, Nutrição de Plantas,
Fertilidade do Solo e Adubação.
Doutorou-se em 1973 pela ESALQ/USP e obteve em 1980 o título de PhD pela Universidade
da Califórnia (Davis, EUA).
Durante sua vida profissional especializou-se em nutrição mineral de plantas, com destaque
às culturas da soja, milho, café, citros e seringueira. Contribuiu de forma marcante no
desenvolvimento e adaptação de métodos de análise química de plantas e no diagnóstico de nutrição
mineral com ênfase no Sistema Integrado de Diagnose e Recomendação (DRIS) para as culturas
do cafeeiro, citros e seringueira.
Atuou intensamente na difusão de conhecimentos científicos mediante participações em
inúmeros cursos de treinamento para produtores rurais, extensionistas e profissionais dos setores
públicos e privado, além de colaborar como orientador e docente de cursos de pós-graduação da
USP, UNESP e IAC.
Ondino Bataglia ocupou diversos cargos administrativos na Secretaria de Agricultura e
Abastecimento do Estado de São Paulo, como Encarregado do Setor de Análise de Solo e Plantas,
Chefe da Seção de Fertilidade do Solo e Nutrição de Plantas e Diretor Geral do IAC. Foi Coordenador
da Pesquisa Agropecuária do Estado de São Paulo e um dos importantes articuladores do Consórcio
Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café implementado em 1998.
Prestou assessoria técnico-científica ao CNPq, à EMBRAPA, FAPERGS, FAPESP e UNICAMP
e participou como líder de importantes colegiados como o Conselho Estadual de Ciência e Tecnologia
(CONCITE) e Conselho Nacional dos Sistemas Estaduais de Pesquisas Agropecuárias (CONSEPA).
Recebeu diversos prêmios de destaque como a Medalha Fernando Costa (AEASP), Personalidade
da Tecnologia-Agricultura (Sindicato dos Engenheiros do Estado de São Paulo) e Medalha Paulista
do Mérito Científico e Tecnológico.
O trabalho publicado neste número de Bragantia é um dos 85 artigos científicos da extensa
produção bibliográfica do Doutor Ondino Bataglia, que também assinou seis livros e 20 capítulos
de livros, além de inúmeros textos em jornais, revistas e anais de eventos científicos.
Ondino Cleante Bataglia aposentou-se em novembro de 2003 e Bragantia tem a honra de
publicar seu último texto, como Pesquisador Científico, na ativa, do Instituto Agronômico.
Oliveiro Guerreiro Filho
Editor-Chefe
Bragantia
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Bragantia vol.63 no.2 Campinas 2004
ÁREAS BÁSICAS
The effect of carbon source on in vitro
organogenesis of chrysanthemum thin cell layers
Efeito de carbono na organogênese de camadas celulares finas de
crisântemo
Jaime A. Teixeira da Silva
Faculty of Agriculture, Kagawa University, Miki-cho, Kagawa, 761-0795, Japan. E-mail:
[email protected]
ABSTRACT
Carbon source is an indispensable factor for the development of an in vitro
morphogenic program of chrysanthemum micropropagation. The choice of carbon
source affects the qualitative and quantitative outcome, and also the response of thin
cell layers when these are placed onto morphogenic (callus, root, shoot, somatic
embryo) media. Threshold survival levels (TSLs) could not be obtained for sucrose,
fructose or glucose. TSLs together with organ differentiation were, however, obtained
for mannose (60-80 g.L-1), xylose and lactose (40 g.L-1) and cellulose (60-80 g.L-1),
making these carbon sources suitable as potential carbon sources for positive selection
systems for chrysanthemum genetic transformation.
Key words: Dendranthema X grandiflora, phytotoxicity, regeneration capacity,
threshold survival level.
RESUMO
A fonte de carbono é factor indispensável no sucesso de um programa de
desenvolvimento morfogênico in vitro de crisântemo. A escolha da fonte de carbono
afeta a resposta qualitativa e quantitativa de camadas celulares finas, quando são
colocadas em meios de desenvolvimento morfogênico (calo, raiz, eixo caulinar,
embrião somático). Não se estabeleceram níveis de sobrevivência quando sucrose,
frutose ou galactose foram usados, mas sim para manose (60-80 g.L-1), xilose e
lactose (40 g.L-1), e celulose (60-80 g.L-1), sugerindo o potencial dessas fontes de
carbono em sistemas de seleção positivas em programas de transformação genética de
crisântemo.
Palavras-chave: Dendranthema X grandiflora, fitotoxicidade, capacidade
regenerativa, nível de sobrevivência.
Abbreviations: 2,4-D, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid; BA, 6-benzyladenine; ES,
explant survival; IAA, indole-3-acetic acid; NAA, α-naphthalene acetic acid; PGR, plant
growth regulator; SE, somatic embryo; tTCL, transverse thin cell layer; TDZ,
thidiazuron; TSL, threshold survival level.
1. INTRODUCTION
Sugars control the expression of many plant genes and their connection to metabolic
and developmental processes is unequivocal (KOCH, 1996). Plant genetic
transformation systems still require the use of antibiotics for the selection of cells or
tissues that contain an antibiotic-degrading gene, such as nptII (kanamycin and other
aminoglycoside antibiotics) and hptII (hygromycin), inter alia. This selection system is
gradually being replaced by a positive (REED et al., 2001) selection system, since in
the former there is the risk of resistance build-up to a selective substance by microbes,
and a concern for potential negative environmental impacts (USFDA, 2002). Xylose,
like mannose (a glucose epimer at the second carbon), is a carbohydrate that many
plant species cannot metabolise, unless transformed by a xylose isomerase (EC
5.3.1.5) gene. Xylose isomerase converts xylose to xylulose, which is then metabolised
through the pentose phosphate pathway. Mannose can be metabolised by
phosphomannose isomerase (EC 5.3.1.8; PMI), which catalyses mannose-6-phosphate
and fructose-6-phosphate (REED et al., 2001). Using the xylose isomerase gene as a
selector gene, transformation efficiencies were shown to be higher in potato and
tomato, but lower in tobacco compared to kanamycin-based selection systems
(HALDRUP et al., 1998a,b, 2001). The PMI gene has already been successfully utilized
for the genetic transformation of sugar beet, potato, oil seed rape and maize
(JOERSBO, 2001).
This study investigates the use of various carbon sources that may be potential
selective agents for positive selection systems. The rationale behind the experiments
within this study lies in the fact that the plant cannot use or metabolise all carbon
sources effectively, and thus these can be used as limiting factors to regeneration,
growth and development. Using this principle it is possible to establish threshold
survival levels (TSLs) in response to varying concentrations of different carbon
sources, since when using a non-antibiotic marker gene, a low level of nutrient
medium is utilized, making the explant highly dependent (or heterotrophic) on the
carbon source. To further enhance medium-dependence of explants, thin cell layers
(TCLs) are utilized. TCLs, derived from tissues or organs, are small in size, and are
excised either a) longitudinally (lTCL), being thus composed of a few tissue types or b)
transversally (tTCL), thus composed of several tissue types, which are, however,
normally too small to separate, as in the case of chrysanthemum. In the TCL system,
the morphogenic and developmental pathways of specific organs may be clearly
directed and controlled (NHUT et al., 2003).
Chrysanthemum (Dendranthema grandiflora (Ramat.) Kitamura) cv. 'Shuhou-nochikara' is an economically valuable ornamental crop that is difficult to transform
(TEIXEIRA DA SILVA and FUKAI, 2002). Among other potentially important applications
of chrysanthemum transformation, the most vital is that of engineering virus/viroid
resistance (TEIXEIRA DA SILVA, 2003c). Furthermore, the shoot regeneration capacity
of chrysanthemum is severely hampered by the presence of antibiotics in the selective
caulogenic medium, which, despite optimisation for maximum shoot production in a
caulogenic program, is disturbed at higher antibiotic concentrations (TEIXEIRA DA
SILVA et al., 2003). Thus, the search for alternative selection systems using other
carbon sources may benefit the outcome and efficiency of chrysanthemum genetic
transformation. The aim of this study was test the applicability of various carbon
sources to chrysanthemum transformation, and provide a simple and practical
methodology of choosing appropriate positive selection agents by establishing growth
and development threshold levels in vitro for all morphogenic programs.
2. MATERIAL AND METHODS
Plant material: in vitro and greenhouse culture conditions
In vitro plantlets of 'Shuhou-no-chikara' chrysanthemum (Dendranthema X grandiflora
(Ramat.) Kitamura), a disbud-type cultivar (and the leading Japanese cut-flower
market cultivar), were used for initial explant material. All in vitro cultures were
maintained under a 16 h light period and 20 µmol/m2/s1 (PGF lamps: Homo-Lux,
National Electric Co., Tokyo, Japan) at 25 ºC. tTCLs (~200-500 µm thick and 1-1.5 mm
in diameter) containing all cell types, were prepared from stem internode tissue of in
vitro mother-stock plantlets. Shoots, having at least 2 nodes and 4 leaves, regenerated
from tTCLs were harvested and rooted in 1L plant boxes on Hyponex® (soluble liquid
fertilizer, HYPONeX, Co. Ltd., Japan; N:P2O5:K2O = 6.5:6:19; 3 g.L-1) medium
containing 20 g.L-1 sucrose. Plantlets were sub-cultured twice and acclimatized to
greenhouse conditions in Metromix® potting soil for two weeks, then re-planted at a
density of four plants per pot, into 70:30 Masa (sandy) soil:organic compost under
greenhouse conditions. Chrysanthemum plantlets were acclimatized at 90% relative
humidity and maintained in the greenhouse under long-day (4 hour light induction
from 10 p.m. to 2 a.m.) conditions before transfer to short-day (13-14 hours continual
darkness) conditions for flower induction.
The normality of acclimatized plants was checked by observing vegetative (length of
stem, number of leaves, mass) and flowering (number of ray and disk florets, flower
colour) characteristics.
Effect of carbon source on morphogenesis (callogenesis, rhizogenesis,
caulogenesis and somatic embryogenesis)
To test the effect of carbon source, treatment media were maintained at 25ºC, both in
the light (16 h light period, 20 µmol/m2/s1; PGF lamps: Homo-Lux, National Electric
Co., Tokyo, Japan) and in the dark, without sucrose, but containing 0 (control), 20, 40,
60 or 80 g.L-1 of one of the following: monosaccharides (fructose, galactose, glucose,
mannose, all hexoses, and xylose, a pentose); oligosaccharides (lactose, maltose,
sucrose, all disaccharides, turanose, a rare disaccharide and raffinose, a trisaccharide);
polysaccharides (cellulose, starch); polyols or sugar alcohols (mannitol, sorbitol). In
these treatments, together with control treatments in which carbon sources were not
included, tTCLs were cultured on the following media under light (20 µmol/m2/s1; PGF
lamps: Homo-Lux, National Electric Co., Tokyo, Japan) and dark conditions at 25 ºC
using a methodology described elsewhere (TEIXEIRA DA SILVA, 2003a): 1) callus
induction: MS medium (mineral salts only; Murashige and Skoog, 1962) + 2 mg.L-1
TDZ, 20 g.L-1 sucrose; (2) root induction: MS + 1 mg.L-1 NAA, 20 g.L-1 sucrose; (3)
shoot regeneration: MS + 2 mg.L-1 BA, 0.5 mg.L-1 NAA, 40 g.L-1 sucrose and (4)
somatic embryo induction: MS + 1 mg.L-1 IAA or 2 mg.L-12,4-D, 20 g.L-1 sucrose.
Morphological scoring
All explants were scored for the percentage of tTCLs forming shoots, roots, callus or
somatic embryos, explant survival in the caulogenic program (shoots being the most
important morphogenic product for micropropagation and genetic transformation) and
total fresh mass (caulogenic program) after 6 weeks in culture. Plant threshold survival
level (TSL), defined as the physiological state of the tTCL in which no morphogenic
development (shoot, root, callus or somatic embryo) occurs, was also determined.
Histological analyses
Some of the explants from all of the treatments were observed under light microscopy
and scanning electron microscopy. For the latter, samples were fixed in formalin:
acetic acid: ethanol (70: 20: 10), dehydrated in an ethanol series (50-100% ethanol
for at least 6 h each), critical point-dried, sputter-coated with platinum and viewed
under a Hitachi-2150 SEM microscope.
Flow cytometry
Nuclei were isolated from about 500 mg of material (shoot or callus) by chopping in a
few drops of Partec Buffer A, according to manufacturer's instructions. Nuclear
fluorescence was measured using a Partec® Ploidy Analyser after filtering the nuclear
suspension through 30 ìm mesh size nylon filter (CellTrics®) and adding five times of
DAPI solution (2 mg.L-1 4,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI), 2 mM MgCl2, 10 mM
Tris, 50 mM sodium citrate, 1% (w/v) PVP K-30, 0.1% Triton-X, pH 7.5; MISHIBA and
MII, 2000) for 1 min. Three samples were measured, and relative fluorescence
intensity of the nuclei was analysed when the coefficient of variation was <4%. A total
of 2.500 nuclei were counted for any sample.
Statistical analyses
Experiments were organized according to a complete randomised block design (CRBD)
with three blocks of n=20 each per treatment. Data were analysed for significance by
ANOVA with the mean separation by Duncan's New Multiple Range test (DMRT).
3. RESULTS
Results reveal that the addition of different carbon sources to the culture media
affected total fresh mass of chrysanthemum tTCLs and the quantitative production of
callus (Figure 1 K), roots (Figure 1 B), shoots (Figure 1 A), and to a lesser extent,
somatic embryos (Figure 1 E, L) after 6 weeks of incubation.
In vitro culture was best supported by sucrose (Table 1; Figure 2 O, P), although
sucrose concentration higher than 60 g.L-1 was inhibitory to shoot development.
Sucrose can be substituted by glucose or fructose, which gave a similar high total fresh
mass (Table 1), but showed significantly reduced (P < 0.001) callus, and root and
shoot numbers (Figure 2 A, B and E, F for fructose and glucose, respectively) in both
the light and the dark conditions. tTCL cultures showed the following gradient in the
total shoot fresh mass according to the kind of carbon source:
sucrose>glucose>fructose>>maltose> mannose>galactose>raffinose>sorbitol>
turanose>starch~cellulose>xylose~lactose>mannitol (Table 1).
However, a similar gradient was not found when observing the different morphogenic
programs (callogenic, rhizogenic, caulogenic, somatic embryogenic).
TSL is defined as the concentration of a carbon source at which any growth (including
differentiation) is completely repressed. In principle, growth at concentrations much
above the TSL can occur if the plant is endowed with a transgene allowing not only for
the metabolic breakdown of the carbon source, but also its utilization in different
growth and developmental programs. TSLs were obtained for galactose, glucose,
mannose, xylose, lactose, turanose, raffinose, cellulose, starch, mannitol and sorbitol,
but none were obtained for fructose, maltose or sucrose, in the latter three growth
and/or differentiation occurring at or above 80 g.L-1 of the carbon source (Table 1).
The effect of TDZ on callus formation occurred independently of the presence of a
carbon source, and also independently of light conditions, although in quantitatively
different amounts, although most (except for low levels for maltose and cellulose in
both the light and the dark) carbon sources at 80 g.L-1 inhibited callus formation
completely (Figure 2), and resulted in tTCL death. In the case of mannitol or sorbitol,
the presence of TDZ was insufficient to support the formation of callus at any
concentration of these two carbon sources, suggesting a synergistic interaction
between this cytokinin-like substance and the carbon source in the medium.
In stark contrast, the formation of roots (Figure 1 B) was highly dependent on the
carbon source and on light conditions. Highest root-forming tTCLs occurred when
sucrose was used as the carbon source, in both the light and the dark (Figure 2 O, P).
Roots could also form, albeit in a lower number of tTCLs when fructose, galactose,
glucose, mannose or maltose were utilized, in the light or the dark, except for
mannose which produced no roots in the dark.
No roots were formed when xylose, lactose, turanose, raffinose, cellulose, starch,
mannitol or sorbitol were used, in both the light and the dark, despite the use of IBA or
coconut water, also strong stimulators of root formation in chrysanthemum (TEIXEIRA
DA SILVA, 2003b).
The formation of shoots (Figure 1 A) was also highly dependent on the carbon source
and on light conditions. Highest shoot formation occurred when sucrose was utilized
(Figure 2 O, P). The use of raffinose at any concentration produced shoots in at least
43% of the explants (Figure 2 S, T), but at higher concentrations ( >60 g.L-1) these
were abnormal.
Maltose also resulted in high shoot numbers (Figure 2 M, N), but these were abnormal
(but not etiolated) when developed in the dark.
Smaller amounts of shoots were formed when either fructose, galactose, glucose or
sorbitol were utilized as the carbon source, primarily in the light, while no shoots were
formed when xylose, lactose, cellulose, starch or mannitol were used in either light or
dark conditions (Figure 2).
Somatic embryogenesis (Figure 1 E) could be achieved at low concentrations,
independent of the carbon source or light. A maximum of 4% of explants could form
somatic embryos when glucose, sucrose or fructose were used, the differences not
being significant (P<0.001), although light resulted in higher levels than in the dark. Of
the explants with globular somatic embryos that were transferred to hormone-free,
sucrose-supplemented (60 g.L-1) MS medium, 100% formed multiple shoot clusters
with rooting.
Flow cytometry results (Table 2) indicate that the highest 2C:4C ratios were obtained
in carbon sources that are more readily metabolised by the plant such as sucrose,
glucose and fructose, even when in the dark. Lower 2C:4C ratios were observed in
more difficult to metabolise carbon sources, and this ratio remained low in both the
dark and the light.
A low level of endoreduplication or polysomaty could be observed (8C values) in callus
cultures derived from TCLs grown on mannose (light), maltose (light and dark) and
raffinose (light and dark) supplemented media (Table 2). Leaf tissue of in vitro plants
derived from any carbon source treatment did not demonstrate any endoreduplication,
with 2C relative values being >94 in any case, independent of light or dark conditions.
Plants that were acclimatized following the harvest of shoots derived from any carbon
source treatment were not significantly different (P<0.001) in both vegetative growth
and flower characteristics from control plants (Table 3; Figure 1 C).
4. DISCUSSION
The applicability of a sugar as a selective agent in transformation systems depends on:
1) the capacity of the in vitro plant to metabolise, assimilate and thus utilize the
carbon source at a low concentration and 2) the C-source to be "toxic" at higher
concentrations, inhibiting thus normal development, defined here as the TSL. TSL
levels could be achieved in 64% of the carbon sources tested (Table 1; Figure 2),
suggesting their potential practical utilization, provided that genes coding for their
respective degrading enzymes (Table 4) can be cloned into an established vector
system.
When medium-dependent tTCLs (with limited sugar reserves and no defined sinksource) are used, heterotrophy or mixotrophy is forced by the addition of sugar to the
culture medium (NHUT et al., 2003). Depending on the light intensity, temperature
and carbon dioxide concentration in the Petri-dish air, in vitro plant growth and
development can be totally dependent on an external source of carbohydrates (tTCL
cultures in the dark) or partly covered their needs by limited photosynthesis (tTCL
cultures in the light; NHUT et al., 2003).
TSLs could not be clarified when fructose (light or dark), galactose (light), glucose
(light), maltose (light or dark) or sucrose (light or dark) were added to the different
morphogenic program media, suggesting that since these carbon sources can be
effectively utilized in growth (without inhibiting it at any "toxic" concentration), which
continues to occur at or above 80 g.L-1 (Table 1).
In-built metabolic systems thus are capable of effectively metabolising these
carbohydrate sources, even at high concentrations, without reaching a saturation level,
the TSL. Moreover, these carbon sources would not be suitable as selective agents in
positive selection systems since both transgenic and control plants would grow equally
well (not being easily distinguishable and leading to many escapes) at high
concentrations of the carbon source. Although a TSL (80 g.L-1) was established for
galactose and glucose in the dark, the fact that some growth and differentiation
occurred in the light would make them unsuitable candidates as selective agents in
positive selection systems. The incapacity of tTCLs to use all carbon sources may result
in cellular and DNA degradation resulting in increased variation in the ploidy (Table 2).
A high 2C value with low 4C and 8C values indicates increased degradation products
(MISHIBA and MII, 2000). A low 2C, with an increase in 4C or 8C values can be found
in callus, suggesting the occurrence of polyploidy and/or endoreduplication.
Other carbon sources such as mannose, xylose, lactose, turanose, raffinose, cellulose,
starch, mannitol and sorbitol could be effectively used as selective agents in positive
selection systems since growth and/or differentiation is completely suppressed at low
(20-60 g.L-1) concentrations of the carbon source under light and dark conditions, the
latter usually effecting a more negative impact, that is greater heterotrophy and/or
reduced metabolism (Table 1; Figure 2).
The data within this study is encouraging for mannose and xylose since positive
selection systems for them have already been established and can be applied to the
genetic engineering of chrysanthemum, while for other carbon sources potential
positive selection systems would still have to be devised (Table 4). Mannose and
raffinose, however, despite exhibiting TSLs in both the light and the dark, and despite
the former having an already existent positive selection system, both show abnormal
shoot formation at >40 g.L-1 (Figure 2). Mannose was also shown to negatively affect
Arabidopsis root elongation and development (BASKIN et al., 2001). Starch and
mannitol completely inhibit any growth and/or differentiation in the dark, and despite
having a reasonable TSL in the light, they may not be so suitable as selective agents in
positive selection systems. Another factor determining the use of a carbon source as a
selective agent in a positive selection system is cost.
Turanose, a rare disaccharide, can be costly as compared to other carbon sources,
despite exhibiting TSLs in both the light and the dark (Table 1). Moreover, there is no
available degrading enzyme (Table 4). Consequently carbon sources that may
potentially serve as selective agents in positive selection systems (determined by both
the existence of TSLs and normal morphology) are: xylose, lactose, cellulose and
sorbitol.
Sucrose, like fructose and galactose were the only three hexoses with which somatic
embryogenesis resulted (Figure 2 A-D, O, P). Spinach somatic embryogenesis could
only occur when glucose or fructose, and to a lesser extent, galactose were utilized,
the optimum being at 29 mM of any of the three hexoses (KOMAI et al., 1996).
Starch is a homopolysaccharide that cannot be utilized by glycolysis before it is
degraded into glucose, so the quantitative effect on any morphogenesis (callus, root,
shoot or somatic embryo production) decreases when only glucose is used (Table 1;
Figure 2) as a result of energetic requirements to degrade the polymer into glucose
monomers. Starch is broken down into maltose by partial hydrolysis, and into glucose
by full hydrolysis. In a similar manner, cellulose is partially reduced to cellobiose, then
fully into glucose, explaining the better utilization of glucose than cellobiose by
chrysanthemum tTCLs (Table 1; Figure 2) also due to energetic requirements. Glucose
is reduced into sorbitol while mannose is reduced to mannitol, the sugar alcohols being
reduced products from the aldehydes, also explain why mannose results in higher tTCL
fresh mass and morphogenic reaction (callus, root, shoot) than when mannitol is used
(Table 1; Figure 2).
Galactose, glucose and fructose (or levulose) are monosaccharides and should be more
easily decomposed than sucrose, a disaccharide consisting of glucose and fructose.
Galactose is an epimer of glucose, and its utilization in morphogenesis may depend on
the endogenous levels of galactokinase (HISAJIMA and THORPE, 1985). The same
effect could be observed when glucose and fructose were joined together
(sucrose>glucose+fructose>glucose>fructose; data nor shown). Fructose is an
intermediary product of glucose catabolism, and the slow growth of tissue cultures on a
fructose-containing medium is as a result of the inhibition of glycolysis by fructose or
its degradation products. Glucose promotes root growth, fructose promotes shoot
development and sucrose promotes both shoot development and root growth in
asparagus (LI and WOLYN, 1997), although this was not quantitatively discriminated
as in this study.
No study exists on the effect of turanose, a glycosylated fructose and rare
disaccharide, on any aspect of plant tissue culture. The lack of any differentiation (and
limited growth i.e. tTCL fresh mass increase) in both the light and the dark suggests
that there are no native pathways existent within the plant to metabolise this carbon
source. Both mannitol and sorbitol could not be used effectively in chrysanthemum
callogenic, rhizogenic and somatic embryogenic programs and had limited effect on the
successful outcome of the caulogenic program (Figure 2 W-Z).
Sugar alcohols in barley, tobacco and tomato induce molecular and physiological
responses that do not belong to primary carbon metabolism, indicating that they are
metabolised to some degree. Moreover, sugar alcohols are perceived by cells as
chemical signals, with very high in vitro concentrations acting as chemical stress
agents (STEINITZ, 1999). When sugar concentrations in the plant increase, there is a
repression of genes involved in mobilization of stored reserves and photosyntheis. At
the same time, genes required for metabolism and storage of carbon metabolites for
future use are induced (KOCH et al., 2000).
Carbon metabolite (hexose)-mediated regulatory mechanisms regulate photosynthesis
and provide the necessary integration with plant metabolism and the genes encoding
them (PEGO et al., 2000). Gene regulation by hexoses occurs when the depletion of
sugars results in activation of gene expression and to an increase in photosynthetic
capacity.
When output exceeds the plant's capacity to metabolise or export sugars (limited in
the case of heterotrophic tTCLs), increasing sugar concentrations repress the same
photosynthetic and/or metabolic genes.
The down regulation of photosynthetic genes (PEGO et al, 2000) may account for the
TSLs and for the observable decrease in adventitious shoot formation, despite the
continued increase in tTCL fresh mass (Table 1). The choice of carbon source for
chrysanthemum in vitro culture, independent of the morphogenic program (callogenic,
caulogenic, rhizogenic and somatic embryogenic) induced by tTCLs, has an effect on
the quantitative and qualitative outcome of each program. In conclusion, of fourteen
carbon sources tested, mannose and xylose showed the greatest potential to be used
as selective agents in positive selection systems in chrysanthemum genetic
transformation.
ACKNOWLEDGEMENTS
Thanks to Prof. Seiichi Fukai for initial plant material and use of laboratory facilities.
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The effect of carbon on in vitro organogenesis of chrysanthemum
165
ÁREAS BÁSICAS
THE EFFECT OF CARBON SOURCE ON IN VITRO ORGANOGENESIS OF
CHRYSANTHEMUM THIN CELL LAYERS (1)
JAIME A. TEIXEIRA DA SILVA(2)
ABSTRACT
Carbon source is an indispensable factor for the development of an in vitro morphogenic program
of chrysanthemum micropropagation. The choice of carbon source affects the qualitative and quantitative
outcome, and also the response of thin cell layers when these are placed onto morphogenic (callus, root,
shoot, somatic embryo) media. Threshold survival levels (TSLs) could not be obtained for sucrose, fructose
or glucose. TSLs together with organ differentiation were, however, obtained for mannose (60-80 g.L -1 ),
xylose and lactose (40 g.L -1) and cellulose (60-80 g.L-1), making these carbon sources suitable as potential
carbon sources for positive selection systems for chrysanthemum genetic transformation.
Key words: Dendranthema X grandiflora, phytotoxicity, regeneration capacity, threshold survival level.
RESUMO
EFEITO DE CARBONO NA ORGANOGÊNESE DE CAMADAS
CELULARES FINAS DE CRISÂNTEMO
A fonte de carbono é factor indispensável no sucesso de um programa de desenvolvimento
morfogênico in vitro de crisântemo. A escolha da fonte de carbono afeta a resposta qualitativa e quantitativa de camadas celulares finas, quando são colocadas em meios de desenvolvimento morfogênico (calo,
raiz, eixo caulinar, embrião somático). Não se estabeleceram níveis de sobrevivência quando sucrose,
frutose ou galactose foram usados, mas sim para manose (60-80 g.L-1), xilose e lactose (40 g.L-1), e celulose (60-80 g.L -1), sugerindo o potencial dessas fontes de carbono em sistemas de seleção positivas em
programas de transformação genética de crisântemo.
Palavras-chave: Dendranthema X grandiflora, fitotoxicidade, capacidade regenerativa, nível de sobrevivência.
Abbreviations: 2,4-D, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid; BA, 6-benzyladenine; ES, explant survival; IAA,
indole-3-acetic acid; NAA, α-naphthalene acetic acid; PGR, plant growth regulator; SE, somatic embryo;
tTCL, transverse thin cell layer; TDZ, thidiazuron; TSL, threshold survival level.
( 1) Received in March 26 th and approved in December 10 th, 2003.
( 2) Faculty of Agriculture, Kagawa University, Miki-cho, Kagawa, 761-0795, Japan. E-mail: [email protected]
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.165-177, 2004
166
J.A.T. Silva
1. INTRODUCTION
Sugars control the expression of many plant
genes and their connection to metabolic and
developmental processes is unequivocal (KOCH, 1996).
Plant genetic transformation systems still require the
use of antibiotics for the selection of cells or tissues
that contain an antibiotic-degrading gene, such as
nptII (kanamycin and other aminoglycoside
antibiotics) and hptII (hygromycin), inter alia. This
selection system is gradually being replaced by a
positive (R EED et al., 2001) selection system, since in
the former there is the risk of resistance build-up to a
selective substance by microbes, and a concern for
potential negative environmental impacts (USFDA,
2002). Xylose, like mannose (a glucose epimer at the
second carbon), is a carbohydrate that many plant
species cannot metabolise, unless transformed by a
xylose isomerase (EC 5.3.1.5) gene. Xylose isomerase
converts xylose to xylulose, which is then metabolised
through the pentose phosphate pathway. Mannose
can be metabolised by phosphomannose isomerase
(EC 5.3.1.8; PMI), which catalyses mannose-6phosphate and fructose-6-phosphate (REED et al., 2001).
Using the xylose isomerase gene as a selector gene,
transformation efficiencies were shown to be higher
in potato and tomato, but lower in tobacco compared
to kanamycin-based selection systems (HALDRUP et al.,
1998a,b, 2001). The PMI gene has already been
successfully utilized for the genetic transformation of
sugar beet, potato, oil seed rape and maize (JOERSBO, 2001).
This study investigates the use of various
carbon sources that may be potential selective agents
for positive selection systems. The rationale behind
the experiments within this study lies in the fact that
the plant cannot use or metabolise all carbon sources
effectively, and thus these can be used as limiting
factors to regeneration, growth and development.
Using this principle it is possible to establish
threshold survival levels (TSLs) in response to varying
concentrations of different carbon sources, since when
using a non-antibiotic marker gene, a low level of
nutrient medium is utilized, making the explant
highly dependent (or heterotrophic) on the carbon
source. To further enhance medium-dependence of
explants, thin cell layers (TCLs) are utilized. TCLs,
derived from tissues or organs, are small in size, and
are excised either a) longitudinally (lTCL), being thus
composed of a few tissue types or b) transversally
(tTCL), thus composed of several tissue types, which
are, however, normally too small to separate, as in the
case of chrysanthemum. In the TCL system, the
morphogenic and developmental pathways of specific
organs may be clearly directed and controlled (NHUT
et al., 2003).
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.165-177, 2004
Chrysanthemum (Dendranthema grandiflora
(Ramat.) Kitamura) cv. ‘Shuhou-no-chikara’ is an
economically valuable ornamental crop that is difficult
to transform (TEIXEIRA DA SILVA and FUKAI, 2002). Among
other potentially important applications of
chrysanthemum transformation, the most vital is that
of engineering virus/viroid resistance ( TEIXEIRA DA SILVA , 2003c). Furthermore, the shoot regeneration
capacity of chrysanthemum is severely hampered by
the presence of antibiotics in the selective caulogenic
medium, which, despite optimisation for maximum
shoot production in a caulogenic program, is
disturbed at higher antibiotic concentrations (T EIXEIRA
DA S ILVA et al., 2003). Thus, the search for alternative
selection systems using other carbon sources may
benefit the outcome and efficiency of chrysanthemum
genetic transformation. The aim of this study was test
the applicability of various carbon sources to
chrysanthemum transformation, and provide a simple
and practical methodology of choosing appropriate
positive selection agents by establishing growth and
development threshold levels in vitro for all
morphogenic programs.
2. MATERIAL AND METHODS
Plant material: in vitro and greenhouse culture
conditions
In vitro plantlets of ‘Shuhou-no-chikara’
chrysanthemum (Dendranthema X grandiflora (Ramat.)
Kitamura), a disbud-type cultivar (and the leading
Japanese cut-flower market cultivar), were used for
initial explant material. All in vitro cultures were
maintained under a 16 h light period and 20 µmol/
m2/s 1 (PGF lamps: Homo-Lux, National Electric Co.,
Tokyo, Japan) at 25 oC. tTCLs (~200-500 µm thick and
1-1.5 mm in diameter) containing all cell types, were
prepared from stem internode tissue of in vitro motherstock plantlets. Shoots, having at least 2 nodes and 4
leaves, regenerated from tTCLs were harvested and
rooted in 1L plant boxes on Hyponex® (soluble liquid
fertilizer, HYPONeX, Co. Ltd., Japan; N:P2O5:K 2O =
6.5:6:19; 3 g.L-1) medium containing 20 g.L-1 sucrose.
Plantlets were sub-cultured twice and acclimatized to
greenhouse conditions in Metromix® potting soil for
two weeks, then re-planted at a density of four plants
per pot, into 70:30 Masa (sandy) soil:organic compost
under greenhouse conditions. Chrysanthemum
plantlets were acclimatized at 90% relative humidity
and maintained in the greenhouse under long-day (4
hour light induction from 10 p.m. to 2 a.m.) conditions
before transfer to short-day (13-14 hours continual
darkness) conditions for flower induction.
The effect of carbon on in vitro organogenesis of chrysanthemum
167
The normality of acclimatized plants was
checked by observing vegetative (length of stem,
number of leaves, mass) and flowering (number of ray
and disk florets, flower colour) characteristics.
dehydrated in an ethanol series (50-100% ethanol for
at least 6 h each), critical point-dried, sputter-coated
with platinum and viewed under a Hitachi-2150 SEM
microscope.
Effect of carbon source on morphogenesis
(callogenesis, rhizogenesis, caulogenesis and
somatic embryogenesis)
Flow cytometry
To test the effect of carbon source, treatment
media were maintained at 25°C, both in the light (16
h light period, 20 µmol/m2/s1; PGF lamps: Homo-Lux,
National Electric Co., Tokyo, Japan) and in the dark,
without sucrose, but containing 0 (control), 20, 40, 60
or 80 g.L-1 of one of the following: monosaccharides
(fructose, galactose, glucose, mannose, all hexoses, and
xylose, a pentose); oligosaccharides (lactose, maltose,
sucrose, all disaccharides, turanose, a rare
disaccharide and raffinose, a trisaccharide);
polysaccharides (cellulose, starch); polyols or sugar
alcohols (mannitol, sorbitol). In these treatments,
together with control treatments in which carbon
sources were not included, tTCLs were cultured on the
following media under light (20 µmol/m 2/s 1 ; PGF
lamps: Homo-Lux, National Electric Co., Tokyo, Japan)
and dark conditions at 25 °C using a methodology
described elsewhere (T EIXEIRA DA S ILVA , 2003a): 1)
callus induction: MS medium (mineral salts only;
Murashige and Skoog, 1962) + 2 mg.L-1 TDZ, 20 g.L -1
sucrose; (2) root induction: MS + 1 mg.L-1 NAA, 20 g.L1
sucrose; (3) shoot regeneration: MS + 2 mg.L -1 BA,
0.5 mg.L -1 NAA, 40 g.L -1 sucrose and (4) somatic
embryo induction: MS + 1 mg.L-1 IAA or 2 mg.L -12,4D, 20 g.L-1 sucrose.
Morphological scoring
All explants were scored for the percentage of
tTCLs forming shoots, roots, callus or somatic embryos,
explant survival in the caulogenic program (shoots
being the most important morphogenic product for
micropropagation and genetic transformation) and total fresh mass (caulogenic program) after 6 weeks in
culture. Plant threshold survival level (TSL), defined
as the physiological state of the tTCL in which no
morphogenic development (shoot, root, callus or
somatic embryo) occurs, was also determined.
Histological analyses
Some of the explants from all of the treatments
were observed under light microscopy and scanning
electron microscopy. For the latter, samples were fixed
in formalin: acetic acid: ethanol (70: 20: 10),
Nuclei were isolated from about 500 mg of
material (shoot or callus) by chopping in a few drops
of Partec Buffer A, according to manufacturer’s
instructions. Nuclear fluorescence was measured
using a Partec® Ploidy Analyser after filtering the nuclear suspension through 30 ìm mesh size nylon filter
(CellTrics ®) and adding five times of DAPI solution
(2 mg.L-1 4,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI), 2 mM
MgCl 2, 10 mM Tris, 50 mM sodium citrate, 1% (w/v)
PVP K-30, 0.1% Triton-X, pH 7.5; MISHIBA and MII,
2000) for 1 min. Three samples were measured, and
relative fluorescence intensity of the nuclei was
analysed when the coefficient of variation was <4%.
A total of 2.500 nuclei were counted for any sample.
Statistical analyses
Experiments were organized according to a
complete randomised block design (CRBD) with three
blocks of n=20 each per treatment. Data were analysed
for significance by ANOVA with the mean separation
by Duncan’s New Multiple Range test (DMRT).
3. RESULTS
Results reveal that the addition of different
carbon sources to the culture media affected total fresh
mass of chrysanthemum tTCLs and the quantitative
production of callus (Figure 1 K), roots (Figure 1 B),
shoots (Figure 1 A), and to a lesser extent, somatic
embryos (Figure 1 E, L) after 6 weeks of incubation.
In vitro culture was best supported by sucrose
(Table 1; Figure 2 O, P), although sucrose
concentration higher than 60 g.L -1 was inhibitory to
shoot development. Sucrose can be substituted by
glucose or fructose, which gave a similar high total
fresh mass (Table 1), but showed significantly reduced
(P < 0.001) callus, and root and shoot numbers (Figure 2 A, B and E, F for fructose and glucose,
respectively) in both the light and the dark conditions.
tTCL cultures showed the following gradient in the
total shoot fresh mass according to the kind of carbon
source: sucrose>glucose>fructose>>maltose>
mannose>galactose>raffinose>sorbitol>
turanose>starch˜cellulose>xylose˜lactose>mannitol
(Table 1).
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.165-177, 2004
168
J.A.T. Silva
Figure 1. In vitro growth of chrysanthemum plantlets exposed to different carbon treatments. A) Control plantlets on
BA- and sucrose-supplemented caulogenic medium; B) Control roots formed on NAA- and sucrose-supplemented
medium; C) Greenhouse plantlets derived from different carbon-supplemented treatments; D) Abnormal somatic
embryos formed on mannose-supplemented somatic embryogenic medium; E) Control somatic embryos on IAAand sucrose-supplemented somatic embryogenic medium. Abnormal shoot formation on F) maltose- G) mannoseand H) raffinose-supplemented caulogenic medium; I) Modification in shoot morphology in the dark when on control
caulogenic medium. J) Scanning electron microscopy of control root; K) callus (light microscope); L) shoots and M)
somatic embryos Bar scale: 1 cm = 50 µm (J, L, M) 10 µm (K).
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.165-177, 2004
The effect of carbon on in vitro organogenesis of chrysanthemum
However, a similar gradient was not found
when observing the different morphogenic programs
(callogenic, rhizogenic, caulogenic, somatic
embryogenic).
TSL is defined as the concentration of a
carbon source at which any growth (including
differentiation) is completely repressed. In principle,
growth at concentrations much above the TSL can
occur if the plant is endowed with a transgene
allowing not only for the metabolic breakdown of the
carbon source, but also its utilization in different
growth and developmental programs. TSLs were
obtained for galactose, glucose, mannose, xylose,
lactose, turanose, raffinose, cellulose, starch, mannitol
and sorbitol, but none were obtained for fructose,
maltose or sucrose, in the latter three growth and/or
differentiation occurring at or above 80 g.L-1 of the
carbon source (Table 1).
The effect of TDZ on callus formation occurred
independently of the presence of a carbon source, and
also independently of light conditions, although in
quantitatively different amounts, although most
(except for low levels for maltose and cellulose in both
the light and the dark) carbon sources at 80 g.L-1
inhibited callus formation completely (Figure 2), and
resulted in tTCL death. In the case of mannitol or
sorbitol, the presence of TDZ was insufficient to
support the formation of callus at any concentration
of these two carbon sources, suggesting a synergistic
interaction between this cytokinin-like substance and
the carbon source in the medium.
In stark contrast, the formation of roots (Figure
1 B) was highly dependent on the carbon source and
on light conditions. Highest root-forming tTCLs
occurred when sucrose was used as the carbon
source, in both the light and the dark (Figure 2 O, P).
Roots could also form, albeit in a lower number of
tTCLs when fructose, galactose, glucose, mannose or
maltose were utilized, in the light or the dark, except
for mannose which produced no roots in the dark.
No roots were formed when xylose, lactose,
turanose, raffinose, cellulose, starch, mannitol or
sorbitol were used, in both the light and the dark,
despite the use of IBA or coconut water, also strong
stimulators of root formation in chrysanthemum
(TEIXEIRA DA SILVA, 2003b).
The formation of shoots (Figure 1 A) was also
highly dependent on the carbon source and on light
conditions. Highest shoot formation occurred when
sucrose was utilized (Figure 2 O, P). The use of
raffinose at any concentration produced shoots in at
least 43% of the explants (Figure 2 S, T), but at higher
concentrations ( ≥60 g.L -1) these were abnormal.
169
Maltose also resulted in high shoot numbers (Figure 2 M, N), but these were abnormal (but not
etiolated) when developed in the dark.
Smaller amounts of shoots were formed when
either fructose, galactose, glucose or sorbitol were
utilized as the carbon source, primarily in the light,
while no shoots were formed when xylose, lactose,
cellulose, starch or mannitol were used in either light
or dark conditions (Figure 2).
Somatic embryogenesis (Figure 1 E) could be
achieved at low concentrations, independent of the
carbon source or light. A maximum of 4% of explants
could form somatic embryos when glucose, sucrose or
fructose were used, the differences not being
significant (P<0.001), although light resulted in higher
levels than in the dark. Of the explants with globular
somatic embryos that were transferred to hormonefree, sucrose-supplemented (60 g.L -1) MS medium,
100% formed multiple shoot clusters with rooting.
Flow cytometry results (Table 2) indicate that
the highest 2C:4C ratios were obtained in carbon
sources that are more readily metabolised by the plant
such as sucrose, glucose and fructose, even when in
the dark. Lower 2C:4C ratios were observed in more
difficult to metabolise carbon sources, and this ratio
remained low in both the dark and the light.
A low level of endoreduplication or
polysomaty could be observed (8C values) in callus
cultures derived from TCLs grown on mannose (light),
maltose (light and dark) and raffinose (light and dark)
supplemented media (Table 2). Leaf tissue of in vitro
plants derived from any carbon source treatment did
not demonstrate any endoreduplication, with 2C
relative values being ≥94 in any case, independent of
light or dark conditions. Plants that were acclimatized
following the harvest of shoots derived from any
carbon source treatment were not significantly
different (P<0.001) in both vegetative growth and
flower characteristics from control plants (Table 3;
Figure 1 C).
4. DISCUSSION
The applicability of a sugar as a selective agent
in transformation systems depends on: 1) the capacity
of the in vitro plant to metabolise, assimilate and thus
utilize the carbon source at a low concentration and
2) the C-source to be “toxic” at higher concentrations,
inhibiting thus normal development, defined here as
the TSL. TSL levels could be achieved in 64% of the
carbon sources tested (Table 1; Figure 2), suggesting
their potential practical utilization, provided that
genes coding for their respective degrading enzymes
(Table 4) can be cloned into an established vector system.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.165-177, 2004
170
J.A.T. Silva
Table 1. Total fresh mass of chrysanthemum stem tTCLs (n=60) after 6 weeks in response to various carbon sources
C-source
g.L -l
Light
Dark
Control §
Control *
Control †
Fructose
Hexose
0
40
40
20
40
60
80
20
40
60
80
20
40
60
80
20
40
60
80
20
40
60
80
20
40
60
80
20
40
60
80
20
40
60
80
20
40
60
80
20
40
60
80
20
40
60
80
20
40
60
80
20
40
60
80
20
40
0.05±0.00
6.87±1.35 a
4.17±1.62 d
5.11±1.38 c
3.25±0.86 e
3.24±0.71 e
1.24±0.16 g
1.23±0.38 g
1.57±0.81 fg
1.68±0.48 fg
0.24±0.08 gh
5.47±0.32 bc
6.06±0.38 b
6.12±0.46 b
3.41±0.38 de
1.31±0.06 g
1.68±0.41 fg
1.28±0.26 g
0 h
0.76±0.61 gh
0 h
0 h
0 h
0.68±0.08 gh
0 h
0 h
0 h
2.19±0.78 f
1.83±0.62 fg
1.82±0.44 fg
1.21±0.57 g
6.03±1.54 b
5.68±1.04 bc
5.49±0.34 bc
4.76±0.62 cd
0.67±0.18 gh
0.31±0.07 h
0 h
0 h
1.67±0.28 fg
0.68±0.08 gh
0.36±0.07 h
0 h
0.72±0.13 gh
0.68±0.08 gh
0.62±0.27 gh
0 h
0.25±0.06 h
0.18±0.03 h
0.12±0.05 h
0 h
0.09±0.01 h
0 h
0 h
0 h
0.92±0.15 gh
0.68±0.18 gh
0.05±0.00
3.71±0.82 a
3.01±0.73 b
2.06±0.33 c
1.98±0.39 c
1.74±0.76 c
0.54±0.16 e
0.34±0.06 ef
1.23±0.18 d
0.26±0.02 ef
0 f
1.76±0.43 c
0.51±0.06 e
0.26±0.02 ef
0 f
0.26±0.06 ef
0.16±0.04 f
0 f
0 f
0.62±0.31 e
0 f
0 f
0 f
0.26±0.02 ef
0 f
0 f
0 f
0.11±0.06 f
0.16±0.04 f
0.15±0.02 f
0.28±0.09 ef
2.29±0.23 bc
0.26±0.02 ef
0.61±0.16 e
0.42±0.13 ef
0.14±0.02 ef
0 f
0 f
0 f
0.34±0.07 ef
0.26±0.02 ef
0.08±0.00 f
0 f
0.32±0.06 ef
0.26±0.02 ef
0 f
0 f
0 f
0 f
0 f
0 f
0 f
0 f
0 f
0 f
0.11±0.03 ef
0 f
60
0.81±0.15 gh
80
0 h
Galactose
Hexose
Glucose
Hexose
Mannose
Hexose
Xylose
Pentose
Lactose
Disaccharide
(Glu + Gal)
Maltose
Disaccharide
(Glu + Glu)
Sucrose
Disaccharide
(Glu + Fru)
Turanose
Rare
Disaccharide
Raffinose
Trisaccharide
Cellulose
Polysaccharide
Starch
Polysaccharide
Mannitol
Sugar alcohol
Sorbitol
Sugar alcohol
‡
‡
‡
‡
‡
‡
‡
‡
‡
‡
‡
‡
‡
‡
‡
‡
‡
‡
‡
0 f
‡
0 f
§ Initial fresh mass (mean g ± SD) of stem tTCL; * Full MS + sucrose 40 g/l; † = ½ MS + sucrose 40 g/l; ‡ = TSL; Different letters within a
column indicate significant differences at P<0.001 using Duncan’s New Multiple Range Test.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.165-177, 2004
171
The effect of carbon on in vitro organogenesis of chrysanthemum
Callus
Roots
Shoots
SE
Morphogenic response (%)
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
A
Fructose
light
c bc0 B
a20
cA
a b40
BC
b a60BC
d 80
bc B
C
Galactose
light
c a0A
b 20
aA
a a40A
a 60
aA
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
ES
Glucose
light
b ab
0A
a 20
aA
b ab
40A
a 60
bA
c80
bA
b aA
b a AB
baB
aaA
caC
G
Mannose
light
20
40
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
d80
aA
E
0
Callus
60
C-source concentration (g.L-1)
80
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Roots
Shoots
SE
ES
B
Fructose
dark
c0a A
a20a A
b40
aA
b60
aA
d80
aA
D
Galactose
dark
d0a A
c20a A
b40
aA
a60
aA
e80
aA
F
Glucose
dark
c0a A
b aA
b20a A
b aA
a40
aA
aaB
b60
aA
aaA
d80
aA
caC
H
Mannose
dark
0
20
40
60
80
C-source concentration (g.L-1)
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.165-177, 2004
172
J.A.T. Silva
Callus
Morphogenic response (%)
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Roots
Shoots
SE
ES
I
Xylose
light
aaA
0
bc a A
20
baA
40
bc a A
60
c aA
80
K
Lactose
light
b a0 A
b20
aA
ab 40
aA
a a60A
c a80A
a bc D
ab b D
acA
ab c B
baC
M
Maltose
light
c d0 C
b20
aA
a a40A
ab 60
bB
d c80C
O
Sucrose
light
0
20
40
60
C-source concentration (g.L-1)
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.165-177, 2004
80
Callus
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Roots
ES
SE
Shoots
J
Xylose
dark
a a0A
bc20
aA
b 40
aA
ab60
aA
c80
aA
L
Lactose
dark
a a0 A
abC
N
ab20
aA
b bA
a 40
aA
a b AB
ab60
aA
a a AB
b 80
aA
bbB
Maltose
dark
c c0D
ab 20
ab A
a 40
aB
b60
bC
d 80
bD
P
Sucrose
dark
0
20
40
60
C-source concentration (g.L-1)
80
173
The effect of carbon on in vitro organogenesis of chrysanthemum
Callus
Roots
Shoots
SE
Morphogenic response (%)
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Q
Turanose
light
a0
aB
bc20a A
b 40
aA
ab60a B
c80
aB
S
Raffinose
light
b 0a D
a20a B
a40
aC
b60
aA
c80
aA
U
Cellulose
light
a 0a A
c20a A
b40
aA
ab60a A
d80a A
W
a aA
baA
ab a A
baA
c aA
Starch
light
0
20
40
60
Callus
ES
80
C-source concentration (g.L-1)
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Roots
Shoots
SE
ES
R
Turanose
dark
c0a A
d20a A
b40a A
a60a A
e80
aA
T
Raffinose
dark
a0c C
ab
20b C
a40
cA
b60c B
c 80
a BC
V
Cellulose
dark
a0a A
ab
20a A
b40
aA
ab60a A
c80
aA
b aA
aaA
baA
c aA
X
aaA
Starch
dark
0
20
40
60
80
C-source concentration (g.L-1)
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.165-177, 2004
174
J.A.T. Silva
Morphogenic response (%)
Callus
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Roots
Shoots
SE
ES
Y
a aA
baA
baA
baA
b aA
Sorbitol
light
0
20
40
60
Callus
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
80
Shoots
SE
ES
Z
aaA
b aA
baA
b aA
b aA
Sorbitol
dark
0
C-source concentration (g.L-1)
Roots
20
40
60
80
C-source concentration (g.L-1)
Figure 2. Morphogenic response of chrysanthemum tTCLs on callus, root, shoot and somatic embryo media to different
carbon sources in the light and dark conditions. SE = somatic embryo; ES = explant survival. Sugar sources: fructose
in the light (A) and dark (B); galactose in the light (C) and dark (D); glucose in the light (E) and dark (F); mannose
in the light (G) and dark (H); xylose in the light (I) and dark (J); lactose in the light (K) and dark (L); maltose in the
light (M) and dark (N); sucrose in the light (O) and dark (P); turanose in the light (Q) and dark (R); raffinose in the
light (S) and dark (T); cellulose in the light (U) and dark (V); starch in the light (W) and dark (X); sorbitol in the
light (Y) and dark (Z); Values for mannitol not represented since all morphogenic responses were 0; Different letters
indicate significant differences at P<0.001 using Duncan’s New Multiple Range Test: lower case, non italics (e.g. a)
= % explants forming callus; lower case, italics (e.g. a) = % explants forming roots; upper case, non italics (e.g. A) =
% explants forming shoots.
Table 2. Ploidy ratios in ‘Shuhou-no-chikara’ tTCL-derived
callus and in vitro plant leaf tissue from different carbon
sources after 6 weeks culture
Light
Carbon source
Control §
Control *
Control †
Fructose
Galactose
Glucose
Mannose
Xylose
Lactose
Maltose
Sucrose
Raffinose
Cellulose
Starch
Mannitol
Sorbitol
Dark
Callus
Leaf
Callus
Leaf
97:1:0
92:7:0
94:4:0
88:6:0
87:7:0
91:6:0
76:4:2
71:1:0
70:1:0
74:4:1
89:10:0
82:4:2
76:4:0
69:3:0
76:2:0
79:4:0
96:1:0
98:1:0
98:0:0
96:2:0
97:2:0
98:0:0
96:2:0
nsf
nsf
94:2:0
97:1:0
95:1:0
nsf
nsf
nsf
94:2:0
92:6:0
89:8:0
91:3:0
86:1:0
78:1:0
85:1:0
69:2:0
71:1:0
60:1:0
66:2:2
88:1:0
66:1:4
64:2:0
68:1:0
63:1:0
68:1:0
95:1:0
98:1:0
97:1:0
95:1:0
nsf
95:2:0
nsf
nsf
nsf
96:0:0
98:0:0
nsf
nsf
nsf
nsf
nsf
§ Initial fresh mass of stem tTCL; * Full MS + sucrose 40 g/l; † = ½ MS + sucrose
40 g/l; Relative C ratios as 2C:4C:8C, measured after 2 weeks in culture;
remaining C (i.e. 100% - other C values) = DNA fragments or other ploidy levels;
nsf = no shoots formed.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.165-177, 2004
175
The effect of carbon on in vitro organogenesis of chrysanthemum
Table 3. Characteristics (mean ± SD) of greenhouse-acclimatized plantlets
Treatment
Length stem (cm)
# Leaves
Mass (g)
# Ray florets
# Disk Florets
Control
34.1±0.9 a
31.2±0.6 a
45.2±1.8 a
283.8±7.9 a
6.2±0.9 a
Carbon-plantlets
36.6±1.1 a
30.6±0.4 a
44.8±2.3 a
278.4±9.3 a
6.6±1.2 a
Different letters within a column are significantly different (P<0.001) using Duncan’s New Multiple Range test.
Table 4. Potential enzymes for existing or future transformation systems
Carbon source
Common enzyme name
EC number
Fructose
Glucose-fructose oxidoreductase
1.1.99.28
Galactose
Galactose 1-dehydrogenase
1.1.1.120
Glucose
Glucose oxidase
1.1.3.4
Mannose
Mannose 6-phosphate isomerase
5.3.1.8
Xylose
Xylose isomerase
5.3.1.5
Lactose
Lactase
3.2.1.108
Maltose
Maltose phosphorylase
2.4.1.8
Sucrose
Sucrose á-glucosidase
3.2.1.48
Turanose
Unknown
-
Raffinose
Raffinose-raffinose á-galactotransferase
2.4.1.166
Cellulose
Cellulase
3.2.1.4
Starch
Glucan 1,4-á-glucosidase
3.2.1.3
Mannitol
Mannitol dehydrogenase
1.1.1.255
Sorbitol
L-iditol 2-dehydrogenase
1.1.1.14
When medium-dependent tTCLs (with limited
sugar reserves and no defined sink-source) are used,
heterotrophy or mixotrophy is forced by the addition
of sugar to the culture medium (N HUT et al., 2003).
Depending on the light intensity, temperature and
carbon dioxide concentration in the Petri-dish air, in
vitro plant growth and development can be totally
dependent on an external source of carbohydrates
(tTCL cultures in the dark) or partly covered their
needs by limited photosynthesis (tTCL cultures in the
light; NHUT et al., 2003).
TSLs could not be clarified when fructose (light
or dark), galactose (light), glucose (light), maltose
(light or dark) or sucrose (light or dark) were added
to the different morphogenic program media,
suggesting that since these carbon sources can be
effectively utilized in growth (without inhibiting it at
any “toxic” concentration), which continues to occur
at or above 80 g.L-1 (Table 1).
In-built metabolic systems thus are capable of
effectively metabolising these carbohydrate sources,
even at high concentrations, without reaching a
saturation level, the TSL. Moreover, these carbon
sources would not be suitable as selective agents in
positive selection systems since both transgenic and
control plants would grow equally well (not being
easily distinguishable and leading to many escapes)
at high concentrations of the carbon source. Although
a TSL (80 g.L -1) was established for galactose and
glucose in the dark, the fact that some growth and
differentiation occurred in the light would make them
unsuitable candidates as selective agents in positive
selection systems. The incapacity of tTCLs to use all
carbon sources may result in cellular and DNA
degradation resulting in increased variation in the
ploidy (Table 2). A high 2C value with low 4C and
8C values indicates increased degradation products
(M ISHIBA and MII , 2000). A low 2C, with an increase
in 4C or 8C values can be found in callus, suggesting
the
occurrence
of
polyploidy
and/or
endoreduplication.
Other carbon sources such as mannose, xylose,
lactose, turanose, raffinose, cellulose, starch, mannitol
and sorbitol could be effectively used as selective
agents in positive selection systems since growth and/
or differentiation is completely suppressed at low (2060 g.L-1 ) concentrations of the carbon source under
light and dark conditions, the latter usually effecting
a more negative impact, that is greater heterotrophy
and/or reduced metabolism (Table 1; Figure 2).
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.165-177, 2004
176
J.A.T. Silva
The data within this study is encouraging for
mannose and xylose since positive selection systems
for them have already been established and can be
applied to the genetic engineering of chrysanthemum,
while for other carbon sources potential positive
selection systems would still have to be devised (Table
4). Mannose and raffinose, however, despite
exhibiting TSLs in both the light and the dark, and
despite the former having an already existent positive
selection system, both show abnormal shoot formation
at ≥40 g.L -1 (Figure 2). Mannose was also shown to
negatively affect Arabidopsis root elongation and
development (BASKIN et al., 2001). Starch and mannitol
completely inhibit any growth and/or differentiation
in the dark, and despite having a reasonable TSL in
the light, they may not be so suitable as selective
agents in positive selection systems. Another factor
determining the use of a carbon source as a selective
agent in a positive selection system is cost.
Turanose, a rare disaccharide, can be costly
as compared to other carbon sources, despite
exhibiting TSLs in both the light and the dark (Table
1). Moreover, there is no available degrading enzyme
(Table 4). Consequently carbon sources that may
potentially serve as selective agents in positive
selection systems (determined by both the existence
of TSLs and normal morphology) are: xylose, lactose,
cellulose and sorbitol.
Sucrose, like fructose and galactose were the
only three hexoses with which somatic embryogenesis
resulted (Figure 2 A-D, O, P). Spinach somatic
embryogenesis could only occur when glucose or
fructose, and to a lesser extent, galactose were utilized,
the optimum being at 29 mM of any of the three
hexoses (KOMAI et al., 1996).
Starch is a homopolysaccharide that cannot
be utilized by glycolysis before it is degraded into
glucose, so the quantitative effect on any
morphogenesis (callus, root, shoot or somatic embryo
production) decreases when only glucose is used
(Table 1; Figure 2) as a result of energetic requirements
to degrade the polymer into glucose monomers. Starch
is broken down into maltose by partial hydrolysis, and
into glucose by full hydrolysis. In a similar manner,
cellulose is partially reduced to cellobiose, then fully
into glucose, explaining the better utilization of
glucose than cellobiose by chrysanthemum tTCLs
(Table 1; Figure 2) also due to energetic requirements.
Glucose is reduced into sorbitol while mannose is
reduced to mannitol, the sugar alcohols being reduced
products from the aldehydes, also explain why
mannose results in higher tTCL fresh mass and
morphogenic reaction (callus, root, shoot) than when
mannitol is used (Table 1; Figure 2).
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.165-177, 2004
Galactose, glucose and fructose (or levulose)
are monosaccharides and should be more easily
decomposed than sucrose, a disaccharide consisting
of glucose and fructose. Galactose is an epimer of
glucose, and its utilization in morphogenesis may
depend on the endogenous levels of galactokinase
(HISAJIMA and T HORPE, 1985). The same effect could
be observed when glucose and fructose were joined
together (sucrose>glucose+fructose>glucose>fructose;
data nor shown). Fructose is an intermediary product
of glucose catabolism, and the slow growth of tissue
cultures on a fructose-containing medium is as a result
of the inhibition of glycolysis by fructose or its
degradation products. Glucose promotes root growth,
fructose promotes shoot development and sucrose
promotes both shoot development and root growth in
asparagus (LI and W OLYN, 1997), although this was
not quantitatively discriminated as in this study.
No study exists on the effect of turanose, a
glycosylated fructose and rare disaccharide, on any
aspect of plant tissue culture. The lack of any
differentiation (and limited growth i.e. tTCL fresh
mass increase) in both the light and the dark suggests
that there are no native pathways existent within the
plant to metabolise this carbon source. Both mannitol
and sorbitol could not be used effectively in
chrysanthemum callogenic, rhizogenic and somatic
embryogenic programs and had limited effect on the
successful outcome of the caulogenic program (Figure 2 W-Z).
Sugar alcohols in barley, tobacco and tomato
induce molecular and physiological responses that do
not belong to primary carbon metabolism, indicating
that they are metabolised to some degree. Moreover,
sugar alcohols are perceived by cells as chemical
signals, with very high in vitro concentrations acting
as chemical stress agents (STEINITZ, 1999). When sugar concentrations in the plant increase, there is a
repression of genes involved in mobilization of stored
reserves and photosyntheis. At the same time, genes
required for metabolism and storage of carbon
metabolites for future use are induced (KOCH et al., 2000).
Carbon metabolite (hexose)-mediated
regulatory mechanisms regulate photosynthesis and
provide the necessary integration with plant
metabolism and the genes encoding them (PEGO et al.,
2000). Gene regulation by hexoses occurs when the
depletion of sugars results in activation of gene
expression and to an increase in photosynthetic
capacity.
When output exceeds the plant’s capacity to
metabolise or export sugars (limited in the case of
heterotrophic tTCLs), increasing sugar concentrations
repress the same photosynthetic and/or metabolic genes.
The effect of carbon on in vitro organogenesis of chrysanthemum
The down regulation of photosynthetic genes
(PEGO et al, 2000) may account for the TSLs and for
the observable decrease in adventitious shoot
formation, despite the continued increase in tTCL fresh
mass (Table 1). The choice of carbon source for
chrysanthemum in vitro culture, independent of the
morphogenic program (callogenic, caulogenic,
rhizogenic and somatic embryogenic) induced by
tTCLs, has an effect on the quantitative and qualitative
outcome of each program. In conclusion, of fourteen
carbon sources tested, mannose and xylose showed
the greatest potential to be used as selective agents
in positive selection systems in chrysanthemum
genetic transformation.
ACKNOWLEDGEMENTS
Thanks to Prof. Seiichi Fukai for initial plant
material and use of laboratory facilities.
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Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.165-177, 2004
Bragantia
Print ISSN 0006-8705
Bragantia vol.63 no.2 Campinas 2004
ÁREAS BÁSICAS
Caracterização de cultivares de Coffea arabica
mediante utilização de descritores mínimos(1)
Characterization of Coffea arabica cultivars by minimum
descriptors
Adriano Tosoni da Eira AguiarI, *; Oliveiro Guerreiro-FilhoI,**; Mirian Perez
MalufII; Paulo Boller Gallo**; Luiz Carlos FazuoliI, **
ICentro
de Análise e Pesquisa Tecnológica do Agronegócio do Café "Alcides Carvalho".
Instituto Agronômico, Caixa Postal 28, 13001-970, Campinas (SP). E-mail:
[email protected]
IIEmbrapa/Café
IIIPólo Regional de Desenvolvimento Tecnológico dos Agronegócios do Nordeste
Paulista, Mococa (SP)
RESUMO
Cerca de 70% do café produzido e comercializado mundialmente é oriundo de Coffea
arabica. A espécie apresenta base genética estreita sendo as cultivares bastante
aparentadas e originárias em sua maioria das tradicionais cultivares Típica e Bourbon.
Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de identificar a eficiência de descritores
mínimos na caracterização de cultivares de cafeeiros e como diferenciadores entre
cultivares a serem submetidas ao processo de proteção de cultivares no Brasil. Foram
avaliadas trinta e oito características botânicas ou tecnológicas das plantas, folhas,
flores, frutos, sementes, assim como três características agronômicas. Utilizaram-se
vinte e nove cultivares de cafeeiros selecionadas pelo Instituto Agronômico, sendo
avaliadas trinta plantas de cada cultivar. Os resultados evidenciaram que apenas com
a utilização das características porte, cor do fruto, resistência ao agente da ferrugem,
Hemileia vastatrix e ciclo de maturação é possível obter uma discriminação eficiente
dos diferentes grupos de cultivares avaliadas. A cor das folhas jovens e o diâmetro da
copa revelaram-se importantes descritores na discriminação de cultivares do grupo
Mundo Novo. Não foi possível, porém, identificar descritores eficientes na discriminação
das cultivares dos grupos Catuaí Vermelho, Catuaí Amarelo e Icatu Vermelho.
Palavras-chave: base genética, café, DHE, proteção de cultivares.
ABSTRACT
The species Coffea arabica is responsible for 70% of the world coffee production. The
majority of cultivars has a narrow genetic origin, being derived basically from two old
cultivars: Tipica and Bourbon. This investigation was carried out aiming at the
characterization of selected cultivars of the Instituto Agronomico according to standard
descriptors. Thirty five morphological or technological traits of canopy, leaves, flowers,
fruits or seeds and three agronomic traits were evaluated in twenty nine cultivar lines
of the current breeding program. The variables plant height, fruit color, leaf rust
resistance and earliness are sufficient for an efficient identification of groups of
cultivars. The color of young leaves and plant diameter are important descriptors for
discriminating cultivars of the Mundo Novo group, but they could not identify cultivars
of the Catuaí Vermelho, Catuaí Amarelo and Icatu Vermelho groups.
Key words: coffee, breeder's right, DUS, cultivar protection.
1. INTRODUÇÃO
O cafeeiro, uma das mais importantes espécies do mercado agrícola, tornou-se em
2000, espécie passível de proteção no Brasil. A legislação em vigor a partir dessa data
permite a proteção para fins de exploração comercial de novas cultivares das espécies
Coffea arabica, C. canephora e também de híbridos entre essas espécies, assim como
de cultivares essencialmente delas derivadas.
Para tanto, é necessário que determinadas instruções (BRASIL, 2000), em parte
comuns às diversas outras espécies já consideradas como passíveis de proteção e em
parte específicas à cultura do cafeeiro, sejam devidamente atendidas. Assim,
experimentos que possam comprovar a distinguibilidade, homogeneidade e
estabilidade (DHE) de uma nova cultivar devem ser realizados mediante adoção de
condições estabelecidas pela legislação, tais como número mínimo de dois ciclos de
crescimento, apenas um local de avaliação e parcelas experimentais de tamanho
suficiente para garantir as observações necessárias.
Os descritores mínimos para o registro institucional de cultivares do Instituto
Agronômico (IAC) de Campinas (FAZUOLI et al., 1994) e de descritores botânicos para
identificação taxonômica de germoplasma de Coffea (IPGRI, 1996) serviram de base
para a elaboração dos descritores mínimos visando à caracterização, identificação e
discriminação de cultivares de café a serem utilizados nos experimentos de DHE. A
relação oficial desses descritores, elaborada em parceria por instituições públicas de
pesquisa – IAC, EPAMIG, IAPAR e INCAPER - encontra-se publicada no Diário Oficial da
União, 2000.
Cerca de 70% da produção mundial de café é oriunda de cultivares de C. arabica,
sendo praticamente a mesma proporção observada no Brasil. A espécie é nativa de
uma região restrita e marginal às demais espécies do gênero, localizada no Sudoeste
da Etiópia, Sudeste do Sudão e Norte do Quênia, entre 1.000 e 3.000 metros de
altitude (CARVALHO, 1946). Considerada alotetraplóide do tipo segmental (2n = 4x =
44 cromossomos), autocompatível, multiplica-se essencialmente por autofecundação.
As cultivares de C. arabica são bastante aparentadas e em grande maioria, derivam-se
das cultivares Típica, originalmente introduzida no Brasil em 1727 e Bourbon
Vermelho, oriunda da ilha de mesmo nome (ANTHONY et al., 2001). Embora a base
genética da espécie seja bastante estreita (BERTHAUD e CHARRIER, 1988), as
cultivares comercializadas apresentam grande variabilidade botânica oriunda de uma
série de mutações e de cruzamentos naturais e artificiais realizados (KRUG et al.,
1938).
Neste trabalho, avaliou-se a eficiência da utilização dos descritores mínimos
estabelecidos para o cafeeiro na distinguibilidade de cultivares de C. arabica
selecionadas pelo Instituto Agronômico (IAC), de Campinas, as quais representam
cerca de 90% do parque cafeeiro nacional da espécie.
2. MATERIAL -E MÉTODOS
2.1 Material
Utilizou-se no estudo, as principais cultivares de C. arabica selecionadas pelo programa
de melhoramento do cafeeiro desenvolvido pelo Instituto Agronômico (IAC). O
germoplasma avaliado encontra-se em experimentos de progênies presentes em
campos experimentais localizados nas Fazendas Monte d´Este e Santa Elisa (Centro
Experimental Central) do IAC ambas no município de Campinas (SP), no Pólo Regional
de Desenvolvimento Tecnológico dos Agronegócios do Nordeste Paulista, em Mococa
(SP) e na Fazenda Santo Antônio, em Pedregulho (SP).
A relação e o número de cultivares avaliadas são apresentados na tabela 1, sendo:
Catuaí Vermelho (5), Catuaí Amarelo (5), Ouro Verde (1), Bourbon Amarelo (1),
Mundo Novo (5), Acaiá (3), Obatã (1), Tupi (1), Icatu Vermelho (5), Icatu Precoce (1)
e Icatu Amarelo (1).
2.2 Metodologia
No período de 1999 a 2001 foram avaliadas trinta e oito características, segundo a
lista oficial de descritores mínimos para o café compreendendo características
associadas às plantas (8) e órgãos como folhas (10), flores (4), frutos (5) e sementes
(8). Paralelamente, foram avaliadas três características agronômicas: resistência ao
agente da ferrugem (Hemileia vastatrix), ciclo de maturação dos frutos e ciclo até a
primeira produção (Tabela 2).
As avaliações foram realizadas em trinta plantas de cada cultivar, as quais foram
selecionadas com base em sua representatividade e produtividade.
As análises referentes às características das folhas tais como comprimento, largura,
forma, cor das folhas jovens e adultas, ondulação das bordas, intensidade de
ondulação, profundidade da nervura secundária e domácias foram realizadas em
amostras de 90 folhas por cultivar – 30 folhas por repetição – coletando-se ao acaso
três folhas do quarto par de folhas de cada planta, a uma altura aproximada de 1 m do
solo.
As avaliações relacionadas ao número de inflorescência por axila e número de flores
por inflorescência foram realizadas a partir de 90 contagens por cultivar – 30
contagens por repetição – realizadas no quarto par de inflorescência de cada planta e a
uma altura aproximada de 1 m do solo. A compatibilidade e a fertilidade do pólen
foram observadas a partir de autofecundações realizadas em cada uma das trinta
plantas da cultivar, considerando-se o número de flores dos ramos e o de frutos
obtidos.
O tamanho, o formato e a coloração dos frutos maduros, assim como a presença de
sépalas nos mesmos foram analisados em amostras de 90 frutos por cultivar – 30
frutos por repetição – coletando-se, ao acaso, três frutos na quarta roseta de ramos
produtivos localizados a uma altura aproximada de 1 m do solo. O grau de aderência
dos frutos aos ramos foi determinado na mesma amostra mediante utilização de um
dinamômetro. As características de cor, comprimento, largura e espessura das
sementes e a tonalidade e aderência da película prateada foram também determinadas
em amostras de 90 sementes por cultivar – 30 sementes por repetição – obtidas dos
frutos coletados para avaliação. A massa de cem sementes foi também avaliada em
três repetições, sendo as amostras obtidas a partir dos frutos coletados para análise. O
mesmo material foi utilizado para dosagem do teor de cafeína em cromatografia líquida
de alta eficiência (CLAE).
Quanto às características agronômicas das plantas, o ciclo de maturação foi
determinado a partir da contagem em dias do período compreendido entre a antese e
a maturação completa dos frutos avaliada visualmente. O ciclo até a primeira produção
após plantio foi obtido a partir do número do plantio à primeira colheita das plantas de
cada cultivar. Finalmente, a resistência ao agente da ferrugem foi avaliada em
condições de campo em período de alta incidência do patógeno.
Para efeito de análise foram estabelecidas diferentes classes para cada uma das
características avaliadas e atribuindo-se a cada uma delas um número diferente de
pontos – códigos – conforme relação de descritores mínimos elaborada para a cultura
do cafeeiro (Brasil, 2000). A valoração dos 38 descritores foi realizada com base em
avaliações prévias de cultivares usando para cada uma das características, cultivaresreferência (Tabela 2).
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
As características qualitativas das plantas, folhas, flores, frutos e sementes de todas as
cultivares analisadas são apresentadas nas tabelas 3, 4, 5 e 6.
3.1 Plantas
Com relação às características associadas às plantas, somente a altura das plantas, o
comprimento dos internódios, o diâmetro da copa e a intensidade de ramificação
plagiotrópica foram eficientes na discriminação das cultivares. Observa-se que exceto
as cultivares do grupo Acaiá, com formato cilíndrico-cônico, as plantas das demais
apresentam formato cilíndrico (Tabela 3). Trata-se de uma característica da espécie C.
arabica determinada pelo crescimento proporcional dos ramos ortotrópico – haste – e
plagiotrópicos. Cultivares de C. canephora, não avaliadas no presente estudo, são
poliortotrópicos (FAZUOLI, 1986), característica que confere formato cônico invertido
às plantas devido ao intenso crescimento vegetativo dos ponteiros e conseqüente
envergamento das hastes para o exterior.
As cultivares de C. arabica apresentam, sem exceção, apenas uma haste de média
flexibilidade e ramificação plagiotrópica do tipo horizontal. A intensidade da ramificação
plagiotrópica é considerada alta para as cultivares Obatã IAC 1669-20, Tupi IAC 166933, Ouro Verde IAC H5010-5 e aquelas do grupo Catuaí Vermelho, média, para as
cultivares dos grupos Mundo Novo e Icatu, baixa para a cultivar Bourbon Amarelo IAC
J18 e as do grupo Acaiá.
Essa característica é importante critério de seleção no melhoramento do cafeeiro, pois
se correlaciona com o potencial produtivo (correlação positiva) e com o porte das
plantas (correlação negativa).
O crescimento dos cafeeiros é determinado, em sua grande magnitude, por um gene
denominado caturra (CARVALHO et al., 1984), sendo sua utilização um marco
importante para o melhoramento do cafeeiro no Brasil (CARVALHO e MÔNACO, 1972),
uma vez que o desenvolvimento de cultivares de porte baixo contribuiu sobremaneira
para a redução do custo de produção das lavouras. Plantas ct ct têm maior
crescimento, enquanto plantas Ct Ct ou Ct ct são menores e mais compactas e
produtivas. As características altura da planta, diâmetro da copa e comprimento dos
internódios são diretamente relacionadas à expressão desse gene e guardam
importante correlação entre si, como se pode notar em avaliações realizadas com as
diferentes cultivares.
As cultivares do grupo Mundo Novo (ct ct) foram classificadas como muito altas;
Bourbon Amarelo IAC J18, Icatu Precoce IAC 3282 Icatu Amarelo IAC 2944-6 e as dos
grupos Icatu Vermelho, e Acaiá (ct ct) como altas; as cultivares dos grupos Catuaí
Vermelho, Catuaí Amarelo e a cultivar Ouro Verde IAC H5010-5 (Ct Ct) como médias
e, finalmente, Tupi IAC 1669-33 e Obatã IAC 1669-20 (Ct Ct), como baixas.
Classificação semelhante foi observada em relação ao diâmetro da copa e ao
comprimento dos internódios. Apesar das cultivares do grupo Mundo Novo serem
classificadas como muito largas em relação ao diâmetro da copa, experimentos de
campo evidenciam que a saia de cafeeiros de Mundo Novo IAC 388-17 é cerca de 20%
mais larga do que as demais cultivares do mesmo grupo (CARVALHO et al., 1984).
Diferenças entre cultivares de mesmo genótipo para o caráter, como Ouro Verde IAC
H5010-5 (Ct Ct) e Obatã IAC 1669-20 (Ct Ct) ou as cultivares do grupo Mundo Novo
(ct ct) e Bourbon Amarelo IAC J18 (ct ct), devem-se à expressão de outros genes
menores relacionados também ao crescimento das plantas. É evidente que o
desenvolvimento vegetativo das plantas tem também forte componente ambiental,
podendo ser bastante influenciado por variações de temperatura, luminosidade,
espaçamento de plantio, umidade, adubação, entre outras. Assim, cultivares de porte
reduzido (Ct Ct) podem, por exemplo, apresentar maior altura em relação à cultivares
de porte normal (ct ct) quando plantadas em regiões de clima mais quente e úmido,
quando adubadas em maior proporção ou quando cultivadas em espaçamentos
adensados. Deve-se salientar que nenhum desses descritores foi eficiente na
discriminação entre cultivares de um mesmo grupo.
3.2 Folhas
A descrição das cultivares com base em características das folhas jovens e adultas é
apresentada na tabela 4. Seis das dez características avaliadas foram bastante
homogêneas e pouco eficientes na diferenciação das 29 cultivares de C. arabica
utilizadas no estudo. Pode-se dizer que esse conjunto de cultivares apresenta, sem
qualquer variação, folhas adultas de coloração verde-escura, formato elíptico, bordas
onduladas, nervuras secundárias de pequena profundidade e domácias glabras e
parcialmente desenvolvidas.
O tamanho das folhas, caracterizado pelo comprimento e largura máxima da lâmina
foliar, apresentou apenas pequena variação entre o germoplasma avaliado. Folhas da
cultivar Bourbon Amarelo IAC J18 são mais curtas e estreitas, enquanto as folhas das
cultivares Obatã IAC 1669-20 e Tupi IAC 1669-33 são longas e largas, certamente em
função do parentesco com a espécie C. canephora.
As cultivares Icatu Amarelo IAC 2944-6, Icatu Precoce IAC 3282 e do grupo Icatu
Vermelho, também obtidas a partir da hibridação entre as espécies C. arabica e C.
canephora, apresentaram, assim como as cultivares dos grupos Acaiá, Catuaí
Vermelho, Catuaí Amarelo, Mundo Novo e Ouro Verde IAC H5010-5, folhas de tamanho
médio.
A cor das folhas jovens, determinada pela expressão de um gene com dominância
incompleta (KRUG e CARVALHO, 1942), é importante descritor para as cultivares do
grupo Mundo Novo. Por meio dela, foi possível separar as cultivares Mundo Novo IAC
376-4 e Mundo Novo IAC 388-17, que possuem brotos verdes (br br), das cultivares
Mundo Novo IAC 501, Mundo Novo IAC 515 e Mundo Novo IAC 379-19, com folhas
novas de coloração bronze (Br Br).
As cultivares Icatu Amarelo IAC 2944-6, Icatu Precoce IAC 3282 e as do grupo Icatu
Vermelho não possuem essa característica fixada e são de difícil discriminação partindo
dessa característica. Da mesma maneira, a cultivar Bourbon Amarelo IAC J18 que tem
sua origem mais provável no cruzamento natural das cultivares Amarelo de Botucatu
(Br Br) e Bourbon Vermelho (br br), também segrega para a coloração das folhas
jovens (CARVALHO et al., 1957).
As cultivares Obatã IAC 1669-20 e Tupi IAC 1669-33 apresentam folhas com forte
intensidade de ondulação, semelhantes às de cultivares de C. canephora (CHEVALIER,
1947); o mesmo não ocorre com as cultivares Icatu Amarelo IAC 2944-6, Icatu
Precoce IAC 3282 e aquelas do grupo Icatu Vermelho, também obtidas a partir de
cruzamentos de C. arabica com essa espécie diplóide.
3.3 Flores
As características das flores foram pouco eficientes na discriminação do germoplasma.
Somente o número de inflorescência por axila e o número de flores por inflorescência
apresentaram poucas variações (Tabela 5). Como a produção de frutos é definida por
uma equação complexa, cujas duas características têm um peso bastante importante
(MÔNACO et al., 1965), e as cultivares são selecionadas, em princípio, pelo nível de
produtividade das plantas, a classificação alta atribuída a todas elas era bastante
previsível.
Apenas a cultivar Bourbon Amarelo IAC J18 apresentou índice médio para essas
características. Convém salientar que se trata da mais antiga das cultivares avaliadas
neste estudo, e que um ganho significativo de produção foi acumulado no
desenvolvimento das cultivares mais recentes (CARVALHO et al., 1964).
Todas as cultivares de C. arabica apresentaram pólen fértil, sendo autocompatíveis,
embora a taxa de polinização cruzada varie ligeiramente, sobretudo nas cultivares do
grupo Icatu Vermelho, Icatu Amarelo IAC 2944-6, Icatu Precoce IAC 3282, Tupi IAC
1669-33 e Obatã IAC 1669-20 que apresentam origem interespecífica (FAZUOLI, 1991;
FAZUOLI et al., 2000).
3.4 Frutos
Os dados referentes às características dos frutos encontram-se na tabela 5. Os frutos
das cultivares de C. arabica possuem formato oblongo e não apresentam sépalas
desenvolvidas (sd sd), como as presentes na variedade botânica denominada goiaba
(KRUG e CARVALHO, 1946). Nas cultivares comerciais (Sd Sd) as sépalas são
reduzidas a dentículos bem pouco aparentes nos frutos maduros (CARVALHO et al.,
1991).
Por sua vez, a cor dos frutos no cafeeiro é determinada pela expressão de um gene
recessivo de dominância incompleta denominado xanthocarpa (KRUG e CARVALHO,
1940). Plantas xc xc produzem frutos de exocarpo amarelo, enquanto em plantas de
constituição genética Xc Xc, o exocarpo dos frutos é de coloração vermelha. Embora
apenas duas classes de cultivares possam ser estabelecidas a partir dessa
característica, a cor dos frutos foi considerada um importante descritor por permitir a
distinção entre as cultivares dos grupos Catuaí Vermelho e Catuaí Amarelo, assim
como, dos grupos Icatu Vermelho e Icatu Amarelo.
Os frutos das cultivares avaliadas apresentam, em geral, tamanho médio. Apenas as
cultivares do grupo Acaiá e Bourbon Amarelo IAC J18 têm, respectivamente, frutos de
tamanho grande e pequeno.
A aderência dos frutos aos ramos tem fundamental importância para a colheita dos
frutos, principalmente para a colheita mecânica. Essa característica separa as
cultivares em apenas dois grupos: alta, para as cultivares de origem interespecífica
como Obatã IAC 1669-20, Tupi IAC 1669-33, Icatu Amarelo IAC 2944-6, Icatu Precoce
IAC 3282 e as do grupo Icatu Vermelho, e média para as demais. Naquelas cultivares,
a queda de frutos maduros ou secos é bastante reduzida. Se essa característica pode
resultar em menor rendimento da mão-de-obra na colheita (FAZUOLi et al., 2001),
frutos que permanecem por mais tempo na planta têm maior potencial para a
produção de cafés de qualidade.
3.5 Sementes
O tamanho das sementes tem também importante componente ambiental, e pode
variar em função do local de cultivo, das condições de manejo e climáticas presentes
durante o ciclo produtivo anual (Tabela 6). No entanto, em condições uniformes, as
cultivares do grupo Acaiá apresentam sementes maiores e a cultivar Bourbon Amarelo
IAC J18 possui sementes menores que as demais cultivares avaliadas, tanto em
relação ao comprimento quanto à largura. Todas as cultivares apresentaram sementes
de espessura média, endosperma de coloração verde, película prateada clara e
ligeiramente aderida ao endosperma e médio teor de cafeína. Quantitativamente, esse
teor varia em torno de 1,0% na espécie C. arabica (ASHIRHARA e CROZIER, 2001).
A densidade dos grãos é uma característica de grande importância para as cultivares
comerciais de café, uma vez que apresenta relação inversa com o número de sementes
por unidade de massa, guardando estreita correlação com o tamanho – comprimento,
largura e espessura – das sementes. Observa-se, no entanto, que a massa de cem
sementes é bastante uniforme entre as cultivares avaliadas, sendo considerada alta
apenas para as cultivares do grupo Acaiá e média para as demais (Tabela 6).
3.6 Características agronômicas
A duração do ciclo de maturação (Tabela 6) - período compreendido entre a antese e a
maturação completa dos frutos - contribui eficazmente para a distinção de algumas
cultivares, como Icatu Amarelo IAC 2944-6 e Icatu Precoce IAC 3282 ou Obatã IAC
1669-20 e Tupi IAC 1669-33. No primeiro caso, ambas têm porte alto, são resistentes
a H. vastatrix e produzem frutos de coloração amarela e segregam para a cor das
folhas jovens. No entanto, a cultivar Icatu Precoce IAC 3282 tem, como o próprio
nome indica, ciclo mais curto de maturação do que a cultivar Icatu Amarelo IAC 29446. Situação bastante parecida é observada em relação às cultivares Tupi IAC 1669-33
e Obatã IAC 1669-20: ambas têm porte baixo, são resistentes ao agente da ferrugem
e produzem frutos com exocarpo vermelho. Todavia, a cultivar Tupi IAC 1669-33 é
mais precoce do que a Obatã IAC 1669-20.
Convém ressaltar que a cor das folhas jovens cumpre a mesma função do ciclo de
maturação para distinguir as duas cultivares, com a vantagem de permitir a
identificação ainda na fase de muda em viveiro.
Com relação ao período até a primeira produção após o plantio, ou precocidade
produtiva (Tabela 6), as cultivares dos grupos Acaiá e Mundo Novo foram classificadas
como tardias; Bourbon Amarelo IAC J18, média e as demais, precoces. Sua utilização,
entretanto, é pouco útil para identificar as cultivares de cada um dos grupos.
Este estudo foi desenvolvido visando à identificação dos descritores mínimos eficientes
na caracterização de cultivares de cafeeiros.
A opção pela utilização de cultivares selecionadas pelo IAC deve-se, sobretudo à
certificação de origem genética do material avaliado e também à sua
representatividade no cenário agrícola nacional, uma vez que cerca de 90% do parque
cafeeiro de C. arabica é composto por cultivares selecionadas pelo Instituto
Agronômico (IAC), de Campinas.
Embora parte importante das 38 características qualitativas utilizadas nesse estudo
tenha revelado certa eficácia na diferenciação de cultivares de C. arabica, seis delas –
altura das plantas, resistência a H. vastatrix, cor dos frutos, ciclo de maturação dos
frutos, cor das folhas jovens e diâmetro da copa – foram selecionadas para a rápida
discriminação dos diferentes grupos de cultivares e em alguns casos, na distinção entre
cultivares de um mesmo grupo (Tabela 7). À exceção do ciclo de maturação e diâmetro
da copa a expressão das demais características sofre pouco influência ambiental e
parte delas pode ser avaliada ainda na fase de mudas em viveiro.
Em síntese, os descritores avaliados podem ser considerados eficientes na identificação
de grupos distintos de cultivares, mas pouco úteis na discriminação entre cultivares de
um mesmo grupo, como Catuaí Vermelho, Catuaí Amarelo e Icatu Vermelho. Quanto
às cultivares do grupo Mundo Novo, o descritor cor das folhas novas, pode separá-las
em dois grupos: Mundo Novo IAC 376 e Mundo Novo IAC 388-17 – brotos verdes – e
as demais cultivares – brotos bronzes.
Embora o diâmetro da copa tenha sido considerado como "muito grande" para todas as
cultivares do grupo Mundo Novo, a cultivar Mundo Novo IAC 388-17 tem diâmetro da
copa 20% maior que Mundo Novo IAC 376-4 e as demais cultivares do grupo.
Assim, propõe-se uma nova classe – extremamente grande – para essa característica
na relação dos descritores oficiais para a proteção de cultivares de café, utilizando-se a
cultivar Mundo Novo IAC 388-17-8 como referência. Se o diâmetro da copa pode
separar as cultivares Mundo Novo IAC 376 e Mundo Novo IAC 388-17, as cultivares
Mundo Novo IAC 379-19, Mundo Novo IAC 501 e Mundo Novo IAC 515 continuam
agrupadas e de difícil identificação a partir dos descritores utilizados no estudo.
A utilização de marcadores moleculares ou de descritores bioquímicos poderá auxiliar
sobremaneira na identificação de diferenças entre cultivares semelhantes de um
mesmo grupo ou entre as já registradas e as novas a serem protegidas.
Diversas pesquisas já vêm sendo desenvolvidas nessa direção e certamente poderão
enriquecer qualitativamente a atual lista de descritores mínimos para a proteção de
cultivares de cafeeiros.
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Recebido para publicação em 14 de julho de 2003 e aceito em 7 de abril de 2004
(1) Trabalho parcialmente financiado pelo Consórcio Brasileiro de Pesquisas Cafeeiras.
Parte da dissertação de mestrado do primeiro autor.
* Com bolsa de Mestrado da FAPESP
** Com bolsa de produtividade em pesquisa do CNPq
Caracterização de cultivares de Coffea arabica
179
CARACTERIZAÇÃO DE CULTIVARES DE COFFEA ARABICA MEDIANTE
UTILIZAÇÃO DE DESCRITORES MÍNIMOS (1)
ADRIANO TOSONI DA EIRA AGUIAR(2,5); OLIVEIRO GUERREIRO-FILHO (2,6),
MIRIAN PEREZ MALUF(3); PAULO BOLLER GALLO(4); LUIZ CARLOS FAZUOLI(2,6)
RESUMO
Cerca de 70% do café produzido e comercializado mundialmente é oriundo de Coffea arabica. A
espécie apresenta base genética estreita sendo as cultivares bastante aparentadas e originárias em sua
maioria das tradicionais cultivares Típica e Bourbon. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de
identificar a eficiência de descritores mínimos na caracterização de cultivares de cafeeiros e como
diferenciadores entre cultivares a serem submetidas ao processo de proteção de cultivares no Brasil.
Foram avaliadas trinta e oito características botânicas ou tecnológicas das plantas, folhas, flores, frutos,
sementes, assim como três características agronômicas. Utilizaram-se vinte e nove cultivares de cafeeiros selecionadas pelo Instituto Agronômico, sendo avaliadas trinta plantas de cada cultivar. Os resultados
evidenciaram que apenas com a utilização das características porte, cor do fruto, resistência ao agente
da ferrugem, Hemileia vastatrix e ciclo de maturação é possível obter uma discriminação eficiente dos
diferentes grupos de cultivares avaliadas. A cor das folhas jovens e o diâmetro da copa revelaram-se
importantes descritores na discriminação de cultivares do grupo Mundo Novo. Não foi possível, porém,
identificar descritores eficientes na discriminação das cultivares dos grupos Catuaí Vermelho, Catuaí
Amarelo e Icatu Vermelho.
Palavras-chave: base genética, café, DHE, proteção de cultivares.
ABSTRACT
CHARACTERIZATION OF COFFEA ARABICA CULTIVARS BY MINIMUM DESCRIPTORS
The species Coffea arabica is responsible for 70% of the world coffee production. The majority of
cultivars has a narrow genetic origin, being derived basically from two old cultivars: Tipica and Bourbon.
This investigation was carried out aiming at the characterization of selected cultivars of the Instituto
Agronomico according to standard descriptors. Thirty five morphological or technological traits of canopy,
leaves, flowers, fruits or seeds and three agronomic traits were evaluated in twenty nine cultivar lines
of the current breeding program. The variables plant height, fruit color, leaf rust resistance and earliness
are sufficient for an efficient identification of groups of cultivars. The color of young leaves and plant
diameter are important descriptors for discriminating cultivars of the Mundo Novo group, but they could
not identify cultivars of the Catuaí Vermelho, Catuaí Amarelo and Icatu Vermelho groups.
Key words: coffee, breeder’s right, DUS, cultivar protection.
( 1) Trabalho parcialmente financiado pelo Consórcio Brasileiro de Pesquisas Cafeeiras. Parte da dissertação de mestrado do
primeiro autor. Recebido para publicação em 14 de julho de 2003 e aceito em 7 de abril de 2004.
(2) Centro de Análise e Pesquisa Tecnológica do Agronegócio do Café “Alcides Carvalho”. Instituto Agronômico, Caixa Postal 28,
13001-970, Campinas (SP). E-mail: [email protected]
( 3) Embrapa/Café
( 4) Pólo Regional de Desenvolvimento Tecnológico dos Agronegócios do Nordeste Paulista, Mococa (SP).
( 5) Com bolsa de Mestrado da FAPESP.
( 6) Com bolsa de produtividade em pesquisa do CNPq.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.179-192, 2004
180
A.T.E. Aguiar et al
1. INTRODUÇÃO
O cafeeiro, uma das mais importantes espécies do mercado agrícola, tornou-se em 2000, espécie
passível de proteção no Brasil. A legislação em vigor
a partir dessa data permite a proteção para fins de
exploração comercial de novas cultivares das espécies Coffea arabica, C. canephora e também de híbridos
entre essas espécies, assim como de cultivares essencialmente delas derivadas.
Para tanto, é necessário que determinadas instruções (BRASIL , 2000), em parte comuns às diversas
outras espécies já consideradas como passíveis de proteção e em parte específicas à cultura do cafeeiro,
sejam devidamente atendidas. Assim, experimentos
que possam comprovar a distinguibilidade,
homogeneidade e estabilidade (DHE) de uma nova
cultivar devem ser realizados mediante adoção de condições estabelecidas pela legislação, tais como número
mínimo de dois ciclos de crescimento, apenas um local de avaliação e parcelas experimentais de tamanho
suficiente para garantir as observações necessárias.
Os descritores mínimos para o registro
institucional de cultivares do Instituto Agronômico
(IAC) de Campinas (F A Z U O L I et al., 1994) e de
descritores botânicos para identificação taxonômica
de germoplasma de Coffea (IPGRI, 1996) serviram de
base para a elaboração dos descritores mínimos visando à caracterização, identificação e discriminação
de cultivares de café a serem utilizados nos experimentos de DHE. A relação oficial desses descritores,
elaborada em parceria por instituições públicas de
pesquisa – IAC, EPAMIG, IAPAR e INCAPER - encontra-se publicada no Diário Oficial da União, 2000.
Cerca de 70% da produção mundial de café é
oriunda de cultivares de C. arabica, sendo praticamente a mesma proporção observada no Brasil. A espécie
é nativa de uma região restrita e marginal às demais
espécies do gênero, localizada no Sudoeste da Etiópia,
Sudeste do Sudão e Norte do Quênia, entre 1.000 e
3.000 metros de altitude (C ARVALHO, 1946). Considerada alotetraplóide do tipo segmental (2n = 4x = 44
cromossomos), autocompatível, multiplica-se essencialmente por autofecundação.
As cultivares de C. arabica são bastante aparentadas e em grande maioria, derivam-se das
cultivares Típica, originalmente introduzida no Brasil em 1727 e Bourbon Vermelho, oriunda da ilha de
mesmo nome (ANTHONY et al., 2001). Embora a base genética da espécie seja bastante estreita (B ERTHAUD e
C HARRIER, 1988), as cultivares comercializadas apresentam grande variabilidade botânica oriunda de uma
série de mutações e de cruzamentos naturais e artificiais realizados (KRUG et al., 1938).
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.179-192, 2004
Neste trabalho, avaliou-se a eficiência da utilização dos descritores mínimos estabelecidos para o
cafeeiro na distinguibilidade de cultivares de C. arabica
selecionadas pelo Instituto Agronômico (IAC), de Campinas, as quais representam cerca de 90% do parque
cafeeiro nacional da espécie.
2. MATERIAL -E MÉTODOS
2.1 Material
Utilizou-se no estudo, as principais cultivares
de C. arabica selecionadas pelo programa de melhoramento do cafeeiro desenvolvido pelo Instituto
Agronômico (IAC). O germoplasma avaliado encontrase em experimentos de progênies presentes em campos
experimentais localizados nas Fazendas Monte d´Este
e Santa Elisa (Centro Experimental Central) do IAC
ambas no município de Campinas (SP), no Pólo Regional de Desenvolvimento Tecnológico dos
Agronegócios do Nordeste Paulista, em Mococa (SP)
e na Fazenda Santo Antônio, em Pedregulho (SP).
A relação e o número de cultivares avaliadas
são apresentados na tabela 1, sendo: Catuaí Vermelho (5), Catuaí Amarelo (5), Ouro Verde (1), Bourbon
Amarelo (1), Mundo Novo (5), Acaiá (3), Obatã (1),
Tupi (1), Icatu Vermelho (5), Icatu Precoce (1) e Icatu
Amarelo (1).
2.2 Metodologia
No período de 1999 a 2001 foram avaliadas
trinta e oito características, segundo a lista oficial de
descritores mínimos para o café compreendendo características associadas às plantas (8) e órgãos como
folhas (10), flores (4), frutos (5) e sementes (8). Paralelamente, foram avaliadas três características
agronômicas: resistência ao agente da ferrugem
(Hemileia vastatrix), ciclo de maturação dos frutos e ciclo até a primeira produção (Tabela 2).
As avaliações foram realizadas em trinta plantas de cada cultivar, as quais foram selecionadas com
base em sua representatividade e produtividade.
As análises referentes às características das
folhas tais como comprimento, largura, forma, cor das
folhas jovens e adultas, ondulação das bordas, intensidade de ondulação, profundidade da nervura
secundária e domácias foram realizadas em amostras
de 90 folhas por cultivar – 30 folhas por repetição –
coletando-se ao acaso três folhas do quarto par de folhas de cada planta, a uma altura aproximada de 1 m
do solo.
181
Caracterização de cultivares de Coffea arabica
Tabela 1. Relação de cultivares de C. arabica avaliadas e localização dos ensaios experimentais
Cultivar
Local
Cidade
Catuaí Vermelho IAC 44
Fazenda Santo Antônio
Pedregulho
Catuaí Vermelho IAC 46
Fazenda Monte d‘Este
Campinas
Catuaí Vermelho IAC 81
Fazenda Monte d‘Este
Campinas
Catuaí Vermelho IAC 99
Fazenda Monte d‘Este
Campinas
Catuaí Vermelho IAC 144
Fazenda Monte d‘Este
Campinas
Catuaí Amarelo IAC 47
Fazenda Monte d‘Este
Campinas
Catuaí Amarelo IAC 62
Fazenda Monte d‘Este
Campinas
Catuaí Amarelo IAC 74
Fazenda Monte d‘Este
Campinas
Catuaí Amarelo IAC 86
Pólo Regional do Nordeste Paulista
Mococa
Catuaí Amarelo IAC 100
Fazenda Monte d‘Este
Campinas
Ouro Verde IAC H5010-5
Fazenda Monte d‘Este
Campinas
Bourbon Amarelo IAC J18
Fazenda Monte d‘Este
Campinas
Pólo Regional do Nordeste Paulista
Mococa
Mundo Novo IAC 379-19
Fazenda Santa Elisa
Campinas
Mundo Novo IAC 388-17
Fazenda Monte d‘Este
Campinas
Mundo Novo IAC 501
Fazenda Santa Elisa
Campinas
Mundo Novo IAC 515
Fazenda Santa Elisa
Campinas
Acaiá IAC 474-4
Fazenda Santa Elisa
Campinas
Acaiá IAC 474-16
Pólo Regional do Nordeste Paulista
Mococa
Acaiá IAC 474-19
Fazenda Monte d‘Este
Campinas
Mundo Novo IAC 376-4
Obatã IAC 1669-20
Pólo Regional do Nordeste Paulista
Mococa
Tupi IAC 1669-33
Fazenda Santa Elisa
Campinas
Icatu Vermelho IAC 2945
Fazenda Santo Antônio
Pedregulho
Icatu Vermelho IAC 4040
Pólo Regional do Nordeste Paulista
Mococa
Icatu Vermelho IAC 4042
Pólo Regional do Nordeste Paulista
Mococa
Icatu Vermelho IAC 4045
Fazenda Monte d‘Este
Campinas
Icatu Vermelho IAC 4046
Icatu Precoce IAC 3282
Icatu Amarelo IAC 2944-6
Fazenda Monte d‘Este
Campinas
Fazenda Santo Antônio
Pedregulho
Fazenda Monte d‘Este
Campinas
As avaliações relacionadas ao número de
inflorescência por axila e número de flores por
inflorescência foram realizadas a partir de 90 contagens por cultivar – 30 contagens por repetição –
realizadas no quarto par de inflorescência de cada
planta e a uma altura aproximada de 1 m do solo. A
compatibilidade e a fertilidade do pólen foram observadas a partir de autofecundações realizadas em cada
uma das trinta plantas da cultivar, considerando-se
o número de flores dos ramos e o de frutos obtidos.
O tamanho, o formato e a coloração dos frutos maduros, assim como a presença de sépalas nos
mesmos foram analisados em amostras de 90 frutos
por cultivar – 30 frutos por repetição – coletando-se,
ao acaso, três frutos na quarta roseta de ramos produtivos localizados a uma altura aproximada de 1 m
do solo. O grau de aderência dos frutos aos ramos foi
determinado na mesma amostra mediante utilização
de um dinamômetro. As características de cor, comprimento, largura e espessura das sementes e a
tonalidade e aderência da película prateada foram também determinadas em amostras de 90
sementes por cultivar – 30 sementes por repetição –
obtidas dos frutos coletados para avaliação. A massa de cem sementes foi também avaliada em três
repetições, sendo as amostras obtidas a partir dos frutos coletados para análise. O mesmo material foi
utilizado para dosagem do teor de cafeína em
cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE).
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.179-192, 2004
182
A.T.E. Aguiar et al
Quanto às características agronômicas das
plantas, o ciclo de maturação foi determinado a partir da contagem em dias do período compreendido
entre a antese e a maturação completa dos frutos avaliada visualmente. O ciclo até a primeira produção
após plantio foi obtido a partir do número do plantio
à primeira colheita das plantas de cada cultivar. Finalmente, a resistência ao agente da ferrugem foi
avaliada em condições de campo em período de alta
incidência do patógeno.
Para efeito de análise foram estabelecidas diferentes classes para cada uma das características
avaliadas e atribuindo-se a cada uma delas um número diferente de pontos – códigos – conforme relação
de descritores mínimos elaborada para a cultura do
cafeeiro (Brasil, 2000). A valoração dos 38 descritores
foi realizada com base em avaliações prévias de cultivares usando para cada uma das características,
cultivares-referência (Tabela 2).
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
As características qualitativas das plantas, folhas, flores, frutos e sementes de todas as cultivares
analisadas são apresentadas nas tabelas 3, 4, 5 e 6.
3.1 Plantas
Com relação às características associadas às
plantas, somente a altura das plantas, o comprimento dos internódios, o diâmetro da copa e a intensidade
de ramificação plagiotrópica foram eficientes na discriminação das cultivares. Observa-se que exceto as
cultivares do grupo Acaiá, com formato cilíndricocônico, as plantas das demais apresentam formato
cilíndrico (Tabela 3). Trata-se de uma característica
da espécie C. arabica determinada pelo crescimento
proporcional dos ramos ortotrópico – haste – e
plagiotrópicos. Cultivares de C. canephora, não avaliadas no presente estudo, são poliortotrópicos
(F AZUOLI , 1986), característica que confere formato
cônico invertido às plantas devido ao intenso crescimento vegetativo dos ponteiros e conseqüente
envergamento das hastes para o exterior.
As cultivares de C. arabica apresentam, sem
exceção, apenas uma haste de média flexibilidade e
ramificação plagiotrópica do tipo horizontal. A intensidade da ramificação plagiotrópica é considerada
alta para as cultivares Obatã IAC 1669-20, Tupi IAC
1669-33, Ouro Verde IAC H5010-5 e aquelas do grupo Catuaí Vermelho, média, para as cultivares dos
grupos Mundo Novo e Icatu, baixa para a cultivar
Bourbon Amarelo IAC J18 e as do grupo Acaiá.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.179-192, 2004
Essa característica é importante critério de
seleção no melhoramento do cafeeiro, pois se
correlaciona com o potencial produtivo (correlação
positiva) e com o porte das plantas (correlação negativa).
O crescimento dos cafeeiros é determinado, em
sua grande magnitude, por um gene denominado caturra (CARVALHO et al., 1984), sendo sua utilização um
marco importante para o melhoramento do cafeeiro no
Brasil (CARVALHO e MÔNACO, 1972), uma vez que o desenvolvimento de cultivares de porte baixo contribuiu
sobremaneira para a redução do custo de produção
das lavouras. Plantas ct ct têm maior crescimento, enquanto plantas Ct Ct ou Ct ct são menores e mais
compactas e produtivas. As características altura da
planta, diâmetro da copa e comprimento dos
internódios são diretamente relacionadas à expressão
desse gene e guardam importante correlação entre si,
como se pode notar em avaliações realizadas com as
diferentes cultivares.
As cultivares do grupo Mundo Novo (ct ct) foram classificadas como muito altas; Bourbon Amarelo
IAC J18, Icatu Precoce IAC 3282 Icatu Amarelo IAC
2944-6 e as dos grupos Icatu Vermelho, e Acaiá (ct ct)
como altas; as cultivares dos grupos Catuaí Vermelho, Catuaí Amarelo e a cultivar Ouro Verde IAC
H5010-5 (Ct Ct) como médias e, finalmente, Tupi IAC
1669-33 e Obatã IAC 1669-20 (Ct Ct), como baixas.
Classificação semelhante foi observada em relação ao
diâmetro da copa e ao comprimento dos internódios.
Apesar das cultivares do grupo Mundo Novo serem
classificadas como muito largas em relação ao diâmetro da copa, experimentos de campo evidenciam que
a saia de cafeeiros de Mundo Novo IAC 388-17 é cerca de 20% mais larga do que as demais cultivares do
mesmo grupo (CARVALHO et al., 1984).
Diferenças entre cultivares de mesmo genótipo
para o caráter, como Ouro Verde IAC H5010-5 (Ct Ct)
e Obatã IAC 1669-20 (Ct Ct) ou as cultivares do grupo Mundo Novo (ct ct) e Bourbon Amarelo IAC J18 (ct
ct), devem-se à expressão de outros genes menores relacionados também ao crescimento das plantas. É
evidente que o desenvolvimento vegetativo das plantas tem também forte componente ambiental, podendo
ser bastante influenciado por variações de temperatura, luminosidade, espaçamento de plantio, umidade,
adubação, entre outras. Assim, cultivares de porte reduzido (Ct Ct) podem, por exemplo, apresentar maior
altura em relação à cultivares de porte normal (ct ct)
quando plantadas em regiões de clima mais quente e
úmido, quando adubadas em maior proporção ou
quando cultivadas em espaçamentos adensados. Devese salientar que nenhum desses descritores foi
eficiente na discriminação entre cultivares de um mesmo grupo.
Caracterização de cultivares de Coffea arabica
183
Tabela 2. Características avaliadas, respectivas classes e códigos atribuídos segundo lista oficial de descritores
mínimos para a cultura do cafeeiro
Planta/orgão Característica
Classes (códigos atribuídos)
Planta
Formato
Cilíndrico (1); cônico (2); cilíndrico-cônico (3); cônico invertido (4)
Altura da planta
Muito baixa (1); baixa (3); média (5); alta (7); muito alta (9)
Diâmetro da copa
Muito pequeno (1); pequeno (3); médio (5); grande (7); muito grande (9)
Comprimento do internódio
Curto (3); médio (5); longo (7)
Ramificação plagiotrópica: tipo
Ereta (1); semi-ereta (2); horizontal (3); semipendente (4)
Ramificação plagiotrópica: intensidade
Baixa (3); média (5); alta (7)
Ramo ortotrópico: quantidade
Baixa (3); média (5); alta (7)
Ramo ortotrópico: flexibilidade
Baixa (3); média (5); alta (7)
Resistência a H. vastatrix
Ausente (1); presente (2)
Ciclo de maturação
Muito precoce (1); precoce (3); médio (5); tardio (7); muito tardio (9)
Folha
Flor
Fruto
Semente
a
Ciclo até 1 produção após plantio
Precoce (3); médio (5); tardio (7)
Comprimento
Curto (3); médio (5); longo (7)
Largura
Estreita (3); média (5); larga (7)
Forma
Elíptica (1); ovalada (2); lanceolada (3)
Cor da folha jovem
Verde (1); bronze (2); verde e bronze (3); púrpura (4)
Cor da folha adulta
Verde-clara (1); verde-escura (2); púrpura (3)
Ondulação das bordas
Ausente (1); presente (9)
Intensidade de ondulação
Fraca (3); média (5); forte (7)
Profundidadeda nervura 2ária
Baixa (3); média (5); alta (7)
Domácias
Ausente (1); parcialmente desenvolvida (2); bem desenvolvida (3)
Pubescência das domácias
Ausente (1); presente (9)
Inflorescências/axila
Baixa (3); média (5); alta (7)
Flores/inflorescência
Baixa (3); média (5); alta (7)
Pólen
Fértil (1); estéril (2)
Compatibilidade
Autocompatível (1); parcialmente compatível (2); auto-incompatível (3)
Tamanho
Muito pequeno (1); pequeno (3); médio (5); grande (7); muito grande (9)
Formato
Redondo (1); elíptico (2); oblongo (3)
Cor
Amarela (1); vermelho-alaranjada (2); vermelho-média (3); vermelho-escura (4)
Sépala
Ausente (1); presente (2)
Grau aderência ao ramo
Baixo (3); médio(5); alto (7)
Comprimento
Curto (3); médio (5); longo (7)
Largura
Estreita (3); média (5); larga (7)
Espessura
Fina (3); média (5); grossa (7)
Cor do endosperma
Amarela (1); verde (2)
Tonalidade da película prateada
Clara (1); escura (2)
Aderência da película prateada
Fraca (3); média (5); forte (7)
Teor de cafeína
Baixo (3); média (5); alto (7)
Massa de cem sementes
Baixa (3); média (5); alta (7)
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.179-192, 2004
184
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.179-192, 2004
Tabela 3. Variáveis qualitativas das plantas avaliadas nas diferentes linhagens de café de cultivares de C. arabica
Cultivar
Formato
Altura
Diâmetro
Comprimento
Ramificação plagiotrópica
Ramo ortotrópico
da planta
da copa
do internódio
Tipo
Intensidade
Quantidade
Flexibilidade
Cilindrocônico
Alta
Grande
Longo
Horizontal
Baixa
Baixa
Média
Acaiá IAC 474-16
Cilindrocônico
Alta
Grande
Longo
Horizontal
Baixa
Baixa
Média
Acaiá IAC 474-19
Cilindrocônico
Alta
Grande
Longo
Horizontal
Baixa
Baixa
Média
Bourbon Amarelo IAC J18
Cilíndrico
Alta
Grande
Longo
Horizontal
Baixa
Baixa
Média
Catuaí Amarelo IAC 47
Cilíndrico
Média
Médio
Médio
Horizontal
Alta
Baixa
Média
Catuaí Amarelo IAC 62
Cilíndrico
Média
Médio
Médio
Horizontal
Alta
Baixa
Média
Catuaí Amarelo IAC 74
Cilíndrico
Média
Médio
Médio
Horizontal
Alta
Baixa
Média
Catuaí Amarelo IAC 86
Cilíndrico
Média
Médio
Médio
Horizontal
Alta
Baixa
Média
Catuaí Amarelo IAC 100
Cilíndrico
Média
Médio
Médio
Horizontal
Alta
Baixa
Média
Catuaí Vermelho IAC 44
Cilíndrico
Média
Médio
Médio
Horizontal
Alta
Baixa
Média
Catuaí Vermelho IAC 46
Cilíndrico
Média
Médio
Médio
Horizontal
Alta
Baixa
Média
Catuaí Vermelho IAC 81
Cilíndrico
Média
Médio
Médio
Horizontal
Alta
Baixa
Média
Catuaí Vermelho IAC 99
Cilíndrico
Média
Médio
Médio
Horizontal
Alta
Baixa
Média
Catuaí Vermelho IAC 144
Cilíndrico
Média
Médio
Médio
Horizontal
Alta
Baixa
Média
Icatu Amarelo IAC 2944-6
Cilíndrico
Alta
Grande
Longo
Horizontal
Média
Baixa
Média
Icatu Precoce IAC 3282
Cilíndrico
Alta
Grande
Longo
Horizontal
Média
Baixa
Média
Icatu Vermelho IAC 2945
Cilíndrico
Alta
Grande
Longo
Horizontal
Média
Baixa
Média
Icatu Vermelho IAC 4040
Cilíndrico
Alta
Grande
Longo
Horizontal
Média
Baixa
Média
Icatu Vermelho IAC 4042
Cilíndrico
Alta
Grande
Longo
Horizontal
Média
Baixa
Média
Icatu Vermelho IAC 4045
Cilíndrico
Alta
Grande
Longo
Horizontal
Média
Baixa
Média
Icatu Vermelho IAC 4046
Cilíndrico
Alta
Grande
Longo
Horizontal
Média
Baixa
Média
Mundo Novo IAC 376-4
Cilíndrico
Muito alta Muito grande
Longo
Horizontal
Média
Baixa
Média
Mundo Novo IAC 379-19
Cilíndrico
Muito alta Muito grande
Longo
Horizontal
Média
Baixa
Média
Mundo Novo IAC 388-17
Cilíndrico
Muito alta Muito grande
Longo
Horizontal
Média
Baixa
Média
Mundo Novo IAC 501
Cilíndrico
Muito alta Muito grande
Longo
Horizontal
Média
Baixa
Média
Mundo Novo IAC 515
Cilíndrico
Muito alta Muito grande
Longo
Horizontal
Média
Baixa
Média
Ouro Verde IAC H5010-5
Cilíndrico
Média
Médio
Médio
Horizontal
Alta
Baixa
Média
Obatã IAC 1669-20
Cilíndrico
Baixa
Pequeno
Curto
Horizontal
Alta
Baixa
Média
Tupi IAC 1669-33
Cilíndrico
Baixa
Pequeno
Curto
Horizontal
Alta
Baixa
Média
A.T.E. Aguiar et al
Acaiá IAC 474-4
Caracterização de cultivares de Coffea arabica
185
3.2 Folhas
3.3 Flores
A descrição das cultivares com base em características das folhas jovens e adultas é apresentada
na tabela 4. Seis das dez características avaliadas foram bastante homogêneas e pouco eficientes na
diferenciação das 29 cultivares de C. arabica utilizadas no estudo. Pode-se dizer que esse conjunto de
cultivares apresenta, sem qualquer variação, folhas
adultas de coloração verde-escura, formato elíptico,
bordas onduladas, nervuras secundárias de pequena
profundidade e domácias glabras e parcialmente desenvolvidas.
As características das flores foram pouco eficientes na discriminação do germoplasma. Somente
o número de inflorescência por axila e o número de
flores por inflorescência apresentaram poucas variações (Tabela 5). Como a produção de frutos é definida
por uma equação complexa, cujas duas características têm um peso bastante importante (M ÔNACO et al.,
1965), e as cultivares são selecionadas, em princípio,
pelo nível de produtividade das plantas, a classificação alta atribuída a todas elas era bastante
previsível.
O tamanho das folhas, caracterizado pelo
comprimento e largura máxima da lâmina foliar, apresentou apenas pequena variação entre o germoplasma
avaliado. Folhas da cultivar Bourbon Amarelo IAC J18
são mais curtas e estreitas, enquanto as folhas das
cultivares Obatã IAC 1669-20 e Tupi IAC 1669-33 são
longas e largas, certamente em função do parentesco
com a espécie C. canephora.
Apenas a cultivar Bourbon Amarelo IAC J18
apresentou índice médio para essas características.
Convém salientar que se trata da mais antiga das cultivares avaliadas neste estudo, e que um ganho
significativo de produção foi acumulado no desenvolvimento das cultivares mais recentes (C ARVALHO
et al., 1964).
As cultivares Icatu Amarelo IAC 2944-6, Icatu
Precoce IAC 3282 e do grupo Icatu Vermelho, também
obtidas a partir da hibridação entre as espécies C.
arabica e C. canephora, apresentaram, assim como as
cultivares dos grupos Acaiá, Catuaí Vermelho, Catuaí
Amarelo, Mundo Novo e Ouro Verde IAC H5010-5,
folhas de tamanho médio.
A cor das folhas jovens, determinada pela expressão de um gene com dominância incompleta (KRUG
e CARVALHO, 1942), é importante descritor para as cultivares do grupo Mundo Novo. Por meio dela, foi
possível separar as cultivares Mundo Novo IAC 3764 e Mundo Novo IAC 388-17, que possuem brotos
verdes (br br), das cultivares Mundo Novo IAC 501,
Mundo Novo IAC 515 e Mundo Novo IAC 379-19,
com folhas novas de coloração bronze (Br Br).
As cultivares Icatu Amarelo IAC 2944-6, Icatu
Precoce IAC 3282 e as do grupo Icatu Vermelho não
possuem essa característica fixada e são de difícil discriminação partindo dessa característica. Da mesma
maneira, a cultivar Bourbon Amarelo IAC J18 que tem
sua origem mais provável no cruzamento natural das
cultivares Amarelo de Botucatu (Br Br) e Bourbon Vermelho (br br), também segrega para a coloração das
folhas jovens (C ARVALHO et al., 1957).
As cultivares Obatã IAC 1669-20 e Tupi IAC
1669-33 apresentam folhas com forte intensidade de
ondulação, semelhantes às de cultivares de C.
canephora (CHEVALIER , 1947); o mesmo não ocorre com
as cultivares Icatu Amarelo IAC 2944-6, Icatu Precoce IAC 3282 e aquelas do grupo Icatu Vermelho,
também obtidas a partir de cruzamentos de C. arabica
com essa espécie diplóide.
Todas as cultivares de C. arabica apresentaram
pólen fértil, sendo autocompatíveis, embora a taxa de
polinização cruzada varie ligeiramente, sobretudo nas
cultivares do grupo Icatu Vermelho, Icatu Amarelo
IAC 2944-6, Icatu Precoce IAC 3282, Tupi IAC 166933 e Obatã IAC 1669-20 que apresentam origem
interespecífica (FAZUOLI, 1991; FAZUOLI et al., 2000).
3.4 Frutos
Os dados referentes às características dos frutos encontram-se na tabela 5. Os frutos das cultivares
de C. arabica possuem formato oblongo e não apresentam sépalas desenvolvidas (sd sd), como as presentes
na variedade botânica denominada goiaba (K RUG e
C ARVALHO, 1946). Nas cultivares comerciais (Sd Sd) as
sépalas são reduzidas a dentículos bem pouco aparentes nos frutos maduros (C ARVALHO et al., 1991).
Por sua vez, a cor dos frutos no cafeeiro é determinada pela expressão de um gene recessivo de
dominância incompleta denominado xanthocarpa
(K RUG e CARVALHO, 1940). Plantas xc xc produzem frutos de exocarpo amarelo, enquanto em plantas de
constituição genética Xc Xc, o exocarpo dos frutos é
de coloração vermelha. Embora apenas duas classes
de cultivares possam ser estabelecidas a partir dessa
característica, a cor dos frutos foi considerada um importante descritor por permitir a distinção entre as
cultivares dos grupos Catuaí Vermelho e Catuaí Amarelo, assim como, dos grupos Icatu Vermelho e Icatu
Amarelo.
Os frutos das cultivares avaliadas apresentam, em geral, tamanho médio. Apenas as cultivares
do grupo Acaiá e Bourbon Amarelo IAC J18 têm, respectivamente, frutos de tamanho grande e pequeno.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.179-192, 2004
186
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.179-192, 2004
Tabela 4. Características qualitativas das folhas de diferentes cultivares de C. arabica
Ondulação
Intensidade
Profundida da
Comprimento
Largura
Forma
Jovens
Cor das folhas
Adultas
das bordas
de ondulação
nervura secundária
Acaiá IAC 474-4
Médio
Média
Elíptica
Bronze
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parcial
Ausente
Acaiá IAC 474-16
Médio
Média
Elíptica
Bronze
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Acaiá IAC 474-19
Médio
Média
Elíptica
Bronze
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Bourbon Amarelo IAC J18
Curto
Estreita
Elíptica
Verde e Bronze
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Catuaí Amarelo IAC 47
Médio
Média
Elíptica
Verde
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Catuaí Amarelo IAC 62
Médio
Média
Elíptica
Verde
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Catuaí Amarelo IAC 74
Médio
Média
Elíptica
Verde
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Catuaí Amarelo IAC 86
Médio
Média
Elíptica
Verde
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Catuaí Amarelo IAC 100
Médio
Média
Elíptica
Verde
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Catuaí Vermelho IAC 44
Médio
Média
Elíptica
Verde
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Catuaí Vermelho IAC 46
Médio
Média
Elíptica
Verde
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Catuaí Vermelho IAC 81
Médio
Média
Elíptica
Verde
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Catuaí Vermelho IAC 99
Médio
Média
Elíptica
Verde
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Catuaí Vermelho IAC 144
Médio
Média
Elíptica
Verde
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Icatu Amarelo IAC 2944-6
Médio
Média
Elíptica
Verde e Bronze
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Icatu Precoce IAC 3282
Médio
Média
Elíptica
Verde e Bronze
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Icatu Vermelho IAC 2945
Médio
Média
Elíptica
Verde e Bronze
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Icatu Vermelho IAC 4040
Médio
Média
Elíptica
Verde e Bronze
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Icatu Vermelho IAC 4042
Médio
Média
Elíptica
Verde e Bronze
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Icatu Vermelho IAC 4045
Médio
Média
Elíptica
Verde e Bronze
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Icatu Vermelho IAC 4046
Médio
Média
Elíptica
Verde e Bronze
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Mundo Novo IAC 376-4
Médio
Média
Elíptica
Verde
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Mundo Novo IAC 379-19
Médio
Média
Elíptica
Bronze
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Mundo Novo IAC 388-17
Médio
Média
Elíptica
Verde
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Mundo Novo IAC 501
Médio
Média
Elíptica
Bronze
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Mundo Novo IAC 515
Médio
Média
Elíptica
Bronze
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Ouro Verde IAC H5010-5
Médio
Média
Elíptica
Bronze
Verde-escura
Presente
Média
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Obatã IAC 1669-20
Longo
Larga
Elíptica
Verde
Verde-escura
Presente
Forte
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Tupi IAC 1669-33
Longo
Larga
Elíptica
Bronze
Verde-escura
Presente
Forte
Baixa
Parc. desenv.
Ausente
Cultivar
Domácias
Desenvolvimento Pubescência
A.T.E. Aguiar et al
Tabela 5. Características qualitativas das flores e frutos de diferentes cultivares de C. arabica
Flor
Cultivar
Inflorescências
Flores por
por axila
inflorescência
Acaiá IAC 474-4
Alta
Acaiá IAC 474-16
Alta
Acaiá IAC 474-19
Fruto
Grau de
Pólen
Compatibilidade
Tamanho
Formato
Cor
Sépala
Alta
Fértil
Autocompatível
Grande
Oblongo
Vermelho-média
Ausente
Médio
Alta
Fértil
Autocompatível
Grande
Oblongo
Vermelho-média
Ausente
Médio
aderência ao ramo
Alta
Fértil
Autocompatível
Grande
Oblongo
Vermelho-média
Ausente
Médio
Média
Fértil
Autocompatível
Pequeno
Oblongo
Amarela
Ausente
Médio
Catuaí Amarelo IAC 47
Alta
Alta
Fértil
Autocompatível
Médio
Oblongo
Amarela
Ausente
Médio
Catuaí Amarelo IAC 62
Alta
Alta
Fértil
Autocompatível
Médio
Oblongo
Amarela
Ausente
Médio
Catuaí Amarelo IAC 74
Alta
Alta
Fértil
Autocompatível
Médio
Oblongo
Amarela
Ausente
Médio
Catuaí Amarelo IAC 86
Alta
Alta
Fértil
Autocompatível
Médio
Oblongo
Amarela
Ausente
Médio
Catuaí Amarelo IAC 100
Alta
Alta
Fértil
Autocompatível
Médio
Oblongo
Amarela
Ausente
Médio
Catuaí Vermelho IAC 44
Alta
Alta
Fértil
Autocompatível
Médio
Oblongo
Vermelho-média
Ausente
Médio
Catuaí Vermelho IAC 46
Alta
Alta
Fértil
Autocompatível
Médio
Oblongo
Vermelho-média
Ausente
Médio
Catuaí Vermelho IAC 81
Alta
Alta
Fértil
Autocompatível
Médio
Oblongo
Vermelho-média
Ausente
Médio
Catuaí Vermelho IAC 99
Alta
Alta
Fértil
Autocompatível
Médio
Oblongo
Vermelho-média
Ausente
Médio
Catuaí Vermelho IAC 144
Alta
Alta
Fértil
Autocompatível
Médio
Oblongo
Vermelho-média
Ausente
Médio
Icatu Amarelo IAC 2944-6
Alta
Alta
Fértil
Autocompatível
Médio
Oblongo
Amarela
Ausente
Alto
Icatu Precoce IAC 3282
Alta
Alta
Fértil
Autocompatível
Médio
Oblongo
Amarela
Ausente
Alto
Alta
Alta
Fértil
Autocompatível
Médio
Oblongo
Vermelho-média
Ausente
Alto
Alta
Alta
Fértil
Autocompatível
Médio
Oblongo
Vermelho-média
Ausente
Alto
Icatu Vermelho IAC 4042
Alta
Alta
Fértil
Autocompatível
Médio
Oblongo
Vermelho-média
Ausente
Alto
Icatu Vermelho IAC 4045
Alta
Alta
Fértil
Autocompatível
Médio
Oblongo
Vermelho-média
Ausente
Alto
Icatu Vermelho IAC 4046
Alta
Alta
Fértil
Autocompatível
Médio
Oblongo
Vermelho-média
Ausente
Alto
Mundo Novo IAC 376-4
Alta
Alta
Fértil
Autocompatível
Médio
Oblongo
Vermelho-média
Ausente
Alto
Mundo Novo IAC 379-19
Alta
Alta
Fértil
Autocompatível
Médio
Oblongo
Vermelho-média
Ausente
Médio
Mundo Novo IAC 388-17
Alta
Alta
Fértil
Autocompatível
Médio
Oblongo
Vermelho-média
Ausente
Médio
Mundo Novo IAC 501
Alta
Alta
Fértil
Autocompatível
Médio
Oblongo
Vermelho-média
Ausente
Médio
Mundo Novo IAC 515
Alta
Alta
Fértil
Autocompatível
Médio
Oblongo
Vermelho-média
Ausente
Médio
Ouro Verde IAC H5010-5
Alta
Alta
Fértil
Autocompatível
Médio
Oblongo
Vermelho-média
Ausente
Médio
Obatã IAC 1669-20
Alta
Alta
Fértil
Autocompatível
Médio
Oblongo
Vermelho-média
Ausente
Alto
Tupi IAC 1669-33
Alta
Alta
Fértil
Autocompatível
Médio
Oblongo
Vermelho-média
Ausente
Alto
187
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.179-192, 2004
Icatu Vermelho IAC 2945
Icatu Vermelho IAC 4040
Caracterização de cultivares de Coffea arabica
Alta
Média
Bourbon Amarelo IAC J18
188
A.T.E. Aguiar et al
A aderência dos frutos aos ramos tem fundamental importância para a colheita dos frutos,
principalmente para a colheita mecânica. Essa característica separa as cultivares em apenas dois grupos:
alta, para as cultivares de origem interespecífica como
Obatã IAC 1669-20, Tupi IAC 1669-33, Icatu Amarelo
IAC 2944-6, Icatu Precoce IAC 3282 e as do grupo Icatu
Vermelho, e média para as demais. Naquelas cultivares, a queda de frutos maduros ou secos é bastante
reduzida. Se essa característica pode resultar em menor rendimento da mão-de-obra na colheita (F AZUOL i
et al., 2001), frutos que permanecem por mais tempo
na planta têm maior potencial para a produção de cafés de qualidade.
3.5 Sementes
O tamanho das sementes tem também importante componente ambiental, e pode variar em função
do local de cultivo, das condições de manejo e climáticas presentes durante o ciclo produtivo anual (Tabela
6). No entanto, em condições uniformes, as cultivares do grupo Acaiá apresentam sementes maiores e a
cultivar Bourbon Amarelo IAC J18 possui sementes
menores que as demais cultivares avaliadas, tanto em
relação ao comprimento quanto à largura. Todas as
cultivares apresentaram sementes de espessura média, endosperma de coloração verde, película prateada
clara e ligeiramente aderida ao endosperma e médio
teor de cafeína. Quantitativamente, esse teor varia em
torno de 1,0% na espécie C. arabica (A SHIRHARA e
CROZIER, 2001).
de maturação do que a cultivar Icatu Amarelo IAC
2944-6. Situação bastante parecida é observada em
relação às cultivares Tupi IAC 1669-33 e Obatã IAC
1669-20: ambas têm porte baixo, são resistentes ao
agente da ferrugem e produzem frutos com exocarpo
vermelho. Todavia, a cultivar Tupi IAC 1669-33 é mais
precoce do que a Obatã IAC 1669-20.
Convém ressaltar que a cor das folhas jovens
cumpre a mesma função do ciclo de maturação para
distinguir as duas cultivares, com a vantagem de permitir a identificação ainda na fase de muda em
viveiro.
Com relação ao período até a primeira produção após o plantio, ou precocidade produtiva (Tabela
6), as cultivares dos grupos Acaiá e Mundo Novo foram classificadas como tardias; Bourbon Amarelo IAC
J18, média e as demais, precoces. Sua utilização, entretanto, é pouco útil para identificar as cultivares
de cada um dos grupos.
Este estudo foi desenvolvido visando à identificação dos descritores mínimos eficientes na
caracterização de cultivares de cafeeiros.
A opção pela utilização de cultivares
selecionadas pelo IAC deve-se, sobretudo à
certificação de origem genética do material avaliado
e também à sua representatividade no cenário agrícola nacional, uma vez que cerca de 90% do parque
cafeeiro de C. arabica é composto por cultivares
selecionadas pelo Instituto Agronômico (IAC), de Campinas.
3.6 Características agronômicas
Embora parte importante das 38 características qualitativas utilizadas nesse estudo tenha
revelado certa eficácia na diferenciação de cultivares
de C. arabica, seis delas – altura das plantas, resistência a H. vastatrix, cor dos frutos, ciclo de maturação
dos frutos, cor das folhas jovens e diâmetro da copa
– foram selecionadas para a rápida discriminação dos
diferentes grupos de cultivares e em alguns casos, na
distinção entre cultivares de um mesmo grupo (Tabela 7). À exceção do ciclo de maturação e diâmetro da
copa a expressão das demais características sofre pouco influência ambiental e parte delas pode ser avaliada
ainda na fase de mudas em viveiro.
A duração do ciclo de maturação (Tabela 6) período compreendido entre a antese e a maturação
completa dos frutos - contribui eficazmente para a distinção de algumas cultivares, como Icatu Amarelo IAC
2944-6 e Icatu Precoce IAC 3282 ou Obatã IAC 166920 e Tupi IAC 1669-33. No primeiro caso, ambas têm
porte alto, são resistentes a H. vastatrix e produzem
frutos de coloração amarela e segregam para a cor das
folhas jovens. No entanto, a cultivar Icatu Precoce IAC
3282 tem, como o próprio nome indica, ciclo mais curto
Em síntese, os descritores avaliados podem ser
considerados eficientes na identificação de grupos
distintos de cultivares, mas pouco úteis na discriminação entre cultivares de um mesmo grupo, como
Catuaí Vermelho, Catuaí Amarelo e Icatu Vermelho.
Quanto às cultivares do grupo Mundo Novo, o
descritor cor das folhas novas, pode separá-las em dois
grupos: Mundo Novo IAC 376 e Mundo Novo IAC
388-17 – brotos verdes – e as demais cultivares – brotos bronzes.
A densidade dos grãos é uma característica de
grande importância para as cultivares comerciais de
café, uma vez que apresenta relação inversa com o
número de sementes por unidade de massa, guardando estreita correlação com o tamanho – comprimento,
largura e espessura – das sementes. Observa-se, no
entanto, que a massa de cem sementes é bastante uniforme entre as cultivares avaliadas, sendo considerada
alta apenas para as cultivares do grupo Acaiá e média para as demais (Tabela 6).
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.179-192, 2004
Tabela 6. Características qualitativas das sementes e características agronômicas de diferentes cultivares de C. arabica
Cultivar
Comprimento Largura Espessura
Cor
Tonalidade
Aderência
Teor
Massa
Ciclo
Ciclo
do
da película
da película
de
de cem
de
até 1. a
endosperma
prateada
prateada
cafeíena
sementes
maturação produção
Resistência
à
H. vastatrix
Longo
Estreita
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Alta
Precoce
Tardio
Ausente
Acaiá IAC 474-16
Longo
Estreita
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Alta
Precoce
Tardio
Ausente
Acaiá IAC 474-19
Longo
Estreita
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Alta
Precoce
Tardio
Ausente
Bourbon Amarelo IAC J18
Curto
Larga
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Precoce
Médio
Ausente
Catuaí Amarelo IAC 47
Curto
Larga
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Tardio
Precoce
Ausente
Catuaí Amarelo IAC 62
Curto
Larga
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Tardio
Precoce
Ausente
Catuaí Amarelo IAC 74
Curto
Larga
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Tardio
Precoce
Ausente
Catuaí Amarelo IAC 86
Curto
Larga
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Tardio
Precoce
Ausente
Catuaí Amarelo IAC 100
Curto
Larga
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Tardio
Precoce
Ausente
Catuaí VermelhoIAC 44
Curto
Larga
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Tardio
Precoce
Ausente
Catuaí Vermelho IAC 46
Curto
Larga
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Tardio
Precoce
Ausente
Catuaí Vermelho IAC 81
Curto
Larga
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Tardio
Precoce
Ausente
Catuaí Vermelho IAC 99
Curto
Larga
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Tardio
Precoce
Ausente
Catuaí Vermelho IAC 144
Curto
Larga
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Tardio
Precoce
Ausente
Icatu Amarelo IAC 2944-6
Curto
Larga
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Tardio
Precoce
Presente
Icatu Precoce IAC 3282
Curto
Larga
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Precoce
Precoce
Presente
Icatu Vermelho IAC 2945
Curto
Larga
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Tardio
Precoce
Presente
Icatu Vermelho IAC 4040
Curto
Larga
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Tardio
Precoce
Presente
Icatu Vermelho IAC 4042
Curto
Larga
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Tardio
Precoce
Presente
Icatu Vermelho IAC 4045
Curto
Larga
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Tardio
Precoce
Presente
Curto
Larga
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Tardio
Precoce
Presente
Médio
Média
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Médio
Tardio
Ausente
Mundo Novo IAC 379-19
Médio
Média
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Médio
Tardio
Ausente
Mundo Novo IAC 388-17
Médio
Média
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Médio
Tardio
Ausente
Mundo Novo IAC 501
Médio
Média
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Médio
Tardio
Ausente
Mundo Novo IAC 515
Médio
Média
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Médio
Tardio
Ausente
Ouro Verde IAC H5010-5
Curto
Larga
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Tardio
Precoce
Ausente
Obatã IAC 1669-20
Curto
Larga
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Tardio
Precoce
Presente
Tupi IAC 1669-33
Curto
Larga
Média
Verde
Clara
Fraca
Médio
Média
Precoce
Precoce
Presente
189
Icatu Vermelho IAC 4046
Mundo Novo IAC 376-4
Caracterização de cultivares de Coffea arabica
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.179-192, 2004
Acaiá IAC 474-4
Altura das plantas
Resistência a
Hemileia vastatrix
Cor dos frutos
Ciclo de maturação
Precoce
Resistente
Vermelha
(Xc Xc)
Tardio
Tardio
Baixa ou Média
(Ct Ct)
Vermelha
Cor das folhas jovens
Bronze
(Br Br)
Verde
(br br)
Bronze
(Br Br)
(Xc Xc)
Tardio
Suscetível
(xc xc)
Vermelha
(Xc Xc)
Resistente
Tardio
Tardio
Precoce
Amarela
(xc xc)
Tardio
Alta ou Muita Alta
(ct ct)
Precoce
Vermelha
(Xc Xc)
(br br)
Verde
(br br)
Verde e Bronze
(br br) e (Br Br)
Verde e Bronze
(br br) e (Br Br)
Verde e Bronze
(br br) e (Br Br)
Bronze
(Br Br)
Verde
(br br)
Suscetível
Grupo de cultivares
Tupi IAC 1669-33
Tupi
Obatã IAC 1669-20
Obatã
Ouro Verde IAC H5010-5
Ouro Verde
Catuaí Vermelho IAC 44, Catuaí Vermelho IAC 46,
Catuaí Vermelho IAC 81, Catuaí Vermelho IAC 99
Catuaí Vermelho
e Catuaí Vermelho IAC 144
Catuaí Amarelo IAC 47, Catuaí Amarelo IAC 62,
Catuaí Amarelo IAC 74, Catuaí Amarelo IAC 86
Catuaí Amarelo
e Catuaí Amarelo IAC 100
Icatu Vermelho IAC 2945, Icatu Vermelho IAC 4040,
Icatu Vermelho IAC 4042, Icatu VermelhoIAC 4045
Icatu Vermelho
e Icatu Vermelho
IAC 4046 Icatu Precoce IAC 3282
Icatu Precoce
Icatu Amarelo IAC 2944-6
Icatu Amarelo
Acaiá IAC 474-4, Acaiá IAC 474-16 e Acaiá IAC 474-19
Acaiá
Mundo Novo IAC 376-4 e Mundo Novo IAC 388-17
Mundo Novo
Tardio
Amarela
(xc xc)
Precoce
Bronze
Mundo Novo IAC 379-19, Mundo Novo IAC 501
(Br Br)
e Mundo Novo IAC 515
Verde
(br br)
Bourbon Amarelo IAC J18
Mundo Novo
Bourbon Amarelo
A.T.E. Aguiar et al
Amarela
Verde
Cultivares
190
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.179-192, 2004
Tabela 7. Relação das características qualitativas mais eficientes para a identificação de cultivares de C. arabica em testes de distinguibilidade
Caracterização de cultivares de Coffea arabica
Embora o diâmetro da copa tenha sido considerado como “muito grande” para todas as cultivares
do grupo Mundo Novo, a cultivar Mundo Novo IAC
388-17 tem diâmetro da copa 20% maior que Mundo
Novo IAC 376-4 e as demais cultivares do grupo.
Assim, propõe-se uma nova classe – extremamente grande – para essa característica na relação dos
descritores oficiais para a proteção de cultivares de
café, utilizando-se a cultivar Mundo Novo IAC 38817-8 como referência. Se o diâmetro da copa pode
separar as cultivares Mundo Novo IAC 376 e Mundo
Novo IAC 388-17, as cultivares Mundo Novo IAC 37919, Mundo Novo IAC 501 e Mundo Novo IAC 515
continuam agrupadas e de difícil identificação a partir
dos descritores utilizados no estudo.
A utilização de marcadores moleculares ou de
descritores bioquímicos poderá auxiliar sobremaneira na identificação de diferenças entre cultivares
semelhantes de um mesmo grupo ou entre as já
registradas e as novas a serem protegidas.
Diversas pesquisas já vêm sendo desenvolvidas nessa direção e certamente poderão enriquecer
qualitativamente a atual lista de descritores mínimos
para a proteção de cultivares de cafeeiros.
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Bragantia
Print ISSN 0006-8705
Bragantia vol.63 no.2 Campinas 2004
ÁREAS BÁSICAS
Temperatura, nitrato de potássio e fotoperíodo na
germinação de sementes de Hypericum perforatum
L. e H. Brasiliense Choisy(1)
Light, temperature and potassium nitrate in the germination of
Hypericum. perforatum L. and H. Brasiliense Choisy seeds
Maria Luisa Bertelle FaronI; Maria Beatriz PerecinI; Antonio Augusto do
LagoII; Odair Alves BoviI; Nilson Borlina MaiaI
ICentro
de Análise e Pesquisa Tecnológica do Agronegócio de Horticultura, do Instituto
Agronômico (IAC), Caixa Postal 28, 13001-970 Campinas (SP). E-mail:
[email protected]; [email protected]; [email protected]
IILaboratório de Sementes, Centro Experimental Central, IAC. E-mail:
[email protected]
RESUMO
Hypericum perforatum L. e H. brasiliense Choisy, da família Clusiaceae, são espécies
de plantas de considerável valor medicinal. A primeira é comercialmente cultivada na
Europa e largamente utilizada como fitoterápico para tratamento da depressão. A
segunda é nativa do Brasil e, recentemente, vem sendo objeto de muitos estudos por
possuir o mesmo potencial farmacológico. Neste trabalho, as sementes de ambas as
espécies foram investigadas com relação à massa de mil sementes e a diversas
condições de germinação, combinando-se quatro temperaturas, ou seja, 20, 25, 30 e
20-30 ºC, em presença ou ausência de luz e com ou sem umedecimento do substrato
de germinação com solução aquosa de nitrato de potássio a 0,2%. O diminuto
tamanho das sementes ficou bem revelado pelos valores da massa de mil sementes
que foram de 0,13 g (7.692 sementes por grama) e 0,02 g (50.000 sementes por
grama) para H. perforatum e H. brasiliense respectivamente. As temperaturas mais
benéficas à germinação foram as alternadas de 20-30 ºC, para as duas espécies, ou as
constantes de 20 ºC, para H. perforatum e de 30 ºC, para H. brasiliense. A luz foi
necessária para a germinação das sementes das duas espécies, porém seu efeito foi
mais pronunciado em H. brasiliense. Em H. perforatum o efeito da luz foi mais evidente
a 20-30 ºC enquanto em H. brasiliense esse efeito acentuou-se em todas as
temperaturas estudadas. A aplicação de nitrato de potássio a 0,2% foi eficaz para as
sementes de H. brasiliense porém não afetou as de H. perforatum.
Palavras-chave: Hypericum perforatum, Hypericum brasiliense, plantas medicinais,
sementes, massa de sementes, porcentagem de germinação.
ABSTRACT
Hypericum perforatum L. and H. brasiliense Choisy, both belonging to the Clusiaceae
family, are plant species of remarkable medicinal value. The former is commercially
grown in Europe, and widely used as a phytotherapic for depression treatment while
the latter, native to Brazil, has been recently studied as to its similar pharmacological
potential. In this research work, seeds of both species were investigated as to the trait
1.000 seeds weight and the effects of several germination conditions (four temperature
regimes: 20, 25, 30 and 20-30 ºC), presence or absence of light; presence or absence
of 0.2% potassium nitrate in the seed germination medium. The results for 1.000
seeds weight were 0.13 g (7,692 seeds/g) and 0.02 g (50,000 seeds /g) for H.
perforatum and H. brasiliense, respectively. The highest seed germination rate
increases were observed with the following temperature regimes: 20 ºC or 20-30 ºC
(H. perforatum) and 30 ºC (H. brasiliense). White light was required for seed
germination in both species; moreover, light effect was more pronounced in H.
brasiliense. In H. perforatum the light effect was strongly marked only at 20-30 ºC
while in H. brasiliense it was present in all studied temperature regimes. Germination
substrate moistening with potassium nitrate was effective for H. brasiliense but did not
affect H. perforatum seed germination.
Key words: Hypericum perforatum, Hypericum brasiliense, medicinal plants, seeds,
seed dry mass, germination percentage.
1. INTRODUÇÃO
O gênero Hypericum, da família Clusiaceae, é composto por 350 espécies e diversas
são consideradas medicinais. Dentre elas, a mais conhecida pelas suas reconhecidas
propriedades fitoterápicas é a H. perforatum L., nativa da Europa, Ásia e norte da
África (CAMPBELL, 1985), conhecida pelos nomes comuns de "St. John's wort", erva-desão-joão, hipérico e outros (LORENZI e MATTOS, 2002). Pesquisas têm indicado seu
valor como medicamento para a depressão, especialmente na Alemanha onde, em
1997, os preparados à base de H. perforatum perfaziam 25% de todas as prescrições
de antidepressivos (SCHENKEL et al., 2000). Essa espécie é largamente cultivada na
Europa, preferindo áreas abertas e ensolaradas, atingindo porte de 0,80 m, com flores
amarelo-claras e produzindo uma quantidade satisfatória de sementes; no Brasil, as
tentativas de adaptação não foram bem sucedidas, pois não atinge porte adequado,
não floresce e, portanto, não produz sementes.
A espécie brasileira H. brasiliense Choisy vem sendo estudada farmacologicamente,
mostrando propriedades fitoterápicas semelhantes, inclusive com relação ao mesmo
efeito antidepressivo relatado em H. perforatum, mantendo várias outras semelhanças
morfológicas e químicas com sua congênere européia (ROCHA et al., 1994, 1995,
1996; MARQUES, 1999; ABREU, 2002). Planta de porte herbáceo a subarbustivo, com
distribuição geográfica nos domínios da Mata Atlântica dos Estados do Sul e Sudeste do
Brasil. porém ainda não é cultivada (CARDOSO e OLIVEIRA, 1996). Ocorre, de
preferência em áreas úmidas, terrenos perturbados e beiras de estradas, geralmente
em populações pequenas(2).
Devido à crescente importância farmacológica e ao potencial interesse comercial, H.
brasiliense vem sendo estudada também com relação à sua multiplicação in vitro
(CARDOSO e OLIVEIRA, 1996), aspectos anatômicos (FERREIRA, 2001), teor de óleos
essenciais, comportamento em condições de estresses e estimativas preliminares de
sua variabilidade isoenzimática (ABREU, 2002). Não há, porém, relatos na literatura
sobre as exigências de germinação dessa espécie e, portanto, não existem
recomendações sobre as condições para o teste de germinação nas Regras para
Análise de Sementes – RAS (BRASIL, 1992). Além disso, até mesmo com relação a H.
perforatum, muito mais estudada além de comercializada internacionalmente, as
recomendações das RAS, para a realização desse teste, deixam a desejar. Não há
informações especiais sobre promover a germinação, em caso de dormência, como por
exemplo, regime de luz ou aplicação de solução aquosa de nitrato de potássio a 0,2%
no substrato de germinação. Nas normas para a execução do teste de germinação de
H. perforatum são recomendadas a temperatura constante de 20 ºC ou as alternadas
de 20-30 ºC (BRASIL, 1992).
Regimes de temperatura, de luz e tratamentos químicos, entre os quais a aplicação de
nitrato de potássio, são fatores que afetam a germinação de sementes (POPINIGIS,
1985; CARVALHO e NAKAGAWA, 1988); além disso, podem revelar diversos
mecanismos de dormência, exigindo técnicas específicas para sua superação (KHAN,
1977).
Esses fatores encontram-se, de certa forma, relacionados com o crescimento inicial,
fase vegetativa e ciclo ótimo da planta (POPINIGIS, 1985), além do que são também
importantes para a avaliar a qualidade de uma amostra ou lote de sementes, tanto
para objetivos de comercialização, semeadura e estabelecimento da cultura como de
conservação de germoplasma.
As sementes de numerosas espécies de plantas cultivadas ou silvestres apresentam
resposta positiva a temperaturas alternadas (ROBERTS, 1972; POPINIGIS, 1985;
CAMPBELL, 1985; BRASIL, 1992; SANTOS et al., 1999), muito provavelmente porque
simulam as condições naturais, com temperaturas noturnas mais baixas e diurnas mais
altas.
CAMPBELL (1985), investigando diversos fatores que afetam a germinação de H.
perforatum na Austrália, verificou que as sementes recém-colhidas foram beneficiadas
pela presença de luz, com acréscimo na germinação de 44% para 70%. No entanto,
sementes com nove anos de idade, com bom potencial germinativo, não apresentaram
resposta significativa à luz, o que, segundo o autor, está relacionado à perda de
dormência.
O efeito positivo da adição de solução aquosa de nitrato de potássio ao substrato de
germinação de sementes é freqüentemente relatado na literatura. Já em 1956, Toole
et al. salientaram que nitratos são um dos principais agentes de superação de
dormência em numerosas espécies. Mais recentemente, GUPTA (2002), estudando
diversas espécies de Ocimum, conseguiu a superação da dormência das sementes pela
utilização de soluções de nitrato de potássio. Na espécie Plantago major, SARUHAN et
al. (2002) aumentaram a germinação ao embeber as sementes em solução de nitrato
de potássio a 1 mM ou 10 mM. ROBERTS (1972) afirmou que o efeito isolado do íon
nitrato pode ser pouco significativo; no entanto, em interação com luz e, mais ainda,
com temperaturas alternadas, o efeito estimulador aumenta fortemente, chegando a
mencionar casos em que o nitrato pode até substituir a necessidade de luz.
Observações preliminares sobre condições de germinação mostraram, para as duas
espécies, que o uso de substrato tipo SP (papel de filtro ao fundo de caixas plásticas
transparentes), e da câmara de germinação tipo BOD foram adequados; ademais,
dado o tamanho diminuto das sementes e plântulas, as observações e contagens
precisaram ser feitas com auxílio de lupa, com aumentos de três a 12 vezes. A
germinação foi epígea e a emissão de radícula ocorreu nos primeiros cinco dias,
havendo indicativo de efeitos isolados ou combinados de temperatura e luz na
germinação de ambas as espécies (dados não publicados).
Dada à importância cada vez mais atual de estudos sobre a qualidade fisiológica e
física das sementes de espécies medicinais ainda não domesticadas, a completa
ausência de informações sobre os requisitos de germinação para H. brasiliense e
também por não haver informações mais completas para H. perforatum, o presente
trabalho investigou os efeitos de fatores como temperatura, luz e tratamento químico
(KNO3) na germinação dessas sementes. Além disso, determinou-se a massa de mil
sementes e, por cálculo, o número de sementes por grama, importante dado para
indicar o tamanho de lotes, a amostragem, análise da pureza física e estimativa da
densidade de semeadura, inclusive para H. perforatum, para a qual as RAS (BRASIL,
1992) são omissas.
2. MATERIAL E MÉTODOS
As sementes de H. brasiliense Choisy foram coletadas em Delfim Moreira (MG), em
fevereiro de 2001, provenientes de uma população de plantas que cresciam
espontaneamente, em solo encharcado, ao redor de um lago natural. As de H.
perforatum L. foram adquiridas no mercado em 2002, procedentes da Holanda, cujo
rótulo indicava 80% de germinação e 99% de pureza, não necessitando, portanto, de
posterior manipulação para aprimorar a pureza.
O material proveniente da coleta de H. brasiliense continha grande quantidade de
impurezas (partes de flores, restos de frutos, sementes mal formadas e sementes
chochas) as quais foram eliminadas com auxílio de peneiras metálicas de perfurações
circulares e de fluxo de ar, em ventilador vertical de laboratório, seguido de separação
manual para retirar as impurezas remanescentes.
As sementes foram mantidas dentro de embalagem de papel, em ambiente de
laboratório durante a execução das avaliações.
Determinou-se o teor de água pelo método da estufa a 105 ºC por 24 horas, utilizandose duas subamostras de 0,5 g de sementes cada uma e os resultados foram expressos
com base na massa úmida (BRASIL, 1992).
As indicações da massa de mil sementes seguiram as recomendações da RAS (BRASIL,
1992), com a diferença de que foram realizadas com oito subamostras de mil
sementes cada uma, ao invés de oito de cem, devido à diminuta massa de cem
sementes dessas duas espécies.
As avaliações de germinação foram realizadas com quatro repetições de 50 sementes
cada uma, distribuídas sobre substrato especial de germinação do tipo mata-borrão,
colocado dentro de caixas plásticas transparentes, umedecido com um volume de água
(9,5 mL) igual a 2,5 vezes a sua massa e mantido em germinador tipo BOD; as
avaliações e contagens das sementes com protrusão de radícula foram feitas aos 7, 10,
14, 17 e 21 dias após a semeadura.
As temperaturas estudadas foram as constantes de 20 ºC, 25 ºC e 30 ºC e as
alternadas de 20-30 ºC (20 ºC por 16 horas e 30 ºC por oito horas). No caso da
aplicação de luz, foi feita por 16 horas em todas as temperaturas e no período da
temperatura alternada de 30 ºC. No caso da germinação em ausência de luz (no
escuro) as caixas transparentes respectivas foram envoltas em filme plástico preto de
0,15 mm de espessura, para vedar totalmente a passagem da luz.
Nos tratamentos que envolveram ausência de luz, as avaliações e contagens foram
feitas em câmara escura, sob luz verde, nos períodos acima mencionados. No estudo
do efeito de nitrato de potássio, ao invés de água, o substrato foi umedecido com
solução aquosa de KNO3 a 0,2%, nas mesmas proporções mencionadas.
O delineamento foi o inteiramente casualizado, em esquema fatorial 4 x 2 x 2, ou seja,
quatro temperaturas, dois regimes de luz (presença ou ausência) e duas formas de
aplicação de KNO3 (presença ou ausência), com quatro repetições para cada espécie.
Na análise estatística, as porcentagens de germinação foram transformadas em arcsen
, porém, nas tabelas e figuras, estão apresentados os dados originais. A
comparação de médias foi feita pelo teste de Tukey a 5%.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
O diminuto tamanho dessas sementes foi revelado pelas determinações da massa de
mil sementes, de 0,13 g (7.692 sementes por grama) e 0,02 g (50.000 sementes por
grama), na umidade de 5,8% e de 6,8%, respectivamente, para H. perforatum e H.
brasiliense. Esses resultados colocam as sementes dessas duas espécies no grupo das
mais leves que constam nas RAS (BRASIL, 1992); nenhuma delas é tão ou mais leve
que as de H. brasiliense.
Os resultados das indicações de germinação, correspondentes aos efeitos significativos
dos fatores isolados ou em combinação, estão expostos na tabela 1 e nas figuras 1 e 2.
Houve variação na resposta das duas espécies com relação à temperatura. Em H.
perforatum, as porcentagens de germinação foram significativamente maiores nas
temperaturas mais baixas e nas alternadas de 20-30 ºC, em que a temperatura mais
baixa (20ºC) foi aplicada por 16 horas a cada 24 horas (Tabela 1). Por outro lado, a
temperatura de 20 ºC não foi favorável à germinação de H. brasiliense, sendo apenas
de 13,0%; a temperaturas mais altas, porém, houve tendência de aumento gradativo
da germinação; o maior valor absoluto foi obtido a 20-30 ºC que, no entanto, não
diferiu estatisticamente de 30 ºC.
Esses resultados contrastantes dos efeitos da temperatura nas duas espécies são
muito interessantes quando considerados do ponto de vista ecológico e evolutivo. H.
perforatum é espécie originária de regiões temperadas e, provavelmente, mantém
características evolutivas adaptadas àquelas regiões, sendo a temperatura menor mais
eficiente para promover a germinação de suas sementes. Uma espécie originária de
regiões subtropicais, como a H. brasiliense, ainda que do mesmo gênero, deve
responder melhor a temperaturas altas do que uma de clima temperado, hipótese que
encontra evidências nos resultados deste trabalho. Vale lembrar que as Regras para
Análise de Sementes – RAS (BRASIL, 1992), que mencionam apenas H. perforatum,
recomendam, para o teste oficial de germinação dessa espécie, as temperaturas de 2030 ºC e 20 ºC, sendo as que produziram os melhores resultados, no presente trabalho,
para essa espécie.
Dos fatores testados, a presença de luz foi o mais importante a influenciar a
germinação das duas espécies. Os tratamentos que simularam fotoperíodo de oito
horas de luz e 16 horas no escuro melhoraram significativamente a média de
germinação do H. perforatum de 20,1 para 30,6%, mas foi na espécie H. brasiliense
que a presença de luz mostrou efeito ainda mais substancial, provocando aumento, na
média de germinação, de quase cinco vezes, passando de apenas 7,2% para 34,1%
(Tabela 1). Os resultados de promoção da germinação de H. perforatum por meio de
luz confirmam aqueles obtidos por CAMPBELL (1985).
POPINIGIS (1985) afirmou que as sementes da maioria das plantas cultivadas
germinam igualmente no escuro ou em presença de luz; porém, quando há exigência
de luz para a germinação, o que ocorre para numerosas espécies (BRASIL, 1992), esse
comportamento está relacionado a um tipo de dormência.
Algumas espécies, mesmo depois de domesticadas, mantém o requerimento de luz
para germinar, como por exemplo Chamomila recutita e Stevia rebaudiana, da família
das Asteráceas, cujas sementes tão diminutas são incapazes de romper camadas de
solo e atingir a superfície com a pequena quantidade de material de reserva que
possuem. Dessa forma, essas espécies têm que obrigatoriamente germinar sobre o
solo onde se estabelecerão e é razoável a hipótese de ser o estímulo luminoso que
sinaliza essa situação. É possível que H. brasiliense, uma espécie não domesticada e
que também possui sementes extremamente diminutas, apresente o mesmo
mecanismo de dormência. A esse respeito, é prescrição generalizada das RAS (BRASIL,
1992) a utilização de luz para realizar os testes de germinação em numerosas
gramíneas forrageiras, hortaliças, ornamentais e medicinais, cujas sementes são
comumente pequenas.
O umedecimento do substrato de germinação com solução aquosa de KNO3 a 0,2%
aumentou a germinação de H. brasiliense, mas não produziu efeito significativo em H.
perforatum (Tabela 1). A maioria das centenas de espécies de valor econômico
contidas nas RAS (BRASIL, 1992), sobretudo as das grandes culturas, não reagem ao
nitrato de potássio; no entanto, a aplicação desse estimulante é freqüentemente
recomendada para testes de germinação de sementes de gramíneas forrageiras,
hortaliças e ornamentais, mostrando que o efeito de KNO3 realmente difere
significamente entre espécies. BITHELL et al. (2002), estudando superação da
dormência em sementes de Solanum nigrum e S. physalifolium, conseguiram alguma
germinação apenas na segunda espécie, quando umedeceram o substrato com solução
de nitrato de potássio a 0,2%.
No Brasil, LAGO (1974) verificou efeitos substanciais da aplicação de nitrato de
potássio na germinação de sementes da gramínea forrageira Brachiaria brizantha
Stapf. Esse tratamento pode também ser benéfico para sementes de espécies
silvestres. HUXLEY e TURK (1966), estudando diversas espécies de plantas daninhas
africanas, observaram que, mesmo em presença de luz, a adição de 0,2% de KNO3 ao
substrato promoveu aumento na germinação em duas das espécies estudadas, ou
seja, Tagetes minuta e Euphorbia hirta. Da mesma forma que ocorre com o
requerimento de luz, é provável que o efeito do KNO3 varie não somente com a
espécie, mas também com a idade cronológica da semente, conforme observado por
CAMPBELL (1985) em H. perforatum.
Estudando as interações dos efeitos de temperatura e luz (Figuras 1 e 2) constatou-se
que, em H. perforatum, não houve efeito de luz na temperatura mais baixa de 20 ºC;
esse efeito foi pouco pronunciado a 25 e 30 ºC e bem marcante à temperatura
alternada de 20-30 ºC. Por outro lado, em H. brasiliense, a luz foi altamente benéfica
em todas as temperaturas estudadas; na temperatura pouco favorável de 20 ºC, a
germinação em ausência de luz foi praticamente nula, só ocorrendo em valores
significativos quando a luz foi aplicada.
4. CONCLUSÕES
1. As espécies H. perforatum e H. brasiliense possuem sementes de tamanho muito
reduzido, com massa de mil sementes de 0,13 e 0,02 g respectivamente; H.
brasiliense, cujas sementes são mais diminutas do que a menor semente encontrada
nas RAS, é provavelmente a espécie mais leve já descrita no Brasil.
2. A presença de luz, disponível às sementes em fotoperíodos de 16 horas, foi
necessária para a germinação de ambas as espécies; seu efeito foi mais pronunciado
em H. brasiliense, espécie com menor grau de domesticação que H. perforatum.
3. As temperaturas que mais beneficiaram as espécies foram as alternadas de 20-30
ºC para ambas as espécies ou constantes de 20 ºC para H. perforatum e 30 ºC para H.
brasiliense.
4. O umedecimento do substrato com solução aquosa de nitrato de potássio a 0,2%
favoreceu a germinação de H. brasiliense, mas não afetou H. perforatum.
AGRADECIMENTOS
Aos técnicos do Laboratório de Sementes do Centro Experimental Central do IAC pela
ajuda na execução dos ensaios; à Fundação de Apoio à Pesquisa Agrícola (FUNDAG)
pelo apoio financeiro ao projeto e aos revisores anônimos que deram valiosas
contribuições e sugestões.
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Recebido para publicação em 7 de julho de 2003 e aceito em 12 de abril de 2004
(1) Parte da Dissertação de Mestrado da primeira autora, apresentada ao Instituto
Agronômico de Campinas, na Área de Concentração Tecnologia da Produção Agrícola,
do Programa de Pós-Graduação em Agricultura Tropical e Subtropical.
(2) Observações pessoais dos autores.
Germinação de sementes de Hypericum perforatum L. e H. brasiliense Choisy
193
TEMPERATURA, NITRATO DE POTÁSSIO E FOTOPERÍODO NA
GERMINAÇÃO DE SEMENTES DE HYPERICUM PERFORATUM L. E H.
BRASILIENSE CHOISY (1)
MARIA LUISA BERTELLE FARON(2); MARIA BEATRIZ PERECIN(2); ANTONIO AUGUSTO DO LAGO(3);
ODAIR ALVES BOVI(2); NILSON BORLINA MAIA(2)
RESUMO
Hypericum perforatum L. e H. brasiliense Choisy, da família Clusiaceae, são espécies de plantas de
considerável valor medicinal. A primeira é comercialmente cultivada na Europa e largamente utilizada
como fitoterápico para tratamento da depressão. A segunda é nativa do Brasil e, recentemente, vem sendo objeto de muitos estudos por possuir o mesmo potencial farmacológico. Neste trabalho, as sementes
de ambas as espécies foram investigadas com relação à massa de mil sementes e a diversas condições de
germinação, combinando-se quatro temperaturas, ou seja, 20, 25, 30 e 20-30 ºC, em presença ou ausência
de luz e com ou sem umedecimento do substrato de germinação com solução aquosa de nitrato de potássio a 0,2%. O diminuto tamanho das sementes ficou bem revelado pelos valores da massa de mil
sementes que foram de 0,13 g (7.692 sementes por grama) e 0,02 g (50.000 sementes por grama) para H.
perforatum e H. brasiliense respectivamente. As temperaturas mais benéficas à germinação foram as alternadas de 20-30 ºC, para as duas espécies, ou as constantes de 20 ºC, para H. perforatum e de 30 ºC, para H.
brasiliense. A luz foi necessária para a germinação das sementes das duas espécies, porém seu efeito foi
mais pronunciado em H. brasiliense. Em H. perforatum o efeito da luz foi mais evidente a 20-30 ºC enquanto em H. brasiliense esse efeito acentuou-se em todas as temperaturas estudadas. A aplicação de nitrato
de potássio a 0,2% foi eficaz para as sementes de H. brasiliense porém não afetou as de H. perforatum.
Palavras-chave: Hypericum perforatum, Hypericum brasiliense, plantas medicinais, sementes, massa de sementes, porcentagem de germinação.
ABSTRACT
LIGHT, TEMPERATURE AND POTASSIUM NITRATE IN THE GERMINATION
OF Hypericum. perforatum L. AND H. brasiliense Choisy SEEDS
Hypericum perforatum L. and H. brasiliense Choisy, both belonging to the Clusiaceae family, are
plant species of remarkable medicinal value. The former is commercially grown in Europe, and widely
used as a phytotherapic for depression treatment while the latter, native to Brazil, has been recently
studied as to its similar pharmacological potential. In this research work, seeds of both species were
investigated as to the trait 1.000 seeds weight and the effects of several germination conditions (four
temperature regimes: 20, 25, 30 and 20-30 ºC), presence or absence of light; presence or absence of 0.2%
potassium nitrate in the seed germination medium. The results for 1.000 seeds weight were 0.13 g (7,692
seeds/g) and 0.02 g (50,000 seeds /g) for H. perforatum and H. brasiliense, respectively. The highest seed
germination rate increases were observed with the following temperature regimes: 20 o C or 20-30 ºC (H.
perforatum) and 30 ºC (H. brasiliense). White light was required for seed germination in both species;
( 1) Parte da Dissertação de Mestrado da primeira autora, apresentada ao Instituto Agronômico de Campinas, na Área
de Concentração Tecnologia da Produção Agrícola, do Programa de Pós-Graduação em Agricultura Tropical e Subtropical.
Recebido para publicação em 7 de julho de 2003 e aceito em 12 de abril de 2004.
( 2) Centro de Análise e Pesquisa Tecnológica do Agronegócio de Horticultura, do Instituto Agronômico (IAC), Caixa Postal 28,
13001-970 Campinas (SP). E-mail: [email protected]; [email protected]; [email protected]
( 3) Laboratório de Sementes, Centro Experimental Central, IAC. E-mail: [email protected]
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.193-199, 2004
194
M.L.B. Faron e al.
moreover, light effect was more pronounced in H. brasiliense. In H. perforatum the light effect was strongly
marked only at 20-30 ºC while in H. brasiliense it was present in all studied temperature regimes.
Germination substrate moistening with potassium nitrate was effective for H. brasiliense but did not affect
H. perforatum seed germination.
Key words: Hypericum perforatum, Hypericum brasiliense, medicinal plants, seeds, seed dry mass, germination
percentage.
1. INTRODUÇÃO
O gênero Hypericum, da família Clusiaceae, é
composto por 350 espécies e diversas são consideradas medicinais. Dentre elas, a mais conhecida pelas
suas reconhecidas propriedades fitoterápicas é a H.
perforatum L., nativa da Europa, Ásia e norte da África (C AMPBELL , 1985), conhecida pelos nomes comuns
de “St. John’s wort”, erva-de-são-joão, hipérico e outros (LORENZI e MATTOS, 2002). Pesquisas têm indicado
seu valor como medicamento para a depressão, especialmente na Alemanha onde, em 1997, os preparados
à base de H. perforatum perfaziam 25% de todas as
prescrições de antidepressivos (SCHENKEL et al., 2000).
Essa espécie é largamente cultivada na Europa, preferindo áreas abertas e ensolaradas, atingindo porte
de 0,80 m, com flores amarelo-claras e produzindo
uma quantidade satisfatória de sementes; no Brasil,
as tentativas de adaptação não foram bem sucedidas,
pois não atinge porte adequado, não floresce e, portanto, não produz sementes.
A espécie brasileira H. brasiliense Choisy vem
sendo estudada farmacologicamente, mostrando propriedades fitoterápicas semelhantes, inclusive com
relação ao mesmo efeito antidepressivo relatado em
H. perforatum, mantendo várias outras semelhanças
morfológicas e químicas com sua congênere européia
(ROCHA et al., 1994, 1995, 1996; M ARQUES, 1999; A BREU,
2002). Planta de porte herbáceo a subarbustivo, com
distribuição geográfica nos domínios da Mata Atlântica dos Estados do Sul e Sudeste do Brasil. porém
ainda não é cultivada (C ARDOSO e O LIVEIRA , 1996).
Ocorre, de preferência em áreas úmidas, terrenos perturbados e beiras de estradas, geralmente em
populações pequenas(4).
Devido à crescente importância farmacológica
e ao potencial interesse comercial, H. brasiliense vem
sendo estudada também com relação à sua multiplicação in vitro (CARDOSO e OLIVEIRA, 1996), aspectos
anatômicos (FERREIRA, 2001), teor de óleos essenciais,
comportamento em condições de estresses e estimativas preliminares de sua variabilidade isoenzimática
(ABREU, 2002). Não há, porém, relatos na literatura so-
( 4) Observações pessoais dos autores.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.193-199, 2004
bre as exigências de germinação dessa espécie e, portanto, não existem recomendações sobre as condições para
o teste de germinação nas Regras para Análise de Sementes – RAS (B RASIL , 1992). Além disso, até mesmo
com relação a H. perforatum, muito mais estudada além
de comercializada internacionalmente, as recomendações das RAS, para a realização desse teste, deixam a
desejar. Não há informações especiais sobre promover a germinação, em caso de dormência, como por
exemplo, regime de luz ou aplicação de solução aquosa
de nitrato de potássio a 0,2% no substrato de germinação. Nas normas para a execução do teste de
germinação de H. perforatum são recomendadas a
temperatura constante de 20 ºC ou as alternadas
de 20-30 ºC (BRASIL , 1992).
Regimes de temperatura, de luz e tratamentos
químicos, entre os quais a aplicação de nitrato de potássio, são fatores que afetam a germinação de
sementes (POPINIGIS, 1985; CARVALHO e NAKAGAWA, 1988);
além disso, podem revelar diversos mecanismos de
dormência, exigindo técnicas específicas para sua superação (KHAN, 1977).
Esses fatores encontram-se, de certa forma, relacionados com o crescimento inicial, fase vegetativa
e ciclo ótimo da planta (POPINIGIS, 1985), além do que
são também importantes para a avaliar a qualidade
de uma amostra ou lote de sementes, tanto para objetivos de comercialização, semeadura e estabelecimento
da cultura como de conservação de germoplasma.
As sementes de numerosas espécies de plantas cultivadas ou silvestres apresentam resposta
positiva a temperaturas alternadas (ROBERTS , 1972;
POPINIGIS , 1985; C AMPBELL, 1985; BRASIL , 1992; SANTOS et
al., 1999), muito provavelmente porque simulam as
condições naturais, com temperaturas noturnas mais
baixas e diurnas mais altas.
C AMPBELL (1985), investigando diversos fatores que afetam a germinação de H. perforatum na
Austrália, verificou que as sementes recém-colhidas
foram beneficiadas pela presença de luz, com acréscimo na germinação de 44% para 70%. No entanto,
sementes com nove anos de idade, com bom potencial germinativo, não apresentaram resposta
significativa à luz, o que, segundo o autor, está relacionado à perda de dormência.
Germinação de sementes de Hypericum perforatum L. e H. brasiliense Choisy
O efeito positivo da adição de solução aquosa
de nitrato de potássio ao substrato de germinação de
sementes é freqüentemente relatado na literatura. Já em
1956, TOOLE et al. salientaram que nitratos são um dos
principais agentes de superação de dormência em numerosas espécies. Mais recentemente, G UPTA (2002),
estudando diversas espécies de Ocimum, conseguiu a
superação da dormência das sementes pela utilização
de soluções de nitrato de potássio. Na espécie Plantago
major, SARUHAN et al. (2002) aumentaram a germinação
ao embeber as sementes em solução de nitrato de potássio a 1 mM ou 10 mM. ROBERTS (1972) afirmou que
o efeito isolado do íon nitrato pode ser pouco significativo; no entanto, em interação com luz e, mais ainda,
com temperaturas alternadas, o efeito estimulador aumenta fortemente, chegando a mencionar casos em que
o nitrato pode até substituir a necessidade de luz.
Observações preliminares sobre condições de
germinação mostraram, para as duas espécies, que o
uso de substrato tipo SP (papel de filtro ao fundo de
caixas plásticas transparentes), e da câmara de germinação tipo BOD foram adequados; ademais, dado
o tamanho diminuto das sementes e plântulas, as observações e contagens precisaram ser feitas com
auxílio de lupa, com aumentos de três a 12 vezes. A
germinação foi epígea e a emissão de radícula ocorreu nos primeiros cinco dias, havendo indicativo de
efeitos isolados ou combinados de temperatura e luz
na germinação de ambas as espécies (dados não publicados).
Dada à importância cada vez mais atual de
estudos sobre a qualidade fisiológica e física das sementes de espécies medicinais ainda não
domesticadas, a completa ausência de informações
sobre os requisitos de germinação para H. brasiliense e
também por não haver informações mais completas
para H. perforatum, o presente trabalho investigou os
efeitos de fatores como temperatura, luz e tratamento
químico (KNO3) na germinação dessas sementes. Além
disso, determinou-se a massa de mil sementes e, por
cálculo, o número de sementes por grama, importante
dado para indicar o tamanho de lotes, a amostragem,
análise da pureza física e estimativa da densidade de
semeadura, inclusive para H. perforatum, para a qual
as RAS (BRASIL , 1992) são omissas.
2. MATERIAL E MÉTODOS
As sementes de H. brasiliense Choisy foram
coletadas em Delfim Moreira (MG), em fevereiro de
2001, provenientes de uma população de plantas que
cresciam espontaneamente, em solo encharcado, ao
redor de um lago natural. As de H. perforatum L. foram adquiridas no mercado em 2002, procedentes da
195
Holanda, cujo rótulo indicava 80% de germinação e
99% de pureza, não necessitando, portanto, de posterior manipulação para aprimorar a pureza.
O material proveniente da coleta de H.
brasiliense continha grande quantidade de impurezas
(partes de flores, restos de frutos, sementes mal formadas e sementes chochas) as quais foram
eliminadas com auxílio de peneiras metálicas de perfurações circulares e de fluxo de ar, em ventilador
vertical de laboratório, seguido de separação manual para retirar as impurezas remanescentes.
As sementes foram mantidas dentro de embalagem de papel, em ambiente de laboratório durante
a execução das avaliações.
Determinou-se o teor de água pelo método da
estufa a 105 ºC por 24 horas, utilizando-se duas
subamostras de 0,5 g de sementes cada uma e os resultados foram expressos com base na massa úmida
(BRASIL , 1992).
As indicações da massa de mil sementes seguiram as recomendações da RAS (Brasil, 1992), com
a diferença de que foram realizadas com oito
subamostras de mil sementes cada uma, ao invés de
oito de cem, devido à diminuta massa de cem sementes dessas duas espécies.
As avaliações de germinação foram realizadas com quatro repetições de 50 sementes cada uma,
distribuídas sobre substrato especial de germinação
do tipo mata-borrão, colocado dentro de caixas plásticas transparentes, umedecido com um volume de
água (9,5 mL) igual a 2,5 vezes a sua massa e mantido em germinador tipo BOD; as avaliações e
contagens das sementes com protrusão de radícula
foram feitas aos 7, 10, 14, 17 e 21 dias após a semeadura.
As temperaturas estudadas foram as constantes de 20 ºC, 25 ºC e 30 ºC e as alternadas de 20-30 ºC
(20 ºC por 16 horas e 30 ºC por oito horas). No caso
da aplicação de luz, foi feita por 16 horas em todas
as temperaturas e no período da temperatura alternada de 30 ºC. No caso da germinação em ausência
de luz (no escuro) as caixas transparentes respectivas foram envoltas em filme plástico preto de 0,15 mm
de espessura, para vedar totalmente a passagem
da luz.
Nos tratamentos que envolveram ausência de
luz, as avaliações e contagens foram feitas em câmara escura, sob luz verde, nos períodos acima
mencionados. No estudo do efeito de nitrato de potássio, ao invés de água, o substrato foi umedecido
com solução aquosa de KNO3 a 0,2%, nas mesmas
proporções mencionadas.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.193-199, 2004
196
M.L.B. Faron e al.
O delineamento foi o inteiramente
casualizado, em esquema fatorial 4 x 2 x 2, ou seja,
quatro temperaturas, dois regimes de luz (presença ou
ausência) e duas formas de aplicação de KNO 3 (presença ou ausência), com quatro repetições para cada
espécie. Na análise estatística, as porcentagens de germinação foram transformadas em arcsen x / 100 , porém,
nas tabelas e figuras, estão apresentados os dados originais. A comparação de médias foi feita pelo teste de
Tukey a 5%.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
O diminuto tamanho dessas sementes foi revelado pelas determinações da massa de mil sementes,
de 0,13 g (7.692 sementes por grama) e 0,02 g (50.000
sementes por grama), na umidade de 5,8% e de 6,8%,
respectivamente, para H. perforatum e H. brasiliense.
Esses resultados colocam as sementes dessas duas
espécies no grupo das mais leves que constam nas
RAS (BRASIL, 1992); nenhuma delas é tão ou mais leve
que as de H. brasiliense.
Os resultados das indicações de germinação,
correspondentes aos efeitos significativos dos fatores
isolados ou em combinação, estão expostos na tabela
1 e nas figuras 1 e 2.
Houve variação na resposta das duas espécies com relação à temperatura. Em H. perforatum, as
porcentagens de germinação foram significativamente maiores nas temperaturas mais baixas e nas
alternadas de 20-30 ºC, em que a temperatura mais
baixa (20ºC) foi aplicada por 16 horas a cada 24 horas (Tabela 1). Por outro lado, a temperatura de 20 ºC
não foi favorável à germinação de H. brasiliense, sendo apenas de 13,0%; a temperaturas mais altas, porém,
houve tendência de aumento gradativo da germinação; o maior valor absoluto foi obtido a 20-30 ºC que,
no entanto, não diferiu estatisticamente de 30 ºC.
Esses resultados contrastantes dos efeitos da
temperatura nas duas espécies são muito interessantes quando considerados do ponto de vista ecológico
e evolutivo. H. perforatum é espécie originária de regiões temperadas e, provavelmente, mantém
características evolutivas adaptadas àquelas regiões,
sendo a temperatura menor mais eficiente para promover a germinação de suas sementes. Uma espécie
originária de regiões subtropicais, como a H.
brasiliense, ainda que do mesmo gênero, deve responder melhor a temperaturas altas do que uma de clima
temperado, hipótese que encontra evidências nos resultados deste trabalho. Vale lembrar que as Regras
para Análise de Sementes – RAS (BRASIL , 1992), que
mencionam apenas H. perforatum, recomendam, para
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.193-199, 2004
o teste oficial de germinação dessa espécie, as temperaturas de 20-30 ºC e 20 ºC, sendo as que produziram
os melhores resultados, no presente trabalho, para
essa espécie.
Dos fatores testados, a presença de luz foi o
mais importante a influenciar a germinação das duas
espécies. Os tratamentos que simularam fotoperíodo
de oito horas de luz e 16 horas no escuro melhoraram significativamente a média de germinação do H.
perforatum de 20,1 para 30,6%, mas foi na espécie H.
brasiliense que a presença de luz mostrou efeito ainda
mais substancial, provocando aumento, na média de
germinação, de quase cinco vezes, passando de apenas 7,2% para 34,1% (Tabela 1). Os resultados de
promoção da germinação de H. perforatum por meio
de luz confirmam aqueles obtidos por CAMPBELL (1985).
P OPINIGIS (1985) afirmou que as sementes da
maioria das plantas cultivadas germinam igualmente no escuro ou em presença de luz; porém, quando
há exigência de luz para a germinação, o que ocorre
para numerosas espécies (BRASIL, 1992), esse comportamento está relacionado a um tipo de dormência.
Algumas espécies, mesmo depois de domesticadas, mantém o requerimento de luz para germinar,
como por exemplo Chamomila recutita e Stevia
rebaudiana, da família das Asteráceas, cujas sementes
tão diminutas são incapazes de romper camadas de
solo e atingir a superfície com a pequena quantidade
de material de reserva que possuem. Dessa forma, essas espécies têm que obrigatoriamente germinar sobre
o solo onde se estabelecerão e é razoável a hipótese
de ser o estímulo luminoso que sinaliza essa situação. É possível que H. brasiliense, uma espécie não
domesticada e que também possui sementes extremamente diminutas, apresente o mesmo mecanismo de
dormência. A esse respeito, é prescrição generalizada das RAS (B RASIL , 1992) a utilização de luz para
realizar os testes de germinação em numerosas
gramíneas forrageiras, hortaliças, ornamentais e medicinais, cujas sementes são comumente pequenas.
O umedecimento do substrato de germinação
com solução aquosa de KNO3 a 0,2% aumentou a germinação de H. brasiliense, mas não produziu efeito
significativo em H. perforatum (Tabela 1). A maioria
das centenas de espécies de valor econômico contidas nas RAS (B RASIL , 1992), sobretudo as das grandes
culturas, não reagem ao nitrato de potássio; no entanto, a aplicação desse estimulante é freqüentemente
recomendada para testes de germinação de sementes
de gramíneas forrageiras, hortaliças e ornamentais,
mostrando que o efeito de KNO 3 realmente difere
significamente entre espécies. B ITHELL et al. (2002),
estudando superação da dormência em sementes
de Solanum nigrum e S. physalifolium, conseguiram al-
197
Germinação de sementes de Hypericum perforatum L. e H. brasiliense Choisy
guma germinação apenas na segunda espécie, quando umedeceram o substrato com solução de nitrato de
potássio a 0,2%.
varie não somente com a espécie, mas também com a
idade cronológica da semente, conforme observado por
CAMPBELL (1985) em H. perforatum.
No Brasil, LAGO (1974) verificou efeitos substanciais da aplicação de nitrato de potássio na
germinação de sementes da gramínea forrageira
Brachiaria brizantha Stapf. Esse tratamento pode também ser benéfico para sementes de espécies silvestres.
HUXLEY e TURK (1966), estudando diversas espécies de
plantas daninhas africanas, observaram que, mesmo
em presença de luz, a adição de 0,2% de KNO 3 ao
substrato promoveu aumento na germinação em duas
das espécies estudadas, ou seja, Tagetes minuta e
Euphorbia hirta. Da mesma forma que ocorre com o requerimento de luz, é provável que o efeito do KNO3
Estudando as interações dos efeitos de temperatura e luz (Figuras 1 e 2) constatou-se que, em H.
perforatum, não houve efeito de luz na temperatura
mais baixa de 20 ºC; esse efeito foi pouco pronunciado a 25 e 30 ºC e bem marcante à temperatura
alternada de 20-30 ºC. Por outro lado, em H. brasiliense,
a luz foi altamente benéfica em todas as temperaturas estudadas; na temperatura pouco favorável de 20
ºC, a germinação em ausência de luz foi praticamente nula, só ocorrendo em valores significativos quando
a luz foi aplicada.
Tabela 1. Porcentagens de germinação de sementes de Hypericum perforatum e H. brasiliense em resposta a efeitos isolados de temperatura, luz e nitrato de potássio
Efeito
H. perforatum
Temperatura (ºC)
20
H. brasiliense
Germinação (%)
29,6 a
13,0 b
25
27,6 a
19,5 a
30
13,9 b
22,6 a
20-30
30,1 a
27,5 a
Sem
20,1 b
7,2 b
Com
30,6 a
34,1 a
Sem
17,7 b
24,3 a
Com
23,6 a
26,3 a
Luz
KNO3
Médias seguidas de mesma letra , nas colunas e dentro de um mesmo tipo de efeito, não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5%.
Figura 1. Efeito de temperatura e luz na germinação de Hypericum perforatum.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.193-199, 2004
198
M.L.B. Faron e al.
Figura 2. Efeito de temperatura e luz na germinação de Hypericum brasiliense.
4. CONCLUSÕES
1. As espécies H. perforatum e H. brasiliense
possuem sementes de tamanho muito reduzido, com
massa de mil sementes de 0,13 e 0,02 g respectivamente; H. brasiliense, cujas sementes são mais diminutas
do que a menor semente encontrada nas RAS, é provavelmente a espécie mais leve já descrita no Brasil.
2. A presença de luz, disponível às sementes
em fotoperíodos de 16 horas, foi necessária para a germinação de ambas as espécies; seu efeito foi mais
pronunciado em H. brasiliense, espécie com menor
grau de domesticação que H. perforatum.
3. As temperaturas que mais beneficiaram as
espécies foram as alternadas de 20-30 ºC para ambas
as espécies ou constantes de 20 ºC para H. perforatum
e 30 ºC para H. brasiliense.
4. O umedecimento do substrato com solução
aquosa de nitrato de potássio a 0,2% favoreceu a germinação de H. brasiliense , mas não afetou H.
perforatum.
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tecnologia e produção. Campinas: Fundação Cargill, 1983. 429p.
AGRADECIMENTOS
Aos técnicos do Laboratório de Sementes do
Centro Experimental Central do IAC pela ajuda na
execução dos ensaios; à Fundação de Apoio à Pesquisa Agrícola (FUNDAG) pelo apoio financeiro ao
projeto e aos revisores anônimos que deram valiosas
contribuições e sugestões.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.193-199, 2004
GUPTA, S.C. Seed dormancy studies in some Ocimum species
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Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.193-199, 2004
Bragantia
Print ISSN 0006-8705
Bragantia vol.63 no.2 Campinas 2004
ÁREAS BÁSICAS
Variação somaclonal em mudas micropropagadas
de bananeira, cultivar Pacovan
Somaclonal variation event on micropropagated Pacovan banana
seedling (Musa spp. AAB group)
Cynthia Christina Carvalho dos SantosI; Paulo Hercílio Viegas RodriguesII
IDepartamento
de Biologia Celular e Genética, Universidade Federal do Rio Grande do
Norte, Av. Senador Salgado Filho, Campus Universitário, Lagoa Nova, BR 101, 59078970 Natal (RN)
IILaboratório de Cultura de Tecidos Vegetais (PPGBMG/UFRN/BioCampo, Alameda das
mansões, 1.178, Candelária, 59067-000 Natal (RN). E-mail: [email protected]
RESUMO
A literatura tem relatado a ocorrência de variação somaclonal em plantas derivadas de
cultura de tecidos. Neste trabalho, foi estudada a influência do número de subcultivos
na indução de variantes em bananeira, cultivar Pacovan (Musa spp., grupo AAB).
Ápices caulinares foram introduzidos e multiplicados in vitro, utilizando-se no
estabelecimento o meio de cultura MS com adição de 2,5 mg.L-1 de BAP e nos
subcultivos subseqüentes, o meio MS com 4,0 mg.L-1 de BAP para indução de
brotações laterais. Foram obtidas gerações com diferentes números de subcultivos (3,
4, 5, 6, 7, 8 e 9), e comparadas com mudas obtidas de rizomas. Observaram-se as
plantas obtidas, no total de 426, em condições de campo no Vale do Açu (RN). Para
cálculo da porcentagem de variantes somaclonais, avaliaram-se as seguintes
características morfológicas: estatura da planta, coloração e forma das folhas e
conformação do cacho. Foram consideradas como variantes apenas as plantas cujos
perfilhos também mostravam o mesmo tipo de variação. Constatou-se a ocorrência de
variação somaclonal nas mudas provenientes dos tratamentos a partir de cinco
subcultivos, atingindo-se o valor de 5,8% de variantes no nono subcultivo. O aumento
da porcentagem de variação somaclonal com o do número de subcultivos indica o
cuidado que as biofábricas devem ter em relação a esse parâmetro, desenvolvendo
protocolos de micropropagação específicos para cada cultivar a ser comercializada.
Palavras-chave: produção de mudas, Musa spp, in vitro, variação somaclonal.
ABSTRACT
The occurrence of somaclonal variation for plants in developed from tissue culture is
well documented in the literature. The present study evaluated the influence of
numbers subculture in the induction of variants in Pacovan banana tree (Musa spp.,
AAB group). Apex stems were introduced and multiplied in vitro using culture media
MS, with addition of 2.5 mg.L-1 of BAP. In subsequent subcultures, MS with 4.0 mg.L-1
of BAP was used to induce side buds. Results showed that plants were regenerated
with different numbers of subculture (3, 4, 5, 6, 7, 8, and 9). These data were
compared with seedlings from developed rhizomes. All the plants, were observed at
field conditions in Vale do Açu, Rio Grande do Norte State. The percentage of
somaclonal variants, some was estimated using morphological characteristics, such as
plant size, color and shape of leaves and bunch shape. Only plants in which buds
showed the same type of variation were considered as variables. Somaclonal variation
occurred from the fifth subculture, and on the 9th subculture a 5.8% variation was
observed. The increase of percentage of somaclonal variation, due to a higher number
of subcultures, indicates the necessity of protocols for micropropagation specific for
each variety to be commercialized.
Key words: seedling production, banana, in vitro, somaclonal variation.
1. INTRODUÇÃO
Com a utilização da técnica de micropropagação, mudas de bananeira provenientes de
cultura de tecidos são produzidas e colocadas à disposição do agricultor. Ainda hoje, a
falta de domínio dessa tecnologia, para algumas cultivares regionais de bananeira, é
responsável pela colocação no mercado de mudas de qualidade duvidosa, trazendo
prejuízos aos agricultores devido à ocorrência de alta taxa de variação somaclonal.
Segundo KARP (1994), o aparecimento de variações incontroláveis e inexplicáveis, em
plantas produzidas por essa tecnologia, é um fator inesperado e indesejado para
empresários e agricultores.
Estudos sobre os fatores que podem influenciar a taxa de variação somaclonal no
processo de micropropagação, descritos por SCOWCROFT (1984) e GEORGE e
SHERRINGTON (1984), mostraram que o aparecimento de calos em determinada fase
do processo de micropropagação, relaciona-se com a taxa de variação somaclonal,
bem como períodos prolongados de cultivo in vitro. Foi observada ainda, a diferença na
taxa de variação somaclonal em diferentes genótipos de bananeira para um mesmo
protocolo de multiplicação, mostrando diferenças de comportamento dos genótipos ao
cultivo in vitro.
Com relação ao número de subcultivos in vitro, alguns autores foram enfáticos em
afirmar, que se trata de um fator importante no controle da ocorrência de variação
somaclonal. REUVENI et al. (1986) sugeriram que o número máximo de plantas obtido
a partir de um ápice caulinar deve ser de aproximadamente 1.000 plantas para a cv.
Willians (grupo AAA). KRIKORIAN et al. (1993) sem especificar números, sugeriram
que possa ocorrer influência do número excessivo de subcultivos in vitro no aumento
da taxa de variação somaclonal.
Trabalhando com uma população representativa de bananeira cv. Grande Naine,
micropropagadas in vitro, STOVER (1987) encontrou aproximadamente 25% de
plantas atípicas ou variantes. Segundo seus relatos, alguns tipos de variações se
manifestaram cinco ou seis meses após o plantio ou a floração. A variação mais
comumente encontrada foi com relação ao porte, variando de baixo ao gigantismo.
Avaliando as variantes somaclonais com relação à morfologia, SMITH (1988) encontrou
plantas com estatura anormal, de porte baixo ou mini e até gigantismo; as folhas
apresentavam forma afilada (característica tetraplóide), coloração variegada
semelhante a um mosaico virótico, ondulações laterais e ausência de cerosidade no
limbo foliar.
No experimento de campo realizado por VUYLSTKE et al. (1996), o desempenho de
plantas variantes do grupo AAB foi avaliada com relação às características
agronômicas. Cerca de três de cada quatro variantes apresentavam desenvolvimento
inferior ao de plantas normais. A cultivar Nanicão, estudada por RODRIGUES et al.
(1998), no Vale do Ribeira (SP), apresentou aumento da taxa de variação somaclonal
com o do número de subcultivos in vitro, ocorrendo as primeiras variantes a partir do
nono subcultivo. Nesse trabalho, que avaliou em condições de campo 1.991 mudas
produzidas em diferentes subcultivos, foram observados diferentes tipos de variantes
somaclonais, sendo o mais comum o VMIF (Variante Morfológica da Inserção da Folha
no Pseudocaule) responsável por redução significativa na produção.
O objetivo do presente trabalho foi observar a influência do número de subcultivos
durante o processo de multiplicação in vitro, da cultivar Pacovan, na taxa de variação
somaclonal em mudas produzidas e destinadas ao plantio comercial.
2. MATERIAL E MÉTODOS
O material utilizado como matriz no processo de micropropagação constituiu-se de
rizomas (brotos laterais), da cv. Pacovan (grupo AAB). Foram selecionados 20 rizomas,
retiradas as folhas externas, até atingir, aproximadamente, 7,0 cm de comprimento
por 2,5 cm de diâmetro. Os rizomas foram mergulhados em solução de água e
hipoclorito de sódio (2% de cloro ativo), na proporção de 3:1, por aproximadamente
25 minutos. Após o tratamento asséptico, os rizomas foram lavados com água
destilada estéril (4 vezes), no interior de câmara de fluxo laminar.
Após a assepsia, com o auxílio de pinça e bisturi, isolou-se o ápice caulinar, constituído
de duas a três folhas, envolvendo o meristema e um pequeno segmento de rizoma.
Os ápices caulinares foram submetidos à inoculação em meio de cultura MS
(MURASHIGE e SKOOG, 1962), sólido (6,0 g.L-1 de agar), suplementado com
vitaminas de MS, sacarose (30,0 g.L-1), 6-benziladenina (2,5 mg.L-1), pH ajustado
para 5,8 e incubado à temperatura média de 26 ºC e fotoperíodo de 16 horas de luz.
Os subcultivos dos explantes, para a formação das diferentes gerações a serem
testadas no experimento, iniciaram-se com a transferência dos explantes para meio de
cultura com sais e vitaminas de MS suplementado com 4,0 mg.L-1 de BAP, para
indução de brotações laterais nas mesmas condições de temperatura e fotoperíodo
citados anteriormente.
A partir do segundo subcultivo e com a certeza de não ocorrer contaminações, foram
selecionados sete ápices caulinares, isolando e subcultivando os explantes, em meio de
cultura fresco, ocorrendo subcultivos a intervalos de quatro semanas.
Cada ápice caulinar foi subcultivado um número predeterminado de vezes formando
tratamentos com 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9 subcultivos, cujas plantas obtidas durante o
processo foram utilizadas para indução de novas brotações.
À medida que o número de subcultivos de cada geração foi sendo atingido, as
plântulas foram transferidas para frascos contendo meio de cultura de enraizamento,
constituído de meio de cultura básico, com metade da concentração de sais de MS,
sólido (6,0 g.L-1 de agar), vitaminas MS, sacarose (30,0 g.L-1) e de IBA (ácido
indolbutírico) 0,2 mg.L-1, onde permaneceram por aproximadamente 20 dias, ou até
atingirem enraizamento e alongamento satisfatórios.
Depois de atingirem o estádio desejado (7,0 a 10,0 cm), as plântulas foram
transferidas para caixas plásticas contendo vermiculita e mantidas em câmara úmida,
com uso de nebulizadores por cinco dias.
Após a aclimatização, as mudas foram transferidas para bandejas plásticas de 24
células, contendo substrato estéril PlantiMax (horticultura), misturado a 2% da
formulação 10-10-10, permanecendo por 21 dias em viveiro com sombrite 50%.
A testemunha constituiu-se de 48 rizomas, coletados no próprio local do experimento,
localizado no Lote 78 do Distrito de Irrigação do Baixo Açu, município de Alto do
RODRIGUES, Vale do Açu (RN).
À medida que os tratamentos foram sendo obtidos, realizou-se seu plantio em julho de
2001. Cada tratamento foi plantado em lotes, compostos por linhas contíguas em
espaçamento de 3,5 x 2,20 m, os quais receberam individualmente adubação de
plantio e os tratos culturais normais de manutenção do pomar, inclusive irrigação por
microaspersão.
Não foi possível montar um delineamento experimental convencional, mesmo sem a
inclusão de repetições, devido ao diferente número de plantas obtido de cada
tratamento e a necessidade de realizar o plantio dentro de época apropriada.
As avaliações foram mensais e consistiram em observar planta por planta, no intuito
de se encontrar algum tipo de variação morfológica.
Durante a avaliação, observaram-se características morfológicas variantes com relação
à inserção das folhas no pseudocaule, formas da folha, variação da clorofila na folha,
retardamento no desenvolvimento, interação dessas características e características
gerais do cacho, como tamanho de dedo e número de pencas/cacho.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Ao término da fase de laboratório e aclimatização, formaram-se os sete tratamentos de
gerações de plantas obtidas através de 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9 subcultivos, com total de
426 plantas da cv. Pacovan, como demonstra a Tabela 1.
Após as diversas avaliações, os seguintes tipos de variantes somaclonais foram
identificados:
1. Variante de Cacho (VC) - caracteriza-se por apresentar a planta com as
propriedades morfológicas normais da cv. Pacovan, como altura da planta, coloração e
forma das folhas e pseudocaule, exceto pela conformação do cacho. Nesse caso, o
cacho da variante apresenta-se com número médio de cinco pencas/cacho e dedos da
segunda penca com tamanho médio de 14,4 cm, enquanto o controle apresenta cacho
com número médio de oito pencas/cacho e dedos da segunda penca com tamanho
médio de 22,1 cm, normal para o primeiro ciclo de cultivo dessa cultivar irrigada. O
menor número de pencas/cacho e o tamanho reduzido dos dedos com conseqüente
diminuição da massa, em média de 26%, faz com que esse cacho seja classificado
como de segunda, tendo pouco valor comercial e acarretando prejuízo ao agricultor.
2. Variante Variegada (VV) - caracteriza-se por apresentar variegações em todas as
partes da planta, das folhas ao pseudocaule incluindo o cacho. A produção é
inexpressiva, uma vez que o cacho apresenta tamanho reduzido e danos por
queimadura solar devido a pouca clorofila existente na planta. Os descendentes
apresentam o mesmo tipo de variegação dessa planta que revela potencial para
ornamentação.
3. Variante Morfológica da Forma da Folha associada a uma Variação da Clorofila na
Folha (VMFF - VCF) - caracteriza-se pelo estreitamento do limbo foliar com um
afilamento pronunciado na ponta da folha, deixando-a com forma lanceolada.
Associada a essa característica, um dos lados da folha, geralmente o direito para quem
vê a folha pela face inferior, é menor e com variegações acompanhando toda a
extensão de sua borda. Em sua face superior, podem ser observadas pequenas
manchas de coloração negra semelhante a queimaduras. A extremidade da borda que
circunda toda a folha é ligeiramente mais grossa, dando um aspecto serrilhado a essa
estrutura. A área foliar é menor que uma folha de planta normal.
4. Variante da Coloração do Pseudocaule (VCP) - caracteriza-se por apresentar
coloração negra e brilhante no pseudocaule, acompanhando o engaço em tom opaco
até chegar nas flores. Fica bem evidente a diferença da coloração quando comparada
ao controle que possui tonalidade verde-clara e opaca.
Pela Tabela 1 verificam-se os tipos de variantes encontrados e a porcentagem de
variação somaclonal total para cada tratamento estudado na cv. Pacovan. Observa-se
que até em 5 subcultivos (F5) não houve a ocorrência de variantes e que a partir do
6.º subcultivo (F6) foram detectadas variantes (4,8%), atingindo o máximo de 5,8%
em nove subcultivos (F9).
A variante mais comum encontrada foi do tipo VC, que apresentou modificações
morfológicas no cacho. Os tipos de variantes classificados como VMFF-VCF e VCP,
estudados no presente trabalho, foram também observados por SMITH (1988) e
RODRIGUES et al (1998), na caracterização de variantes somaclonais em mudas de
bananeira in vitro.
O aumento da porcentagem da variação somaclonal, em vista do número de
subcultivos, foi relatado também por SCOWCROFT (1984) e GEORGE e SHERRINGTON
(1984), sendo um dos fatores responsáveis pela ocorrência de anomalias em plantas
micropropagadas. Tais resultados mostram que as biofábricas devem ter um total
controle desse parâmetro, pois como demonstrou YUYLSTEKE (1996), a maioria das
variantes apresentaram desempenho inferior ao de uma planta normal.
Os resultados do presente trabalho revelam que para obtenção de mudas de bananeira
da cv. Pacovan com qualidade genética deve-se micropropagar um ápice caulinar até
cinco subcultivos.
A mesma preocupação foi demonstrada por KRIKORIAN et al. (1993), no controle do
número de subcultivos, para a manutenção da qualidade da muda. Para REUVENI et al.
(1986) o número de plantas obtidas a partir de um ápice caulinar de uma triplóide
AAA, não deve ultrapassar a 1.000 plantas, mantendo-se assim a qualidade genética
da muda micropropagada.
Deve-se ressaltar que RODRIGUES et al (1998), trabalhando com a cv. Nanicão,
obtiveram resultado semelhante com relação à influência do número de subcultivos e o
aumento da taxa de variação somaclonal, recomendando até sete subcultivos para
essa cultivar. No presente trabalho, apesar de indicar a mesma tendência de aumento
da variação somaclonal em vista do número de subcultivos, fica demonstrado que a cv.
Pacovan (AAB) possui um comportamento in vitro diferente da cv. Nanicão (AAA).
Enquanto na cv. Nanicão as variantes aparecem a partir de nove subcultivos
(RODRIGUES et al, 1998), na cv. Pacovan, no sexto subcultivo, ocorre o aparecimento
de plantas indesejáveis na porcentagem de 4,8%, chegando a 5,8% no nono
subcultivo, taxa superior quando comparada à cv. Nanicão, que apresentou 2,2%
também no nono.
Além de diferentes taxas de variação somaclonal entre as cultivares, observaram-se
tipos de variantes que não foram encontrados na cv. Nanicão, bem como variantes
dessa cultivar também não encontradas na 'Pacovan'. A variante VC, mais comum para
a cv. Pacovan, não ocorre na 'Nanicão' e a VMIF (Variante Morfológica da Inserção da
Folha no Pseudocaule), típica da triplóide AAA Nanicão (RODRIGUES et al., 1998) não
ocorre na triplóide AAB Pacovan. Portanto o genótipo utilizado deve ser considerado
em trabalhos de micropropagação de bananeira, principalmente quando se visa à
produção comercial de mudas.
Como na presente pesquisa, observou-se que os perfilhos apresentavam as mesmas
características das variantes, excluiu-se então a possibilidade de outros fatores serem
responsáveis pelas modificações encontradas. Apesar disso, os autores reconhecem
que outros testes (análise molecular) podem ser realizados para a comprovação final.
Os estudos revelam o risco que corre o agricultor ao plantar mudas micropropagadas,
adquiridas de biofábricas que não observem as condições adequadas para
micropropagação, incluindo o número de subcultivos, pois pode haver alta
porcentagem de variantes somaclonais, comprometendo não somente a primeira
colheita.
4. CONCLUSÕES
1. A porcentagem de variação somaclonal aumenta com o número de subcultivos e,
portanto, as biofábricas devem limitar o número de subcultivos para obtenção de
mudas de alta qualidade genética.
2. Para cada cultivar de bananeira deve-se aplicar um procedimento diferenciado no
processo de micropropagação, considerando os diferentes genótipos, a fim de se evitar
alterações na qualidade genética da muda.
AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem a CAPES pela concessão das bolsas aos autores, ao Distrito de
Irrigação do Baixo Açu (DIBA) – RN, pela cessão de área experimental e a BioCampo
Biotecnologia Agrícola Ltda., pelo apoio técnico na produção das mudas.
REFERÊNCIAS
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EXEGETICS. Handbook and directory of commercial laboratories. London:
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variation in plantain (Musa AAB) regenerated from vegetative stem and floral axis tips
in vitro. Annals of Botany, New York, v.71, p.519-535, 1993.
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de bananeira cv. Nanicão, no Vale do Ribeira - SP. Revista Brasileira de
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VUYLSTEKE, D.; SWENNEN, R.; DE LANGUE, E. Field performance of variants of
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Recebido para publicação em 3 de fevereiro de 2003 e aceito em 15 de abril de 2004
Variação somaclonal em mudas micropropagadas de bananeira
201
VARIAÇÃO SOMACLONAL EM MUDAS MICROPROPAGADAS
DE BANANEIRA, CULTIVAR PACOVAN (1)
CYNTHIA CHRISTINA CARVALHO DOS SANTOS(2); PAULO HERCÍLIO
VIEGAS RODRIGUES(3)
RESUMO
A literatura tem relatado a ocorrência de variação somaclonal em plantas derivadas de cultura de
tecidos. Neste trabalho, foi estudada a influência do número de subcultivos na indução de variantes em
bananeira, cultivar Pacovan (Musa spp., grupo AAB). Ápices caulinares foram introduzidos e multiplicados
in vitro, utilizando-se no estabelecimento o meio de cultura MS com adição de 2,5 mg.L-1 de BAP e nos
subcultivos subseqüentes, o meio MS com 4,0 mg.L-1 de BAP para indução de brotações laterais. Foram
obtidas gerações com diferentes números de subcultivos (3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9), e comparadas com mudas
obtidas de rizomas. Observaram-se as plantas obtidas, no total de 426, em condições de campo no Vale
do Açu (RN). Para cálculo da porcentagem de variantes somaclonais, avaliaram-se as seguintes características morfológicas: estatura da planta, coloração e forma das folhas e conformação do cacho. Foram
consideradas como variantes apenas as plantas cujos perfilhos também mostravam o mesmo tipo de variação. Constatou-se a ocorrência de variação somaclonal nas mudas provenientes dos tratamentos a partir
de cinco subcultivos, atingindo-se o valor de 5,8% de variantes no nono subcultivo. O aumento da porcentagem de variação somaclonal com o do número de subcultivos indica o cuidado que as biofábricas devem
ter em relação a esse parâmetro, desenvolvendo protocolos de micropropagação específicos para cada
cultivar a ser comercializada.
Palavras-chave: produção de mudas, Musa spp, in vitro, variação somaclonal.
ABSTRACT
SOMACLONAL VARIATION EVENT ON MICROPROPAGATED PACOVAN
BANANA SEEDLING (Musa spp. AAB group)
The occurrence of somaclonal variation for plants in developed from tissue culture is well
documented in the literature. The present study evaluated the influence of numbers subculture in the
induction of variants in Pacovan banana tree (Musa spp., AAB group). Apex stems were introduced and
multiplied in vitro using culture media MS, with addition of 2.5 mg.L-1 of BAP. In subsequent subcultures,
MS with 4.0 mg.L-1 of BAP was used to induce side buds. Results showed that plants were regenerated
with different numbers of subculture (3, 4, 5, 6, 7, 8, and 9). These data were compared with seedlings
from developed rhizomes. All the plants, were observed at field conditions in Vale do Açu, Rio Grande
do Norte State. The percentage of somaclonal variants, some was estimated using morphological
characteristics, such as plant size, color and shape of leaves and bunch shape. Only plants in which buds
( 1) Recebido para publicação em 3 de fevereiro de 2003 e aceito em 15 de abril de 2004.
( 2) Departamento de Biologia Celular e Genética, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Av. Senador Salgado Filho,
Campus Universitário, Lagoa Nova, BR 101, 59078-970 Natal (RN).
( 3) Laboratório de Cultura de Tecidos Vegetais (PPGBMG/UFRN/BioCampo, Alameda das mansões, 1.178, Candelária, 59067-000
Natal (RN). E-mail: [email protected]
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.201-205, 2004
202
C.C.C. Santos e P.H.V. Rodrigues
showed the same type of variation were considered as variables. Somaclonal variation occurred from
the fifth subculture, and on the 9 th subculture a 5.8% variation was observed. The increase of percentage
of somaclonal variation, due to a higher number of subcultures, indicates the necessity of protocols for
micropropagation specific for each variety to be commercialized.
Key words: seedling production, banana, in vitro, somaclonal variation.
1. INTRODUÇÃO
Com a utilização da técnica de
micropropagação, mudas de bananeira provenientes
de cultura de tecidos são produzidas e colocadas à
disposição do agricultor. Ainda hoje, a falta de domínio dessa tecnologia, para algumas cultivares
regionais de bananeira, é responsável pela colocação
no mercado de mudas de qualidade duvidosa, trazendo prejuízos aos agricultores devido à ocorrência de
alta taxa de variação somaclonal. Segundo K ARP
(1994), o aparecimento de variações incontroláveis e
inexplicáveis, em plantas produzidas por essa
tecnologia, é um fator inesperado e indesejado para
empresários e agricultores.
Estudos sobre os fatores que podem influenciar a taxa de variação somaclonal no processo de
micropropagação, descritos por SCOWCROFT (1984) e
GEORGE e SHERRINGTON (1984), mostraram que o aparecimento de calos em determinada fase do processo de
micropropagação, relaciona-se com a taxa de variação somaclonal, bem como períodos prolongados de
cultivo in vitro. Foi observada ainda, a diferença na
taxa de variação somaclonal em diferentes genótipos
de bananeira para um mesmo protocolo de multiplicação, mostrando diferenças de comportamento dos
genótipos ao cultivo in vitro.
Com relação ao número de subcultivos in vitro,
alguns autores foram enfáticos em afirmar, que se trata de um fator importante no controle da ocorrência
de variação somaclonal. REUVENI et al. (1986) sugeriram que o número máximo de plantas obtido a partir
de um ápice caulinar deve ser de aproximadamente
1.000 plantas para a cv. Willians (grupo AAA).
KRIKORIAN et al. (1993) sem especificar números, sugeriram que possa ocorrer influência do número
excessivo de subcultivos in vitro no aumento da taxa
de variação somaclonal.
Trabalhando com uma população representativa de bananeira cv. Grande Naine, micropropagadas
in vitro, STOVER (1987) encontrou aproximadamente
25% de plantas atípicas ou variantes. Segundo seus
relatos, alguns tipos de variações se manifestaram cinco ou seis meses após o plantio ou a floração. A
variação mais comumente encontrada foi com relação
ao porte, variando de baixo ao gigantismo. Avaliando as variantes somaclonais com relação à morfologia,
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.201-205, 2004
SMITH (1988) encontrou plantas com estatura anormal,
de porte baixo ou mini e até gigantismo; as folhas apresentavam forma afilada (característica tetraplóide),
coloração variegada semelhante a um mosaico
virótico, ondulações laterais e ausência de cerosidade
no limbo foliar.
No experimento de campo realizado por
VUYLSTKE et al. (1996), o desempenho de plantas variantes do grupo AAB foi avaliada com relação às
características agronômicas. Cerca de três de cada quatro variantes apresentavam desenvolvimento inferior
ao de plantas normais. A cultivar Nanicão, estudada
por RODRIGUES et al. (1998), no Vale do Ribeira (SP),
apresentou aumento da taxa de variação somaclonal
com o do número de subcultivos in vitro, ocorrendo
as primeiras variantes a partir do nono subcultivo.
Nesse trabalho, que avaliou em condições de campo
1.991 mudas produzidas em diferentes subcultivos,
foram observados diferentes tipos de variantes
somaclonais, sendo o mais comum o VMIF (Variante
Morfológica da Inserção da Folha no Pseudocaule) responsável por redução significativa na produção.
O objetivo do presente trabalho foi observar a
influência do número de subcultivos durante o processo de multiplicação in vitro, da cultivar Pacovan, na
taxa de variação somaclonal em mudas produzidas e
destinadas ao plantio comercial.
2. MATERIAL E MÉTODOS
O material utilizado como matriz no processo
de micropropagação constituiu-se de rizomas (brotos
laterais), da cv. Pacovan (grupo AAB). Foram selecionados 20 rizomas, retiradas as folhas externas, até
atingir, aproximadamente, 7,0 cm de comprimento por
2,5 cm de diâmetro. Os rizomas foram mergulhados
em solução de água e hipoclorito de sódio (2% de cloro ativo), na proporção de 3:1, por aproximadamente
25 minutos. Após o tratamento asséptico, os rizomas
foram lavados com água destilada estéril (4 vezes),
no interior de câmara de fluxo laminar.
Após a assepsia, com o auxílio de pinça e bisturi, isolou-se o ápice caulinar, constituído de duas a
três folhas, envolvendo o meristema e um pequeno segmento de rizoma.
Variação somaclonal em mudas micropropagadas de bananeira
203
Os ápices caulinares foram submetidos à
inoculação em meio de cultura MS (MURASHIGE e SKOOG,
1962), sólido (6,0 g.L -1 de agar), suplementado com vitaminas de MS, sacarose (30,0 g.L -1), 6-benziladenina
(2,5 mg.L -1), pH ajustado para 5,8 e incubado à temperatura média de 26 oC e fotoperíodo de 16 horas
de luz.
tratos culturais normais de manutenção do pomar, inclusive irrigação por microaspersão.
Os subcultivos dos explantes, para a formação
das diferentes gerações a serem testadas no experimento, iniciaram-se com a transferência dos explantes para
meio de cultura com sais e vitaminas de MS
suplementado com 4,0 mg.L -1 de BAP, para indução
de brotações laterais nas mesmas condições de temperatura e fotoperíodo citados anteriormente.
As avaliações foram mensais e consistiram em
observar planta por planta, no intuito de se encontrar algum tipo de variação morfológica.
A partir do segundo subcultivo e com a certeza de não ocorrer contaminações, foram selecionados
sete ápices caulinares, isolando e subcultivando os
explantes, em meio de cultura fresco, ocorrendo
subcultivos a intervalos de quatro semanas.
Cada ápice caulinar foi subcultivado um número predeterminado de vezes formando tratamentos
com 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9 subcultivos, cujas plantas obtidas durante o processo foram utilizadas para indução
de novas brotações.
À medida que o número de subcultivos de cada
geração foi sendo atingido, as plântulas foram
transferidas para frascos contendo meio de cultura de
enraizamento, constituído de meio de cultura básico,
com metade da concentração de sais de MS, sólido (6,0
g.L-1 de agar), vitaminas MS, sacarose (30,0 g.L -1) e de
IBA (ácido indolbutírico) 0,2 mg.L-1, onde permaneceram por aproximadamente 20 dias, ou até atingirem
enraizamento e alongamento satisfatórios.
Depois de atingirem o estádio desejado (7,0 a
10,0 cm), as plântulas foram transferidas para caixas
plásticas contendo vermiculita e mantidas em câmara úmida, com uso de nebulizadores por cinco dias.
Após a aclimatização, as mudas foram
transferidas para bandejas plásticas de 24 células, contendo substrato estéril PlantiMax (horticultura),
misturado a 2% da formulação 10-10-10, permanecendo por 21 dias em viveiro com sombrite 50%.
A testemunha constituiu-se de 48 rizomas,
coletados no próprio local do experimento, localizado no Lote 78 do Distrito de Irrigação do Baixo Açu,
município de Alto do Rodrigues, Vale do Açu (RN).
À medida que os tratamentos foram sendo obtidos, realizou-se seu plantio em julho de 2001. Cada
tratamento foi plantado em lotes, compostos por linhas
contíguas em espaçamento de 3,5 x 2,20 m, os quais
receberam individualmente adubação de plantio e os
Não foi possível montar um delineamento experimental convencional, mesmo sem a inclusão de
repetições, devido ao diferente número de plantas obtido de cada tratamento e a necessidade de realizar
o plantio dentro de época apropriada.
Durante a avaliação, observaram-se características morfológicas variantes com relação à inserção
das folhas no pseudocaule, formas da folha, variação da clorofila na folha, retardamento no
desenvolvimento, interação dessas características e
características gerais do cacho, como tamanho de dedo
e número de pencas/cacho.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Ao término da fase de laboratório e
aclimatização, formaram-se os sete tratamentos de gerações de plantas obtidas através de 3, 4, 5, 6, 7, 8 e
9 subcultivos, com total de 426 plantas da cv. Pacovan,
como demonstra a Tabela 1.
Após as diversas avaliações, os seguintes tipos de variantes somaclonais foram identificados:
1. Variante de Cacho (VC) - caracteriza-se por
apresentar a planta com as propriedades morfológicas
normais da cv. Pacovan, como altura da planta, coloração e forma das folhas e pseudocaule, exceto pela
conformação do cacho. Nesse caso, o cacho da variante apresenta-se com número médio de cinco
pencas/cacho e dedos da segunda penca com tamanho médio de 14,4 cm, enquanto o controle apresenta
cacho com número médio de oito pencas/cacho e dedos da segunda penca com tamanho médio de 22,1
cm, normal para o primeiro ciclo de cultivo dessa cultivar irrigada. O menor número de pencas/cacho e o
tamanho reduzido dos dedos com conseqüente diminuição da massa, em média de 26%, faz com que esse
cacho seja classificado como de segunda, tendo pouco
valor comercial e acarretando prejuízo ao agricultor.
2. Variante Variegada (VV) - caracteriza-se
por apresentar variegações em todas as partes da
planta, das folhas ao pseudocaule incluindo o cacho.
A produção é inexpressiva, uma vez que o cacho apresenta tamanho reduzido e danos por queimadura
solar devido a pouca clorofila existente na planta. Os
descendentes apresentam o mesmo tipo de variegação
dessa planta que revela potencial para ornamentação.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.201-205, 2004
204
C.C.C. Santos e P.H.V. Rodrigues
Tabela 1.Variantes somaclonais encontrados nas diferentes tratamentos da cultivar Pacovan no Vale do Açu
(RN), em 2002
Plantas observadas
Tratamentos
Total
Normal
Tipos de variantes somaclonais
Variantes
VC
VV
%
VMFF-VCF
VCP
%
Controle
48
48 (100)
0
0
0
0
0
F3
11
11 (100)
0
0
0
0
0
F4
16
16 (100)
0
0
0
0
0
F5
31
31 (100)
0
0
0
0
0
F6
41
39 (95,20)
2 (4,80)
1 (2,40)
0
0
1 (2,40)
F7
65
63 (96,93)
2 (3,07)
2 (3,07)
0
0
0
F8
90
86 (95,52)
4 (4,48)
2 (2,24)
1 (1,12 )
1 (1,12)
0
F9
172
162 (94,20)
10 (5,80)
6 (3,48)
0
2 (1,16)
2 (1,16)
VC = variante de cacho. VV = variante variegada. VMFF-VCF = variante morfológica da forma da folha e clorofila da folha.
VCP = variante da coloração do pseudocaule.
3. Variante Morfológica da Forma da Folha associada a uma Variação da Clorofila na Folha (VMFF
- VCF) - caracteriza-se pelo estreitamento do limbo
foliar com um afilamento pronunciado na ponta da
folha, deixando-a com forma lanceolada. Associada
a essa característica, um dos lados da folha, geralmente o direito para quem vê a folha pela face inferior, é
menor e com variegações acompanhando toda a extensão de sua borda. Em sua face superior, podem ser
observadas pequenas manchas de coloração negra semelhante a queimaduras. A extremidade da borda que
circunda toda a folha é ligeiramente mais grossa, dando um aspecto serrilhado a essa estrutura. A área
foliar é menor que uma folha de planta normal.
4. Variante da Coloração do Pseudocaule
(VCP) - caracteriza-se por apresentar coloração negra
e brilhante no pseudocaule, acompanhando o engaço
em tom opaco até chegar nas flores. Fica bem evidente a diferença da coloração quando comparada ao
controle que possui tonalidade verde-clara e opaca.
Pela Tabela 1 verificam-se os tipos de variantes encontrados e a porcentagem de variação
somaclonal total para cada tratamento estudado na
cv. Pacovan. Observa-se que até em 5 subcultivos (F5)
não houve a ocorrência de variantes e que a partir do
6.o subcultivo (F6) foram detectadas variantes (4,8%),
atingindo o máximo de 5,8% em nove subcultivos (F9).
A variante mais comum encontrada foi do tipo
VC, que apresentou modificações morfológicas no cacho. Os tipos de variantes classificados como
VMFF-VCF e VCP, estudados no presente trabalho, foram também observados por SMITH (1988) e RODRIGUES
et al (1998), na caracterização de variantes
somaclonais em mudas de bananeira in vitro.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.201-205, 2004
O aumento da porcentagem da variação
somaclonal, em vista do número de subcultivos, foi
relatado também por S COWCROFT (1984) e G EORGE e
SHERRINGTON (1984), sendo um dos fatores responsáveis pela ocorrência de anomalias em plantas
micropropagadas. Tais resultados mostram que as
biofábricas devem ter um total controle desse
parâmetro, pois como demonstrou YUYLSTEKE (1996),
a maioria das variantes apresentaram desempenho
inferior ao de uma planta normal.
Os resultados do presente trabalho revelam
que para obtenção de mudas de bananeira da cv.
Pacovan com qualidade genética deve-se
micropropagar um ápice caulinar até cinco
subcultivos.
A mesma preocupação foi demonstrada por
K RIKORIAN et al. (1993), no controle do número de
subcultivos, para a manutenção da qualidade da
muda. Para R EUVENI et al. (1986) o número de plantas
obtidas a partir de um ápice caulinar de uma triplóide
AAA, não deve ultrapassar a 1.000 plantas, mantendo-se assim a qualidade genética da muda
micropropagada.
Deve-se ressaltar que R ODRIGUES et al (1998),
trabalhando com a cv. Nanicão, obtiveram resultado
semelhante com relação à influência do número de
subcultivos e o aumento da taxa de variação
somaclonal, recomendando até sete subcultivos para
essa cultivar. No presente trabalho, apesar de indicar
a mesma tendência de aumento da variação
somaclonal em vista do número de subcultivos, fica
demonstrado que a cv. Pacovan (AAB) possui um comportamento in vitro diferente da cv. Nanicão (AAA).
Enquanto na cv. Nanicão as variantes aparecem a partir
Variação somaclonal em mudas micropropagadas de bananeira
de nove subcultivos (R ODRIGUES et al, 1998), na cv.
Pacovan, no sexto subcultivo, ocorre o aparecimento
de plantas indesejáveis na porcentagem de 4,8%, chegando a 5,8% no nono subcultivo, taxa superior
quando comparada à cv. Nanicão, que apresentou
2,2% também no nono.
Além de diferentes taxas de variação
somaclonal entre as cultivares, observaram-se tipos de
variantes que não foram encontrados na cv. Nanicão,
bem como variantes dessa cultivar também não encontradas na ‘Pacovan’. A variante VC, mais comum para
a cv. Pacovan, não ocorre na ‘Nanicão’ e a VMIF (Variante Morfológica da Inserção da Folha no
Pseudocaule), típica da triplóide AAA Nanicão
(R ODRIGUES et al., 1998) não ocorre na triplóide AAB
Pacovan. Portanto o genótipo utilizado deve ser considerado em trabalhos de micropropagação de
bananeira, principalmente quando se visa à produção comercial de mudas.
Como na presente pesquisa, observou-se que
os perfilhos apresentavam as mesmas características
das variantes, excluiu-se então a possibilidade de outros fatores serem responsáveis pelas modificações
encontradas. Apesar disso, os autores reconhecem que
outros testes (análise molecular) podem ser realizados para a comprovação final. Os estudos revelam o
risco que corre o agricultor ao plantar mudas
micropropagadas, adquiridas de biofábricas que não
observem as condições adequadas para
micropropagação, incluindo o número de subcultivos,
pois pode haver alta porcentagem de variantes
somaclonais, comprometendo não somente a primeira colheita.
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REFERÊNCIAS
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E. Clonal fidelity and variation in plantain (Musa AAB)
regenerated from vegetative stem and floral axis tips in vitro.
Annals of Botany, New York, v.71, p.519-535, 1993.
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growth and bio assays with tabacco tissue culture. Physiologia
Plantarum, Copenhagen, v.15, p.473-497, 1962.
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variability in banana plants multiplied via in vitro techniques.
In: INTERNATIONAL BOARD FOR PLANT GENETIC
RESOURCES MEETING, 1986, Rome. Resumos... Rome:
IBPGR, 1986. p.36.
RODRIGUES, P.H.V.; TULMANN NETO, A.; CASSIERI NETO,
P.; MENDES, B.M.J. Influência do número de subcultivos na
ocorrência de variação somaclonal em mudas de bananeira
cv. Nanicão, no Vale do Ribeira - SP. Revista Brasileira de
Fruticultura, Jaboticabal, v.20, n.1, p.74-79, 1998.
SCOWCROFT, W.R. Genetic variability in tissue culture,
impact on germplasm conservation and utilization. In:
INTERNATIONAL BOARD FOR PLANT GENETIC
RESOURCES MEETING, 1986, Rome. Resumos... Rome:
IBPGR, 1984. p.41.
4. CONCLUSÕES
SMITH, M.K. A review of factors influencing the genetic stability
of micropropagated bananas. Fruits, Paris, v.43, n.4, p.219-223,
1988.
1. A porcentagem de variação somaclonal aumenta com o número de subcultivos e, portanto, as
biofábricas devem limitar o número de subcultivos
para obtenção de mudas de alta qualidade genética.
STOVER, R.H. Somaclonal variation in Grande Naine and Saba
bananas in the nursery and field. In: PERSLEY, G.J.;
DELANGHE, E.A. (Eds.). INTERNATIONAL WORKSHOP ON
BANANA AND PLANTAIN BREEDING STRATEGIES, 1986,
Cairs. Proceedings... Cairs, 1987. p.136-139.
2. Para cada cultivar de bananeira deve-se
aplicar um procedimento diferenciado no processo de
micropropagação, considerando os diferentes
genótipos, a fim de se evitar alterações na qualidade
genética da muda.
VUYLSTEKE, D.; SWENNEN, R.; DE LANGUE, E. Field
performance of variants of plantain (Musa spp., AAB group).
American Journal Society for Horticultural Science,
Alexandria, v.121, n.1, p.42-46, 1996.
AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem a CAPES pela concessão das bolsas aos autores, ao Distrito de Irrigação
do Baixo Açu (DIBA) – RN, pela cessão de área experimental e a BioCampo Biotecnologia Agrícola Ltda.,
pelo apoio técnico na produção das mudas.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.201-205, 2004
Bragantia
Print ISSN 0006-8705
Bragantia vol.63 no.2 Campinas 2004
MELHORAMENTO GENÉTICO VEGETAL
Avaliação de progênies obtidas de cruzamentos de
descendentes do Híbrido de Timor com as cultivares
Catuaí Vermelho e Catuaí Amarelo(1)
Evaluation of coffee progenies from crosses of Catuaí Vermelho
and Catuaí Amarelo with "Hibrido de Timor" descents
Paulo BonomoI; Cosme Damião CruzII; José Marcelo Soriano VianaII; Antonio
Alves PereiraIII; Valter Rodrigues de OliveiraIV; Pedro Crescêncio Souza
CarneiroII
IUniversidade
Estadual do Sudoeste da Bahia, Departamento de Estudos Básicos e
Instrumentais, 45700-000 Itapetininga (BA) E-mail: [email protected]
IIDepartamento de Biologia, Universidade Federal de Viçosa, 36571-000 Viçosa (MG). Email: [email protected]; [email protected]
IIIEmpresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais (EPAMIG), Viçosa (MG). E-mail:
[email protected]
IVEmbrapa
Hortaliças, km 09, Caixa Postal 218, 70359-970 Brasília (DF). E-mail:
[email protected]
RESUMO
Avaliou-se com este trabalho o comportamento de 28 progênies F3 de Coffea arabica
obtidas de cruzamentos das cultivares Catuaí Vermelho e Catuaí Amarelo com
descendentes do Híbrido de Timor, realizados pela Epamig em conjunto com a UFV.
Estimaram-se os parâmetros genéticos e as correlações entre caracteres, buscando
conhecer a estrutura genética da população e seu potencial para o melhoramento. O
experimento foi instalado em Patrocínio, Estado de Minas Gerais, em delineamento de
blocos casualizados com seis repetições, contendo 28 progênies F3 e duas
testemunhas da cultivar Catuaí Vermelho IAC 15. Analisaram-se as produções obtidas
nas quatro colheitas iniciais, de 1997 a 2000 e alguns caracteres vegetativos. As
progênies avaliadas apresentaram média de produção de grãos superior à testemunha,
e grande variabilidade genética, sugerindo a possibilidade de se obter linhagens
superiores. As progênies avaliadas apresentaram-se resistentes às raças fisiológicas da
ferrugem presentes na região do experimento. A progênie 505-9-2 se destaca como
material produtivo e vigoroso e de porte alto, enquanto as progênies 514-7-10 e 514-76 além de produtivas e vigorosas apresentaram porte baixo semelhante à cultivar
Catuaí Vermelho IAC 15. A produção de grãos apresentou correlação genotípica alta e
positiva com os caracteres diâmetro do caule, vigor, porte, altura e diâmetro da planta,
mas não apresentou resultados consistentes de correlação com carga pendente. A
produção de grãos de anos de colheita mostrou-se correlacionada com a produção total
de quatro anos apenas a partir do segundo ano de produção.
Palavras-chave: café, Coffea arabica L., melhoramento do cafeeiro, Híbrido de Timor.
ABSTRACT
This research aimed to evaluate the behavior of twenty eight F3 progenies of arabica
coffee obtained from crosses between Catuaí cultivar and the Híbrido de Timor
descents, done by Epamig in association with UFV. Genetic parameters and correlation
coefficients among agronomic traits were estimated in order to know the genetic
structure and the potential of the population for breeding programs. The experiment
was set up in Patrocínio (MG), using randomized block design. Yields of first initial
harvests (from 1997 to 2000) and some vegetative traits were analyzed. The
progenies presented average yield of coffee beans higher than the control and a high
genetic variability, suggesting the possibility of obtaining superior inbred lines. The
progenies evaluated were resistant to the races of leaf rust present in the field. The
progeny 505-9-2 is productive, vigorous and tall, while the progenies 514-7-10 and
514-7-6 are productive, vigorous and dwarf, similar to the Catuaí cultivar. Bean yield
showed high positive genotypic correlations with plant vigor, plant size, plant height,
stem diameter and plant diameter. Annual yields showed to be correlated with total
yield of four years only after the second productive year.
Key words: Coffea arabica L., breeding, Híbrido de Timor, genotypic correlations.
1. INTRODUÇÃO
Existem descritas aproximadamente 100 espécies do gênero Coffea. Somente duas
produzem frutos que têm importância econômica no mercado internacional: C. arabica
L. e C. canephora Pierre ex A. Froehner (CHARRIER e BERTHAUD, 1985). O Brasil tem
ocupado historicamente a primeira posição entre os países produtores e exportadores
de café no mundo, sendo aproximadamente 70% da produção, proveniente de
cultivares da espécie C. arabica, responsável por um produto de boa qualidade e maior
aceitação no mercado consumidor, porém apresenta menor rusticidade (MATIELLO,
1998; FONSECA, 1999).
O provável centro de origem e diversidade de C. arabica é a Etiópia, de onde teria sido
dispersado pelo mundo e chegado ao Brasil em 1727. As primeiras mudas introduzidas
no Brasil originaram a cultivar Típica, também conhecida como Arábica.
Provavelmente, em 1859, foi introduzida a cultivar Bourbon Vermelho, muito cultivada
devido à sua produtividade. 'Sumatra', introduzida em 1896, embora pouco cultivada,
originou, por hibridação natural com o 'Bourbon Vermelho' a cultivar Mundo Novo,
selecionada a partir de 1943 (CARVALHO et al., 1952), e até hoje uma das cultivares
mais plantadas. A mutação mais importante para a cafeicultura brasileira ocorreu
provavelmente na variedade Bourbon Vermelho, dando origem às cultivares Caturra
Vermelho e Caturra Amarelo. Não há informações completas a respeito da origem
dessas cultivares, porém existem relatos de plantações existentes no Espírito Santo em
1937.
Essas cultivares apresentam um gene mutante que determina a redução do
comprimento dos internódios e, conseqüentemente, do porte da planta (CARVALHO et
al., 1984). Uma hibridação realizada em 1949, no Instituto Agronômico (IAC), de
Campinas, entre 'Caturra Amarelo' e 'Mundo Novo', deu origem às cultivares Catuaí
Vermelho e Catuaí Amarelo, que reuniram as características de produtividade e
rusticidade do 'Mundo Novo' com o porte reduzido de 'Caturra' (CARVALHO e MONACO,
1972). Existem hoje diversas linhagens de 'Catuaí Vermelho' e 'Catuaí Amarelo', sendo
as cultivares mais plantadas atualmente no Brasil (PEREIRA e SAKIYAMA, 1999;
FAZUOLI et al., 2002).
No processo de dispersão do café foram utilizadas pequenas quantidades de sementes,
em conseqüência, a base genética da cafeicultura no Brasil e no mundo é estreita
(CARVALHO et al., 1993). O estudo da diversidade genética em café, utilizando
marcadores moleculares do tipo RAPD, comprovou a pequena diversidade genética
existente entre as cultivares (OROZCO et al., 1994; LASHERMES et al., 1996).
A ferrugem alaranjada das folhas (Hemileia vastatrix Berk. & Br.) é a principal moléstia
do cafeeiro no Brasil e ataca as plantações em todas as regiões do mundo. Foi
constatada no Brasil, em 1970, quando todas as variedades cultivadas eram
suscetíveis à raça II detectada. O prejuízo causado pela doença atinge, em média,
35%. Sob condições de estiagem prolongada nos períodos de maior severidade da
doença, as perdas na produção podem atingir mais de 50%. O controle químico da
doença é eficiente e vem sendo amplamente utilizado. Embora seja a principal forma
de controle da doença, essa prática é onerosa e de difícil implementação (ZAMBOLIM
et al., 1999).
Cultivares resistentes e, ou, tolerantes são de muito interesse dos produtores, pois
reduziriam grande parte dos custos de produção. Diversas populações resistentes têm
sido desenvolvidas nos países produtores de café, como as cultivares Icatu Vermelho
IAC 2945, Icatu Amarelo IAC 2944, Icatu Precoce IAC 3282, Iapar-59, Catucaí-Açu,
Obatã IAC 1669-20, Obatã Amarelo IAC 4739, Tupi IAC 1669-33, Oeiras MG 6851,
Paraíso MG H-419-1 e outras em fase de preparação para lançamento (FAZUOLI et al.,
2002; PEREIRA et al., 2002; SERA et al., 2002).
Grande número de genótipos, supostamente resistentes à ferrugem, foi recebido em
Campinas, em 1971. Desses, destacaram-se várias seleções do café conhecido como
Híbrido de Timor e, também, descendentes de hibridações realizadas em Portugal,
entre esse café e outras fontes de resistência à ferrugem. São denominados Híbrido de
Timor, cafeeiros selecionados na ilha de Timor português, possivelmente resultantes do
cruzamento natural de C. arabica e C. canephora, retrocruzados com C. arabica
(MEDINA et al., 1984).
O Híbrido de Timor e as progênies derivadas do cruzamento desse híbrido com outras
cultivares vêm sendo estudados em diversas regiões cafeeiras do mundo (VARZEA et
al., 2002). Esse germoplasma tem sido valioso para os programas de melhoramento,
visando à resistência ao agente da ferrugem. Além da introdução CIFC 832/1 se
manter resistente a todas as raças conhecidas do patógeno, até o momento, é
tetraplóide e se cruza facilmente com as cultivares de C. arabica, favorecendo a
transferência de sua resistência (CARVALHO et al., 1989).
Segundo Várzea et al. (2002), alguns anos após a introdução e o cultivo em larga
escala, na Índia, da cultivar "Cauvery" (Catimor - Caturra x Híbrido de Timor 832/1),
começou a mostrar suscetibilidade à ferrugem. Estudos revelaram tratar-se de novas
raças de ferrugem com capacidade para infectar toda a população de Catimor existente
no CIFC. Especial atenção tem sido dada ao estudo de populações derivadas do
cruzamento do Híbrido de Timor, resistente a várias raças do agente da ferrugem
(CHAVES, 1976; ABREU, 1988; BETTENCOURT e RODRIGUES, 1988; PEREIRA, 1995),
e as cultivares de porte reduzido de C. arabica.
Os descendentes dos cruzamentos do Híbrido de Timor com diversas cultivares e
linhagens de C. arabica revelaram-se nas condições de Campinas, pouco a médio
produtivos, sempre inferiores à cultivar Catuaí Vermelho IAC 81, mesmo sem
tratamento fitossanitário contra a ferrugem (CARVALHO et al., 1989). Por outro lado,
algumas progênies derivadas do cruzamento do Híbrido de Timor com a cultivar
Caturra vêm-se desenvolvendo bem e com boas produções em certas regiões cafeeiras
do Brasil, como em Minas Gerais (PEREIRA et al., 1987), e em outros países
cafeicultores, como Quênia, Colômbia, Índia e El Salvador (BETTENCOURT e
RODRIGUES, 1988). Também várias cultivares oriundas de progênies derivadas do
Híbrido de Timor foram lançadas no Brasil nos últimos anos (SERA et al., 2000; SERA
et al., 2002; FAZUOLI et al., 2002; PEREIRA et al., 2002).
O objetivo deste trabalho foi avaliar um conjunto de progênies de C. arabica, obtidas
pela Epamig e UFV, por meio de cruzamentos das cultivares Catuaí Vermelho e Catuaí
Amarelo com descendentes do Híbrido de Timor. Esses cruzamentos visaram ampliar a
variabilidade genética, principalmente resistência ao agente causador da ferrugem,
aumento de produtividade e porte baixo, além de outras características. Com esse
propósito foram estimados os parâmetros genéticos e as correlações entre caracteres,
buscando conhecer a estrutura genética da população e seu potencial para
melhoramento.
2. MATERIAL E MÉTODOS
Foram avaliadas 28 progênies na geração F3, descendentes de cruzamentos de
seleções do Híbrido de Timor com as cultivares Catuaí Vermelho e Catuaí Amarelo
(Tabela 1), pertencentes ao programa de melhoramento genético da Empresa de
Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais (Epamig) em conjunto com a Universidade
Federal de Viçosa (UFV). O experimento foi instalado em fevereiro de 1995 na Fazenda
Experimental de Patrocínio, Estado de Minas Gerais, pertencente à Epamig. Também
fizeram parte do experimento duas testemunhas da cultivar Catuaí Vermelho IAC 15.
O experimento foi instalado em delineamento de blocos ao acaso, com seis repetições
e quatro plantas por parcela, totalizando 720 covas. O espaçamento entre as plantas
foi de 1,5 m e 3,5 m entre fileiras, correspondendo a 1.904 plantas por hectare. Nas
bordaduras, foram plantados cafeeiros das mesmas progênies do experimento,
distribuídas aleatoriamente nas laterais da área útil. Entre os tratamentos não foi
deixado espaço nem bordadura.
O solo da área experimental é classificado como Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico
(Lvd), textura argilosa, originalmente sob vegetação de cerrado. A área, de relevo
suave ondulado, está situada a altitude de 934 m, latitude de 18º57' S e longitude de
47º00' W.
Apresenta precipitação pluvial média anual de 1.372 mm, concentrada de outubro a
março, temperatura média anual de 21,8 ºC, e o clima é classificado como Cwa,
segundo a classificação de Köppen.
O manejo da cultura foi feito conforme recomendações para o plantio de café na região
do cerrado mineiro, com o uso de calagem, adubação com NPK e micronutrientes, mas
sem controle de pragas e doenças.
Foram avaliadas de 1997 a 2000 as seguintes características:
Produção: efetuaram-se duas colheitas de frutos maduros em cada ano. A soma das
colheitas corresponde à massa total de café maduro, sendo convertido em massa de
grãos beneficiados com 12% de umidade e expressos em quilograma por planta. As
siglas utilizadas no texto para produção de grãos beneficiados foram: 1997 (P97),
1998 (P98), 1999 (P99), 2000 (P20) e nas combinações de anos 1997 e 1998 (P12),
1998 e 1999 (P23), 1999 e 2000 (P34), 1997, 1998 e 1999 (P123), 1998, 1999 e
2000 (P234) e total dos quatro anos (PT).
Porte da planta (Pt): escala de notas arbitrárias conferidas aos cafeeiros antes da
colheita variando de 1 a 4, sendo: 1 = planta baixa e 4 = maiores plantas do
experimento.
Vigor da planta (Vg): escala de notas conferidas aos cafeeiros antes da safra
variando de 1 a 10, sendo: 1 = planta depauperada e 10 = planta com vigor
vegetativo máximo.
Carga pendente (Cp): escala de notas conferidas aos cafeeiros antes da colheita,
variando de 1 a 4, sendo: 1 = planta com poucos grãos e 4 = planta com muitos
grãos.
Resistência à ferrugem: escala de notas conferidas aos cafeeiros, variando de 1 a 4,
sendo: 1 = sem incidência; 2 = incidência moderada; 3 = incidência moderada a alta,
sem desfolha e 4 = alta incidência, com desfolha.
Foram avaliadas apenas em 2000 as seguintes características:
Altura de planta (Ap): distância da superfície do solo à extremidade do ramo
ortotrópico e expressa em metro (m).
Diâmetro do caule (Dc): tomado a 5 cm da superfície do solo e expresso em
centímetro (cm).
Diâmetro de planta (Dp): média entre uma medida do diâmetro da planta tomado a
20 cm da superfície do solo e outra no "terço médio" da planta, e expresso em metro
(m).
Foram realizadas análises de variância univariada, considerando 30 tratamentos (28
progênies F3 e duas testemunhas), com base na média de parcelas das características
avaliadas no experimento. Para a produção, além das colheitas individuais, foram
também consideradas produções acumuladas.
Os tratamentos são considerados de efeito fixo, pois inicialmente existe interesse na
inferência a respeito dos genótipos avaliados no experimento. Os graus de liberdade
para tratamentos foram decompostos em três grupos: progênies, testemunhas e
progênies vs testemunhas, sendo o efeito de progênie considerado como aleatório.
As médias de tratamentos foram comparadas pelo teste Duncan a 5% de
probabilidade. Foram também estimados parâmetros genéticos e não genéticos
referentes à população, visando avaliar a possibilidade de praticar seleção.
As análises estatísticas utilizadas neste trabalho foram realizadas utilizando o
programa GENES: Aplicativo computacional em genética e estatística (CRUZ, 2001).
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados das análises de variância individuais e as estimativas dos parâmetros
genéticos e não genéticos para a produção, em quilogramas de grãos beneficiados por
planta, avaliada em 1997, 1998, 1999 e 2000, e nas combinações de anos, encontramse na tabela 2.
As análises de variância apontaram diferenças significativas entre os tratamentos, P =
0,06 no ano de 1997, e P < 0,01 para as demais colheitas e combinações de anos,
pelo teste F, permitindo afirmar que existe média de tratamento (ou tratamentos) que
difere das demais.
Observando-se, na mesmo tabela, o desdobramento da soma de quadrados de
tratamentos, verifica-se a existência de variância genética significativa entre as
progênies, P < 0,02 para as produções em 1998, 1999, 2000 e combinação de anos.
Na colheita de 1997, existe variância genética entre as progênies, apenas quando
considerado um valor de probabilidade de 14,1%. Esses resultados permitem concluir
que existe variabilidade genética para o caráter produção de grãos no conjunto de
progênies estudadas. Não se observou diferença significativa entre as testemunhas, P
= 1,0, resultado consistente, pois se trata de mesmo material genético.
A produção média da testemunha 'Catuaí Vermelho' IAC 15 foi superior à média das
progênies na primeira colheita e inferior nas demais. Os resultados revelam que as
progênies avaliadas são de menor precocidade de produção em relação à testemunha.
Evidenciam, porém, seu potencial para seleção, pois associam variabilidade genética e
média altas, condições que permitem a seleção de genótipos superiores.
Os resultados desse trabalho não estão de acordo com aqueles encontrados por
CARVALHO et al. (1989), que avaliaram progênies de cruzamentos entre descendentes
do Híbrido de Timor com diferentes cultivares e linhagens de C. arabica, tendo sido
pouco produtivas nas condições de Campinas (SP), bem inferiores à testemunha
'Catuaí Vermelho' IAC 81 utilizada sem o controle de ferrugem. Por outro lado,
PEREIRA et al. (1987), BETTENCOURT e RODRIGUES (1988), PEREIRA et al. (1995),
MELO et al. (1998), SERA et al. (2000) e FAZUOLI et al. (2002) observaram boas
produções em progênies derivadas de cruzamentos entre descendentes do Híbrido de
Timor e cultivares de C. arabica.
Os coeficientes de variação experimental (CVe) foram 44,63%, 42,14%, 24,52% e
77,42%, respectivamente, em 1997, 1998, 1999 e 2000 (Tabela 2). Altos coeficientes
de variação são verificados em experimentos de avaliação de progênies de café, em
anos individuais, variando entre 20% e 40%, e menores na análise de combinações de
anos (SERA, 1980; MENDES, 1994; FONSECA, 1999).
O elevado coeficiente de variação observado em 2000 se deve a condições climáticas
desfavoráveis para a cultura, pois nesse ano a região passou por longo período de seca
e alta incidência de ferrugem. No entanto, houve expressiva redução nas estimativas
de CVe, quando se analisaram os dados em combinações de colheitas, variando de
21,66% a 30,69%. Essa redução no CVe reforça a idéia de que o agrupamento das
colheitas contribui para reduzir os efeitos da bienalidade da produção. Resultados
semelhantes foram encontrados por SERA (1980) e MENDES (1994).
A média de produção de grãos beneficiados por planta, para tratamentos, foi crescente
nos três primeiros anos avaliados, passando de 0,248 kg por planta para 0,464
kg/planta e 1,626 kg/planta, respectivamente, na primeira, segunda e terceira
colheita. Houve redução drástica na quarta colheita, para 0,571 kg por planta.
Segundo FAZUOLI (1977), as plantas de café indicam tendência em aumentar a
produção até a 5.ª colheita, com menos oscilação bienal.
A redução da produção na 4.a colheita pode ser decorrente da seca ocorrida na região,
ou também do início da manifestação da bienalidade da produção de grãos
apresentada pela espécie cultivada a pleno sol e sem poda.
O coeficiente de herdabilidade (h2), estimado com base nas médias de progênies, ficou
entre 70% e 80% para as colheitas de 1998 e 1999 e combinação de anos. Na
primeira (1997) e quarta colheitas (2000), foi de 25,19% e 43,34% respectivamente.
Excetuando-se a primeira e quarta colheitas, tem-se uma situação favorável para
realizar a seleção, o que está de acordo com CARVALHO et al. (1969), FAZUOLI (1977)
e FAZUOLI et al. (2000). Esses autores indicam ser os anos de maior produção os mais
favoráveis para a realizar a seleção.
As combinações P23, P123, P234 e PT apresentaram herdabilidade igual a 80,36%,
77,46%, 78,30% e 76,27% respectivamente. A condição mais favorável é a
combinação de anos porque reduz o efeito de interação genótipo x ambiente. A
combinação P23 foi a mais favorável seguida da combinação P234.
O índice de variação ( q ) é a proporção entre o coeficiente de variação genética (CVg)
e o coeficiente de variação ambiental (CVe). Segundo VENCOVSKY (1987), quando
esse índice é próximo ou superior a 1,0 indica uma situação favorável à seleção. Nesse
estudo, essa relação, multiplicada por 100, resulta em valores concordantes com os
obtidos para os coeficientes de herdabilidade, sendo apenas pouco inferiores. Assim, a
discussão para θ é a mesma daquela da herdabilidade, corroborando uma situação
favorável para a seleção.
Os coeficientes de variação genética (CVg) oscilaram entre 10,82% e 31,73%, para os
anos avaliados e combinações de anos, revelando que a seleção das melhores
progênies possibilitará expressivo aumento no valor genético da população, quanto ao
caráter em questão.
A estimativa de parâmetros genéticos de uma população é de grande importância nos
programas de melhoramento. Porém, para um dado caráter, a estimativa de um
parâmetro pode ser variável, sendo função da variabilidade genética existente na
população e das condições do ambiente. No caso da produção inicial de grãos de café,
as diferentes estimativas encontradas para os quatro anos iniciais e combinação de
anos são, provavelmente, função dos diferentes genes que se estão expressando ao
longo do crescimento e desenvolvimento da planta, de diferenças no tamanho e
desenvolvimento inicial das mudas logo após o plantio no campo e das condições do
ambiente apresentadas nos anos de colheita. Além disso, na interpretação das
estimativas dos coeficientes de herdabilidade, deve-se estar atento ao viés dessas
estimativas, pois sendo a herdabilidade no sentido amplo uma relação da variância
genética entre progênies e a variância fenotípica, em experimentos desenvolvidos em
apenas um local, a variância genética possível de ser estimada fica inflacionada pelo
componente de variância dada pela interação genótipo x local.
Com relação à resistência ao agente causador da ferrugem, em 1997 e 1998, todas as
plantas do experimento receberam nota 1, ou seja, não houve incidência da ferrugem,
possivelmente devido ser os anos iniciais de produção das plantas coincidindo com
anos desfavoráveis ao ataque da doença.
Nos anos seguintes, todas as plantas das 28 progênies F3 em estudo receberam nota
1, enquanto as plantas da testemunha 'Catuaí Vermelho' IAC 15 receberam notas que
variaram de 2 a 4.
Os resultados atestam que as progênies avaliadas no experimento apresentam
resistência às raças de ferrugem presentes na região do experimento.
O cafeeiro conhecido como Híbrido de Timor apresenta, pelo menos, quatro genes SH6,
SH7, Sh8 e SH9 que conferem resistência ao agente da ferrugem (VARZEA et al.,
2000). Devido à natureza dominante desses genes, entre os descendentes de
cruzamentos com cultivares suscetíveis à freqüência de plantas suscetíveis na geração
F3 deve ser bastante reduzida, sobretudo quando se efetua seleção para essa
característica na geração anterior (F2). Os resultados apresentados neste trabalho
corroboram essa hipótese.
Analisando as características que compõem o aspecto geral da cultura, verificou-se
que, para os caracteres porte, vigor, altura e diâmetro da planta, carga pendente e
diâmetro do caule ocorreram diferenças significativas, P < 0,05, pelo teste F, entre os
tratamentos nos respectivos anos avaliados. Verificou-se ainda que não ocorreram
diferenças significativas entre as testemunhas (P < 0,01). Para o contraste genótipos
vs testemunhas na maioria dos casos ocorreram diferenças significativas.
Considerando a existência de variabilidade genética entre as progênies, P < 0,05 para
os caracteres relacionados, será possível praticar seleção com o objetivo de se obter
variedades que se adaptem a diferentes sistemas de cultivo.
As médias de produção em quilogramas de grãos beneficiados por planta, obtidas em
1997, 1998, 1999 e 2000 e nas combinações de anos, encontram-se na tabela 3, bem
como o resultado do teste de Duncan, a 5% de probabilidade para a comparação entre
as médias. Ao se comparar o desempenho dos genótipos em 1997, verifica-se que a
cultivar Catuaí Vermelho IAC 15 foi a mais produtiva (0,357 kg por planta), contudo
não diferiu das progênies 515-4-2, 438-7-2 e 514-5-5. Como se trata do primeiro ano
de produção, há evidência de precocidade da cultivar Catuaí em relação ao conjunto de
progênies avaliadas; no entanto, é possível selecionar progênies de maturação
semelhante a essa cultivar.
Nas colheitas de 1998 e 1999, a progênie 505-9-2 foi a mais produtiva com média de
0,874 kg/planta e 2,400 kg/planta, respectivamente, diferindo estatisticamente dos
demais tratamentos. Essa progênie manteve-se também entre as mais produtivas na
colheita de 2000, com produção média de 0,977 kg/planta, e foi a mais produtiva em
todas as combinações de anos. Quando se observa a produção acumulada da 2.ª, 3.ª e
4.ª colheitas, várias progênies foram mais produtivas que a testemunha Catuaí
Vermelho IAC 15, destacando-se 505-9-2, 514-7-10, 514-7-8, 518-3-6, 514-7-6, 5182-6, 493-1-2 e 514-7-16. Ao selecionar antecipadamente as 10 melhores progênies em
1998, que corresponde à 2ª safra, incluiria sete entre as oito primeiras classificadas
considerando a produção acumulada da 2.ª, 3.ª e 4.ª colheitas. Assim, poderia praticar
seleção antecipada eficiente usando somente a produção de 1988.
A oscilação na produção apresentada pelas plantas de café é fator desfavorável ao
produtor, pois em períodos posteriores aos anos de baixa produção haverá problemas
econômicos para o manejo da lavoura. Nesse aspecto, verifica-se que as progênies 5059-2 e 514-7-8 apresentaram baixa produção na primeira colheita, porém nas três
colheitas seguintes estiveram entre as mais produtivas, enquanto a cultivar Catuaí
Vermelho IAC 15 e as progênies 514-7-6 e 493-1-2 oscilaram entre altas e baixas
produções.
A progênie 505-9-2 que se destacou como a mais produtiva, também apresentou bom
vigor de planta e diâmetro de caule, porém, porte, altura e diâmetro de planta iguais
ou superiores à testemunha 'Catuaí Vermelho' IAC 15 (Tabela 4). As progênies 514-710 e 514-7-6, que se destacaram também como bastante produtivas, mostraram vigor
de planta semelhante à progênie 505-9-2.
Essas duas progênies, entretanto, apresentaram porte, altura, diâmetro de planta e
diâmetro de caule inferiores à progênie 505-9-2 e semelhantes à testemunha 'Catuaí
Vermelho' IAC 15.
Como se pode verificar, com base no conjunto de progênies avaliadas é possível
selecionar progênies que atendam a diferentes sistemas de cultivo. Por exemplo,
selecionar progênies com porte mais alto indicadas para plantios menos adensados, e,
por outro lado, selecionar progênies com menor porte para plantios mais adensados.
Na Tabela 5, verificam-se as estimativas dos coeficientes de correlação genotípica (rg),
fenotípica (rF) e de ambiente (re) entre os caracteres carga pendente, vigor de planta
e porte da planta com a produção de grãos do respectivo ano de avaliação e a
produção de grãos do ano seguinte. De maneira geral, as estimativas dos coeficientes
de correlação fenotípica e genotípica entre os caracteres mencionados e a produção de
grãos do respectivo ano de avaliação e do ano seguinte, apresentaram concordância
entre si, demonstrando baixa influência dos anos de colheita na associação entre esses
caracteres.
Os valores do coeficiente de correlação genética, entre carga pendente e produção de
grãos do respectivo ano de avaliação, foram: -0,22; -1,00; -0,83 e -0,85. Com
exceção do primeiro valor, são valores altos de correlação negativa. Esses resultados
contrariam o esperado, uma vez que se visava utilizar a característica carga pendente,
avaliada subjetivamente por meio de notas, como critério auxiliar ou até mesmo
substitutivo, do caráter produção. Assim, novos estudos devem ser realizados, porém
os resultados deste trabalho indicam ser pouco promissor o uso da característica carga
pendente na seleção indireta para produção.
O vigor da planta correlacionou-se de forma negativa com a produção na primeira
colheita (rg = -0,48), fato explicável, pois aquelas progênies com início de produção
tardio dispõem de maior quantidade de energia para crescimento vegetativo. Porém,
nos anos seguintes, o vigor vegetativo apresentou correlação positiva com a produção
de grãos do mesmo ano de avaliação. O vigor da planta também se apresentou
correlacionado positivamente com a produção de grãos do ano seguinte. Em 2000,
quando ocorreu intensa seca na região, a correlação do vigor da planta com a
produção de grãos de 0,90 apresentou seu mais alto valor. Esse fato revela que existe,
no conjunto de progênies avaliadas, material genético com provável adaptação à seca.
Correlação positiva entre o vigor da planta e a produção também foi observada por
FAZUOLI (1977), CARVALHO et al. (1979), CARVALHO et al. (1984), entre outros. Da
mesma forma, como se nota na tabela 5, o porte das plantas mostrou-se
correlacionado positivamente com a produção de grãos somente a partir do segundo
ano de produção.
A correlação genotípica de 0,33, observada entre a altura da planta e a produção total
(Tabela 6), está de acordo em sinal, e tem magnitude próxima, de 0,22 a 0,42, em
DHALIWAL (1968), 0,58 em ROCHA et al. (1980) e 0,43 em SERA (1987). A correlação
genotípica entre a produção total e o diâmetro de caule de 0,56 é concordante com os
valores observados por DHALIWAL (1968), entre 0,26 e 0,62 e com os de SRINIVASAN
(1980), que variaram entre 0,55 e 0,51. A correlação genotípica de 0,41 entre o
diâmetro da planta e a produção total é condizente com os valores de 0,04 a 0,67
obtidos por DHALIWAL (1968), em amostras de várias cultivares, 0,51 em ROCHA et
al. (1980) e 0,29 em SERA (1987).
A existência dessa correlação indica a necessidade de corrigir a produção por planta
para produção por hectare, de acordo com a altura e o diâmetro da copa das
progênies. Assim, possibilitará selecionar as mais produtivas por hectare para os
cultivos mais intensivos cuja produtividade por hectare é mais importante que a
produção por planta.
As estimativas de correlações apresentadas na tabela 5 mostram que as correlações
entre os anos de produção foram de alta magnitude considerando os três últimos anos
de produção. No entanto, foram de baixa magnitude ou negativas, quando
consideradas com o primeiro ano de produção. Esse fato revela que a produção do
primeiro ano deve ser excluída para possibilitar seleção precoce branda eficiente, ao se
considerar a 2.ª, 3.ª e 4.ª colheitas.
4. CONCLUSÕES
1. As progênies avaliadas apresentaram média de produção de grãos superiores à
testemunha, e grande variabilidade genética, sugerindo a possibilidade de se obter
linhagens superiores.
2. As progênies avaliadas apresentaram-se resistentes às raças fisiológicas da
ferrugem presentes na região do experimento.
3. Com base nas análises dos caracteres vegetativos do conjunto de progênies
avaliado, é possível obter linhagens que atendam a diferentes objetivos do
melhoramento do cafeeiro.
4. A progênie 505-9-2 se destaca como material produtivo e vigoroso e de porte alto,
enquanto a 514-7-10 e a 514-7-6, além de produtivas e vigorosas, apresentaram
porte baixo semelhante à cultivar Catuaí Vermelho IAC 15.
5. O caráter produção de grãos revelou correlação genotípica alta e positiva com os
caracteres diâmetro do caule, vigor, porte, altura e diâmetro da planta. Não
apresentou, porém, resultados consistentes de correlação com carga pendente.
6. A seleção para a produção de grãos neste experimento somente poderá ser
realizada com eficiência a partir do segundo ano de produção.
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Recebido para publicação em 18 de fevereiro de 2003 e aceito em 20 de fevereiro de
2004
(1) Extraído da tese de doutorado apresentada pelo primeiro autor à Universidade
Federal de Viçosa (UFV), Viçosa (MG).
Avaliação de progênies descendentes do Híbrido de Timor
207
MELHORAMENTO GENÉTICO VEGETAL
AVALIAÇÃO DE PROGÊNIES OBTIDAS DE CRUZAMENTOS
DE DESCENDENTES DO HÍBRIDO DE TIMOR COM AS
CULTIVARES CATUAÍ VERMELHO E CATUAÍ AMARELO (1)
PAULO BONOMO(2); COSME DAMIÃO CRUZ(3); JOSÉ MARCELO SORIANO VIANA(3);
ANTONIO ALVES PEREIRA(4); VALTER RODRIGUES DE OLIVEIRA(5);
PEDRO CRESCÊNCIO SOUZA CARNEIRO(3)
RESUMO
Avaliou-se com este trabalho o comportamento de 28 progênies F3 de Coffea arabica obtidas de
cruzamentos das cultivares Catuaí Vermelho e Catuaí Amarelo com descendentes do Híbrido de Timor,
realizados pela Epamig em conjunto com a UFV. Estimaram-se os parâmetros genéticos e as correlações
entre caracteres, buscando conhecer a estrutura genética da população e seu potencial para o melhoramento. O experimento foi instalado em Patrocínio, Estado de Minas Gerais, em delineamento de blocos
casualizados com seis repetições, contendo 28 progênies F3 e duas testemunhas da cultivar Catuaí Vermelho IAC 15. Analisaram-se as produções obtidas nas quatro colheitas iniciais, de 1997 a 2000 e alguns
caracteres vegetativos. As progênies avaliadas apresentaram média de produção de grãos superior à testemunha, e grande variabilidade genética, sugerindo a possibilidade de se obter linhagens superiores.
As progênies avaliadas apresentaram-se resistentes às raças fisiológicas da ferrugem presentes na região do experimento. A progênie 505-9-2 se destaca como material produtivo e vigoroso e de porte alto,
enquanto as progênies 514-7-10 e 514-7-6 além de produtivas e vigorosas apresentaram porte baixo semelhante à cultivar Catuaí Vermelho IAC 15. A produção de grãos apresentou correlação genotípica alta
e positiva com os caracteres diâmetro do caule, vigor, porte, altura e diâmetro da planta, mas não apresentou resultados consistentes de correlação com carga pendente. A produção de grãos de anos de colheita
mostrou-se correlacionada com a produção total de quatro anos apenas a partir do segundo ano de produção.
Palavras-chave: café, Coffea arabica L., melhoramento do cafeeiro, Híbrido de Timor.
( 1) Extraído da tese de doutorado apresentada pelo primeiro autor à Universidade Federal de Viçosa (UFV), Viçosa (MG).
Recebido para publicação em 18 de fevereiro de 2003 e aceito em 20 de fevereiro de 2004.
( 2) Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, Departamento de Estudos Básicos e Instrumentais, 45700-000 Itapetininga (BA).
E-mail: [email protected]
( 3) Departamento de Biologia, Universidade Federal de Viçosa, 36571-000 Viçosa (MG). E-mail: [email protected];
[email protected]
( 4) Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais (EPAMIG), Viçosa (MG). E-mail: [email protected]
(5) Embrapa Hortaliças, km 09, Caixa Postal 218, 70359-970 Brasília (DF). E-mail:[email protected]
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.207-219, 2004
208
P. Bonomo et al.
ABSTRACT
EVALUATION OF COFFEE PROGENIES FROM CROSSES OF CATUAÍ VERMELHO
AND CATUAÍ AMARELO WITH "HIBRIDO DE TIMOR" DESCENTS
This research aimed to evaluate the behavior of twenty eight F3 progenies of arabica coffee obtained
from crosses between Catuaí cultivar and the Híbrido de Timor descents, done by Epamig in association
with UFV. Genetic parameters and correlation coefficients among agronomic traits were estimated in
order to know the genetic structure and the potential of the population for breeding programs. The
experiment was set up in Patrocínio (MG), using randomized block design. Yields of first initial harvests
(from 1997 to 2000) and some vegetative traits were analyzed. The progenies presented average yield of
coffee beans higher than the control and a high genetic variability, suggesting the possibility of obtaining
superior inbred lines. The progenies evaluated were resistant to the races of leaf rust present in the
field. The progeny 505-9-2 is productive, vigorous and tall, while the progenies 514-7-10 and 514-7-6 are
productive, vigorous and dwarf, similar to the Catuaí cultivar. Bean yield showed high positive genotypic
correlations with plant vigor, plant size, plant height, stem diameter and plant diameter. Annual yields
showed to be correlated with total yield of four years only after the second productive year.
Key words: Coffea arabica L., breeding, Híbrido de Timor, genotypic correlations.
1. INTRODUÇÃO
Existem descritas aproximadamente 100 espécies do gênero Coffea. Somente duas produzem frutos
que têm importância econômica no mercado internacional: C. arabica L. e C. canephora Pierre ex A. Froehner
(CHARRIER e Berthaud, 1985). O Brasil tem ocupado historicamente a primeira posição entre os países
produtores e exportadores de café no mundo, sendo
aproximadamente 70% da produção, proveniente de
cultivares da espécie C. arabica, responsável por um
produto de boa qualidade e maior aceitação no mercado consumidor, porém apresenta menor rusticidade
(MATIELLO , 1998; FONSECA , 1999).
(CARVALHO et al., 1984). Uma hibridação realizada em
1949, no Instituto Agronômico (IAC), de Campinas,
entre 'Caturra Amarelo' e 'Mundo Novo', deu origem
às cultivares Catuaí Vermelho e Catuaí Amarelo, que
reuniram as características de produtividade e rusticidade do 'Mundo Novo' com o porte reduzido de
'Caturra' (CARVALHO e MONACO, 1972). Existem hoje diversas linhagens de 'Catuaí Vermelho' e 'Catuaí
Amarelo', sendo as cultivares mais plantadas atualmente no Brasil (PEREIRA e S AKIYAMA, 1999; FAZUOLI et
al., 2002).
No processo de dispersão do café foram utilizadas pequenas quantidades de sementes, em
conseqüência, a base genética da cafeicultura no Brasil e no mundo é estreita (CARVALHO et al., 1993). O
estudo da diversidade genética em café, utilizando
marcadores moleculares do tipo RAPD, comprovou a
pequena diversidade genética existente entre as cultivares (OROZCO et al., 1994; L ASHERMES et al., 1996).
O provável centro de origem e diversidade de
C. arabica é a Etiópia, de onde teria sido dispersado
pelo mundo e chegado ao Brasil em 1727. As primeiras mudas introduzidas no Brasil originaram a
cultivar Típica, também conhecida como Arábica. Provavelmente, em 1859, foi introduzida a cultivar
Bourbon Vermelho, muito cultivada devido à sua produtividade. 'Sumatra', introduzida em 1896, embora
pouco cultivada, originou, por hibridação natural
com o 'Bourbon Vermelho' a cultivar Mundo Novo,
selecionada a partir de 1943 (CARVALHO et al., 1952),
e até hoje uma das cultivares mais plantadas. A mutação mais importante para a cafeicultura brasileira
ocorreu provavelmente na variedade Bourbon Vermelho, dando origem às cultivares Caturra Vermelho e
Caturra Amarelo. Não há informações completas a
respeito da origem dessas cultivares, porém existem
relatos de plantações existentes no Espírito Santo em 1937.
A ferrugem alaranjada das folhas (Hemileia
vastatrix Berk. & Br.) é a principal moléstia do cafeeiro no Brasil e ataca as plantações em todas as regiões
do mundo. Foi constatada no Brasil, em 1970, quando todas as variedades cultivadas eram suscetíveis à
raça II detectada. O prejuízo causado pela doença atinge, em média, 35%. Sob condições de estiagem
prolongada nos períodos de maior severidade da doença, as perdas na produção podem atingir mais de
50%. O controle químico da doença é eficiente e vem
sendo amplamente utilizado. Embora seja a principal
forma de controle da doença, essa prática é onerosa e
de difícil implementação (ZAMBOLIM et al., 1999).
Essas cultivares apresentam um gene mutante
que determina a redução do comprimento dos
internódios e, conseqüentemente, do porte da planta
Cultivares resistentes e, ou, tolerantes são de
muito interesse dos produtores, pois reduziriam grande
parte dos custos de produção. Diversas populações
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.207-219, 2004
Avaliação de progênies descendentes do Híbrido de Timor
resistentes têm sido desenvolvidas nos países produtores de café, como as cultivares Icatu Vermelho IAC
2945, Icatu Amarelo IAC 2944, Icatu Precoce IAC 3282,
Iapar-59, Catucaí-Açu, Obatã IAC 1669-20, Obatã Amarelo IAC 4739, Tupi IAC 1669-33, Oeiras MG 6851,
Paraíso MG H-419-1 e outras em fase de preparação
para lançamento (FAZUOLI et al., 2002; PEREIRA et al.,
2002; SERA et al., 2002).
Grande número de genótipos, supostamente
resistentes à ferrugem, foi recebido em Campinas, em
1971. Desses, destacaram-se várias seleções do café
conhecido como Híbrido de Timor e, também, descendentes de hibridações realizadas em Portugal, entre
esse café e outras fontes de resistência à ferrugem. São
denominados Híbrido de Timor, cafeeiros selecionados na ilha de Timor português, possivelmente
resultantes do cruzamento natural de C. arabica e C.
canephora, retrocruzados com C. arabica (M EDINA et
al., 1984).
O Híbrido de Timor e as progênies derivadas
do cruzamento desse híbrido com outras cultivares
vêm sendo estudados em diversas regiões cafeeiras do
mundo (VARZEA et al., 2002). Esse germoplasma tem
sido valioso para os programas de melhoramento, visando à resistência ao agente da ferrugem. Além da
introdução CIFC 832/1 se manter resistente a todas
as raças conhecidas do patógeno, até o momento, é
tetraplóide e se cruza facilmente com as cultivares de
C. arabica, favorecendo a transferência de sua resistência (C ARVALHO et al., 1989).
Segundo Várzea et al. (2002), alguns anos após
a introdução e o cultivo em larga escala, na Índia, da
cultivar "Cauvery" (Catimor - Caturra x Híbrido de
Timor 832/1), começou a mostrar suscetibilidade à ferrugem. Estudos revelaram tratar-se de novas raças de
ferrugem com capacidade para infectar toda a população de Catimor existente no CIFC. Especial atenção
tem sido dada ao estudo de populações derivadas do
cruzamento do Híbrido de Timor, resistente a várias
raças do agente da ferrugem (C HAVES, 1976; A BREU ,
1988; B ETTENCOURT e RODRIGUES , 1988; P EREIRA , 1995), e
as cultivares de porte reduzido de C. arabica.
Os descendentes dos cruzamentos do Híbrido
de Timor com diversas cultivares e linhagens de C.
arabica revelaram-se nas condições de Campinas, pouco a médio produtivos, sempre inferiores à cultivar
Catuaí Vermelho IAC 81, mesmo sem tratamento
fitossanitário contra a ferrugem (CARVALHO et al., 1989).
Por outro lado, algumas progênies derivadas do cruzamento do Híbrido de Timor com a cultivar Caturra
vêm-se desenvolvendo bem e com boas produções em
certas regiões cafeeiras do Brasil, como em Minas Gerais (PEREIRA et al., 1987), e em outros países cafeicultores,
como Quênia, Colômbia, Índia e El Salvador
209
(BETTENCOURT e R ODRIGUES, 1988). Também várias cultivares oriundas de progênies derivadas do Híbrido
de Timor foram lançadas no Brasil nos últimos anos
(SERA et al., 2000; SERA et al., 2002; FAZUOLI et al., 2002;
PEREIRA et al., 2002).
O objetivo deste trabalho foi avaliar um conjunto de progênies de C. arabica, obtidas pela Epamig
e UFV, por meio de cruzamentos das cultivares Catuaí
Vermelho e Catuaí Amarelo com descendentes do Híbrido de Timor. Esses cruzamentos visaram ampliar
a variabilidade genética, principalmente resistência
ao agente causador da ferrugem, aumento de produtividade e porte baixo, além de outras características.
Com esse propósito foram estimados os parâmetros
genéticos e as correlações entre caracteres, buscando
conhecer a estrutura genética da população e seu potencial para melhoramento.
2. MATERIAL E MÉTODOS
Foram avaliadas 28 progênies na geração F3,
descendentes de cruzamentos de seleções do Híbrido de Timor com as cultivares Catuaí Vermelho e
Catuaí Amarelo (Tabela 1), pertencentes ao programa
de melhoramento genético da Empresa de Pesquisa
Agropecuária de Minas Gerais (Epamig) em conjunto com a Universidade Federal de Viçosa (UFV). O
experimento foi instalado em fevereiro de 1995 na Fazenda Experimental de Patrocínio, Estado de Minas
Gerais, pertencente à Epamig. Também fizeram parte
do experimento duas testemunhas da cultivar Catuaí
Vermelho IAC 15.
O experimento foi instalado em delineamento de blocos ao acaso, com seis repetições e quatro
plantas por parcela, totalizando 720 covas. O
espaçamento entre as plantas foi de 1,5 m e 3,5 m entre fileiras, correspondendo a 1.904 plantas por
hectare. Nas bordaduras, foram plantados cafeeiros
das mesmas progênies do experimento, distribuídas
aleatoriamente nas laterais da área útil. Entre os tratamentos não foi deixado espaço nem bordadura.
O solo da área experimental é classificado
como Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico (Lvd),
textura argilosa, originalmente sob vegetação de cerrado. A área, de relevo suave ondulado, está situada
a altitude de 934 m, latitude de 18o57' S e longitude
de 47o00' W.
Apresenta precipitação pluvial média anual
de 1.372 mm, concentrada de outubro a março, temperatura média anual de 21,8 o C, e o clima é
classificado como Cwa, segundo a classificação de
Köppen.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.207-219, 2004
210
P. Bonomo et al.
Tabela 1. Genealogia das progênies F 3 utilizadas no experimento
Híbrido
Cruzamentos
N.o de progênies F3
H 428
CV IAC 81 (UFV 2145-113 EL7) x HT (UFV 428-08)
1
H 436
CV IAC 99 (UFV 2147-295 EL7) x HT (UFV 442-42)
1
H 438
CA IAC 86 (UFV 2154-74 EL7) x HT (UFV 451-41)
1
H 493
CV IAC 44 (UFV 2144-71 EL7) x HT (UFV 446-08)
2
H 504
CV IAC 81 (UFV 2145-79 EL7) x HT (UFV 438-01)
2
H 505
CV IAC 81 (UFV 2145-79 EL7) x HT (UFV 438-52)
1
H 514
CA IAC 86 (UFV 2154-344 EL7) x HT (UFV 440-10)
10
H 515
CA IAC 86 (UFV 2154-344 EL7) x HT (UFV 378-33)
2
H 516
CA IAC 86 (UFV 2154-345 EL7) x HT (UFV 446-08)
1
H 518
CV IAC 141 (UFV 2194-341 EL7) x HT (UFV 442-34)
7
CV: Catuaí Vermelho; CA: Catuaí Amarelo; HT: Híbrido de Timor.
O manejo da cultura foi feito conforme recomendações para o plantio de café na região do cerrado
mineiro, com o uso de calagem, adubação com NPK e
micronutrientes, mas sem controle de pragas e doenças.
Foram avaliadas de 1997 a 2000 as seguintes
características:
Produção: efetuaram-se duas colheitas de frutos maduros em cada ano. A soma das colheitas
corresponde à massa total de café maduro, sendo convertido em massa de grãos beneficiados com 12% de
umidade e expressos em quilograma por planta. As
siglas utilizadas no texto para produção de grãos beneficiados foram: 1997 (P97), 1998 (P98), 1999 (P99),
2000 (P20) e nas combinações de anos 1997 e 1998
(P12), 1998 e 1999 (P23), 1999 e 2000 (P34), 1997, 1998
e 1999 (P123), 1998, 1999 e 2000 (P234) e total
dos quatro anos (PT).
Porte da planta (Pt): escala de notas arbitrárias conferidas aos cafeeiros antes da colheita
variando de 1 a 4, sendo: 1 = planta baixa e 4 = maiores plantas do experimento.
Vigor da planta (Vg): escala de notas
conferidas aos cafeeiros antes da safra variando de 1
a 10, sendo: 1 = planta depauperada e 10 = planta
com vigor vegetativo máximo.
Carga pendente (Cp): escala de notas
conferidas aos cafeeiros antes da colheita, variando
de 1 a 4, sendo: 1 = planta com poucos grãos e 4 =
planta com muitos grãos.
Resistência à ferrugem: escala de notas
conferidas aos cafeeiros, variando de 1 a 4, sendo: 1
= sem incidência; 2 = incidência moderada; 3 =
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.207-219, 2004
incidência moderada a alta, sem desfolha e 4 = alta
incidência, com desfolha.
Foram avaliadas apenas em 2000 as seguintes características:
Altura de planta (Ap): distância da superfície do solo à extremidade do ramo ortotrópico e
expressa em metro (m).
Diâmetro do caule (Dc): tomado a 5 cm da superfície do solo e expresso em centímetro (cm).
Diâmetro de planta (Dp): média entre uma
medida do diâmetro da planta tomado a 20 cm da superfície do solo e outra no "terço médio" da planta, e
expresso em metro (m).
Foram realizadas análises de variância
univariada, considerando 30 tratamentos (28 progênies F 3 e duas testemunhas), com base na média de
parcelas das características avaliadas no experimento. Para a produção, além das colheitas individuais,
foram também consideradas produções acumuladas.
Os tratamentos são considerados de efeito fixo,
pois inicialmente existe interesse na inferência a respeito dos genótipos avaliados no experimento. Os
graus de liberdade para tratamentos foram decompostos em três grupos: progênies, testemunhas e
progênies vs testemunhas, sendo o efeito de progênie
considerado como aleatório.
As médias de tratamentos foram comparadas
pelo teste Duncan a 5% de probabilidade. Foram também estimados parâmetros genéticos e não genéticos
referentes à população, visando avaliar a possibilidade de praticar seleção.
Avaliação de progênies descendentes do Híbrido de Timor
As análises estatísticas utilizadas neste trabalho
foram realizadas utilizando o programa GENES:
Aplicativo computacional em genética e estatística
(CRUZ, 2001).
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados das análises de variância individuais e as estimativas dos parâmetros genéticos e
não genéticos para a produção, em quilogramas de
grãos beneficiados por planta, avaliada em 1997, 1998,
1999 e 2000, e nas combinações de anos, encontramse na tabela 2.
As análises de variância apontaram diferenças significativas entre os tratamentos, P = 0,06 no ano
de 1997, e P < 0,01 para as demais colheitas e combinações de anos, pelo teste F, permitindo afirmar que
existe média de tratamento (ou tratamentos) que difere das demais.
Observando-se, na mesmo tabela, o desdobramento da soma de quadrados de tratamentos,
verifica-se a existência de variância genética significativa entre as progênies, P < 0,02 para as produções
em 1998, 1999, 2000 e combinação de anos.
Na colheita de 1997, existe variância genética entre as progênies, apenas quando considerado um
valor de probabilidade de 14,1%. Esses resultados permitem concluir que existe variabilidade genética para
o caráter produção de grãos no conjunto de progênies estudadas. Não se observou diferença significativa
entre as testemunhas, P = 1,0, resultado consistente,
pois se trata de mesmo material genético.
A produção média da testemunha 'Catuaí Vermelho' IAC 15 foi superior à média das progênies na
primeira colheita e inferior nas demais. Os resultados
revelam que as progênies avaliadas são de menor precocidade de produção em relação à testemunha.
Evidenciam, porém, seu potencial para seleção, pois
associam variabilidade genética e média altas, condições que permitem a seleção de genótipos
superiores.
Os resultados desse trabalho não estão de
acordo com aqueles encontrados por CARVALHO et al.
(1989), que avaliaram progênies de cruzamentos entre descendentes do Híbrido de Timor com diferentes
cultivares e linhagens de C. arabica, tendo sido pouco produtivas nas condições de Campinas (SP), bem
inferiores à testemunha 'Catuaí Vermelho' IAC 81 utilizada sem o controle de ferrugem. Por outro lado,
P EREIRA et al. (1987), B ETTENCOURT e R ODRIGUES (1988),
PEREIRA et al. (1995), MELO et al. (1998), SERA et al. (2000)
211
e FAZUOLI et al. (2002) observaram boas produções em
progênies derivadas de cruzamentos entre descendentes do Híbrido de Timor e cultivares de C. arabica.
Os coeficientes de variação experimental (CVe)
foram 44,63%, 42,14%, 24,52% e 77,42%, respectivamente, em 1997, 1998, 1999 e 2000 (Tabela 2). Altos
coeficientes de variação são verificados em experimentos de avaliação de progênies de café, em anos
individuais, variando entre 20% e 40%, e menores na
análise de combinações de anos (S ERA , 1980; M ENDES ,
1994; F ONSECA, 1999).
O elevado coeficiente de variação observado
em 2000 se deve a condições climáticas desfavoráveis
para a cultura, pois nesse ano a região passou por
longo período de seca e alta incidência de ferrugem.
No entanto, houve expressiva redução nas estimativas de CVe, quando se analisaram os dados em
combinações de colheitas, variando de 21,66% a
30,69%. Essa redução no CVe reforça a idéia de que o
agrupamento das colheitas contribui para reduzir os
efeitos da bienalidade da produção. Resultados
semelhantes foram encontrados por S E R A (1980) e
M ENDES (1994).
A média de produção de grãos beneficiados
por planta, para tratamentos, foi crescente nos três
primeiros anos avaliados, passando de 0,248 kg por
planta para 0,464 kg/planta e 1,626 kg/planta, respectivamente, na primeira, segunda e terceira colheita.
Houve redução drástica na quarta colheita, para 0,571
kg por planta. Segundo F AZUOLI (1977), as plantas de
café indicam tendência em aumentar a produção até
a 5.a colheita, com menos oscilação bienal.
A redução da produção na 4.a colheita pode
ser decorrente da seca ocorrida na região, ou também
do início da manifestação da bienalidade da produção de grãos apresentada pela espécie cultivada a
pleno sol e sem poda.
O coeficiente de herdabilidade (h2), estimado
com base nas médias de progênies, ficou entre 70% e
80% para as colheitas de 1998 e 1999 e combinação
de anos. Na primeira (1997) e quarta colheitas (2000),
foi de 25,19% e 43,34% respectivamente. Excetuandose a primeira e quarta colheitas, tem-se uma situação
favorável para realizar a seleção, o que está de acordo com CARVALHO et al. (1969), FAZUOLI (1977) e FAZUOLI
Et al. (2000). Esses autores indicam ser os anos de maior
produção os mais favoráveis para a realizar a seleção.
As combinações P23, P123, P234 e PT apresentaram herdabilidade igual a 80,36%, 77,46%,
78,30% e 76,27% respectivamente. A condição mais
favorável é a combinação de anos porque reduz o efeito de interação genótipo x ambiente. A combinação
P23 foi a mais favorável seguida da combinação P234.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.207-219, 2004
FV
Quadrados Médios*
GL
Blocos
5
P97
P98
P99
P20
P12
P23
P34
P123
P234
PT
0,029
0,300
0,180
0,501
0,505
0,839
0,745
1,167
1,556
1,936
Tratamentos
29
0,018 6,3
0,175 0,0
0,551 0,0
0,433 0,1
0,159 0,0
1,054 0,0
1,198 0,0
1,064 0,0
2,065 0,0
2,006 0,0
Progênies (G)
27
0,016 1 4 , 1
0,175 0,0
0,580 0,0
0,345 1,8
0,167 0,0
1,131 0,0
1,228 0,0
1,139 0,0
2,094 0,0
2,065 0,0
Testemunha (C)
1
0,011 1 0 0
0,000 1 0 0
0,009 1 0 0
0,005 1 0 0
0,010 1 0 0
0,009 1 0 0
0,001 1 0 0
0,039 1 0 0
0,001 1 0 0
0,017 1 0 0
G vs C
1
0,080 1,2
0,335 0 , 3 6
0,303 1 7 , 0
3,247 0,0
0,088 1 7 , 8
0,001 1 0 0
1,567 3,5
0,064 1 0 0
3,350 0,7
2,397 2,8
0,012
0,038
0,159
0,195
0,048
0,222
0,345
0,257
0,454
0,490
Tratamentos
0,248
0,464
1,626
0,571
0,713
2,091
2,197
2,339
2,662
2,910
Progênies (G)
0,243
0,476
1,615
0,607
0,719
2,091
2,222
2,334
2,698
2,941
Testemunha (C)
0,327
0,303
1,780
0,068
0,630
2,083
1,848
2,410
2,152
2,478
Resíduo
145
212
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.207-219, 2004
Tabela 2. Resumo das análises de variâncias individuais, considerando média de parcelas, médias de tratamentos, progênies e testemunhas e
estimativas de parâmetros genéticos e não-genéticos do caráter produção de grãos beneficiados, em kg/planta, nos anos 1997 (P97), 1998
(P98), 1999 (P99) e 2000 (P20) e nas combinações de anos 1997 e 1998 (P12), 1998 e 1999 (P23), 1999 e 2000 (P34), 1997, 1998 e 1999 (P123),
1998, 1999 e 2000 (P234) e total dos quatro anos (PT), de 30 genótipos de C. arabica avaliados em Patrocínio (MG)
Média
44,63
42,14
24,52
77,42
30,69
22,54
26,73
21,66
25,32
24,05
σˆ F2
0,0027
0,0292
0,0967
0,0575
0,0278
0,1885
0,2047
0,1899
0,3490
0,3442
σ̂ e
0,0020
0,0064
0,0265
0,0326
0,0080
0,0370
0,0575
0,0428
0,0757
0,0817
σˆ
0,0007
0,0228
0,0702
0,0249
0,0198
0,1515
0,1472
0,1471
0,2732
0,2625
2
g
h 2 (%)
25,19
78,13
72,59
43,34
71,33
80,36
71,90
77,46
78,30
76,27
CVg (%)
10,82
31,73
16,40
26,01
19,60
18,61
17,26
16,45
19,37
17,42
0,24
0,77
0,66
0,36
0,64
0,83
0,65
0,76
0,77
0,73
θˆ
(CVg/CVe)
* Valores de probabilidade, para significância pelo teste F, estão apresentados em sobrescrito.
P. Bonomo et al.
CVe(%)
Avaliação de progênies descendentes do Híbrido de Timor
O índice de variação ( θ ) é a proporção entre
o coeficiente de variação genética (CVg) e o coeficiente de variação ambiental (CVe). Segundo VENCOVSKY
(1987), quando esse índice é próximo ou superior a
1,0 indica uma situação favorável à seleção. Nesse estudo, essa relação, multiplicada por 100, resulta em
valores concordantes com os obtidos para os coeficientes de herdabilidade, sendo apenas pouco inferiores.
Assim, a discussão para θ é a mesma daquela da
herdabilidade, corroborando uma situação favorável
para a seleção.
Os coeficientes de variação genética (CVg) oscilaram entre 10,82% e 31,73%, para os anos avaliados
e combinações de anos, revelando que a seleção das
melhores progênies possibilitará expressivo aumento no valor genético da população, quanto ao caráter
em questão.
A estimativa de parâmetros genéticos de uma
população é de grande importância nos programas de
melhoramento. Porém, para um dado caráter, a estimativa de um parâmetro pode ser variável, sendo
função da variabilidade genética existente na população e das condições do ambiente. No caso da
produção inicial de grãos de café, as diferentes estimativas encontradas para os quatro anos iniciais e
combinação de anos são, provavelmente, função dos
diferentes genes que se estão expressando ao longo
do crescimento e desenvolvimento da planta, de diferenças no tamanho e desenvolvimento inicial das
mudas logo após o plantio no campo e das condições
do ambiente apresentadas nos anos de colheita. Além
disso, na interpretação das estimativas dos coeficientes de herdabilidade, deve-se estar atento ao viés
dessas estimativas, pois sendo a herdabilidade no sentido amplo uma relação da variância genética entre
progênies e a variância fenotípica, em experimentos
desenvolvidos em apenas um local, a variância genética possível de ser estimada fica inflacionada pelo
componente de variância dada pela interação
genótipo x local.
Com relação à resistência ao agente causador
da ferrugem, em 1997 e 1998, todas as plantas do experimento receberam nota 1, ou seja, não houve
incidência da ferrugem, possivelmente devido ser os
anos iniciais de produção das plantas coincidindo
com anos desfavoráveis ao ataque da doença.
Nos anos seguintes, todas as plantas das 28
progênies F 3 em estudo receberam nota 1, enquanto
as plantas da testemunha 'Catuaí Vermelho' IAC 15
receberam notas que variaram de 2 a 4.
Os resultados atestam que as progênies avaliadas no experimento apresentam resistência às raças
de ferrugem presentes na região do experimento.
213
O cafeeiro conhecido como Híbrido de Timor
apresenta, pelo menos, quatro genes SH6, SH 7, Sh 8 e
SH 9 que conferem resistência ao agente da ferrugem
(VARZEA et al., 2000). Devido à natureza dominante desses genes, entre os descendentes de cruzamentos com
cultivares suscetíveis à freqüência de plantas suscetíveis na geração F 3 deve ser bastante reduzida,
sobretudo quando se efetua seleção para essa característica na geração anterior (F 2 ). Os resultados
apresentados neste trabalho corroboram essa hipótese.
Analisando as características que compõem o
aspecto geral da cultura, verificou-se que, para os
caracteres porte, vigor, altura e diâmetro da planta,
carga pendente e diâmetro do caule ocorreram diferenças significativas, P < 0,05, pelo teste F, entre os
tratamentos nos respectivos anos avaliados. Verificouse ainda que não ocorreram diferenças significativas
entre as testemunhas (P < 0,01). Para o contraste
genótipos vs testemunhas na maioria dos casos ocorreram diferenças significativas. Considerando a
existência de variabilidade genética entre as progênies,
P < 0,05 para os caracteres relacionados, será possível
praticar seleção com o objetivo de se obter variedades
que se adaptem a diferentes sistemas de cultivo.
As médias de produção em quilogramas de
grãos beneficiados por planta, obtidas em 1997, 1998,
1999 e 2000 e nas combinações de anos, encontramse na tabela 3, bem como o resultado do teste de
Duncan, a 5% de probabilidade para a comparação
entre as médias. Ao se comparar o desempenho dos
genótipos em 1997, verifica-se que a cultivar Catuaí
Vermelho IAC 15 foi a mais produtiva (0,357 kg por
planta), contudo não diferiu das progênies 515-4-2,
438-7-2 e 514-5-5. Como se trata do primeiro ano de
produção, há evidência de precocidade da cultivar
Catuaí em relação ao conjunto de progênies avaliadas; no entanto, é possível selecionar progênies de
maturação semelhante a essa cultivar.
Nas colheitas de 1998 e 1999, a progênie 5059-2 foi a mais produtiva com média de 0,874 kg/
planta e 2,400 kg/planta, respectivamente, diferindo
estatisticamente dos demais tratamentos. Essa progênie manteve-se também entre as mais produtivas na
colheita de 2000, com produção média de 0,977 kg/
planta, e foi a mais produtiva em todas as combinações de anos. Quando se observa a produção
acumulada da 2.ª, 3.ª e 4.ª colheitas, várias progênies
foram mais produtivas que a testemunha Catuaí Vermelho IAC 15, destacando-se 505-9-2, 514-7-10,
514-7-8, 518-3-6, 514-7-6, 518-2-6, 493-1-2 e 514-7-16.
Ao selecionar antecipadamente as 10 melhores progênies em 1998, que corresponde à 2ª safra, incluiria
sete entre as oito primeiras classificadas considerando a produção acumulada da 2. a, 3.a e 4.a colheitas.
Assim, poderia praticar seleção antecipada eficiente
usando somente a produção de 1988.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.207-219, 2004
P97
P98
P99
P20
P123
P234
PT
ProgênieX
Progênie
X
Progênie
505-9-2 0,874 A
505-9-2
2,400 a
0,340 ab
514-7-16 0,738 B
518-2-6
2,108 b
438-7-2
0,324 abc
514-7-10 0,735 B
515-4-2
1,975 bc
504-5-6
1,033 ab
493-1-2
2,710
c
514-7-8
3,265
bc
514-7-6
3,414
c
514-5-5
0,321 abc
518-3-6 0,702 Bc
514-7-8
1,928 cd
505-9-2
0,977 abc
515-4-2
2,702
c
518-3-6
3,191
cd
514-7-8
3,400
c
514-7-2
0,303 bcd
493-1-2 0,678 Bc
518-2-2
1,856 cde
514-7-16 0,880 bcd
514-7-8
2,692
c
514-7-6
3,128
cde
518-2-6
3,392
cd
IAC 15
0,297 bcde
514-7-8 0,629 Cd
514-7-14
1,843 cde
514-5-2
514-7-14 2,666
cd
518-2-6
3,110
cdef
518-3-6
3,387
cd
493-1-2
3,063
cdefg
493-1-2
3,343
cde
514-7-16 3,024
cdefg
515-4-2
3,300
cdef
Progênie
X
Progênie
IAC 15
0,357 a
515-4-2
518-2-10 0,290 cde
X
Progênie
X
514-7-10 1,090 a
505-9-2
3,463
a
505-9-2
4,251
a
505-9-2
4,441
a
514-7-6
518-2-6
2,905
b
514-7-10 3,465
b
514-7-10
3,684
b
X
1,070 a
0,842 cde
1,834 cde
518-3-6
0,731 def
1,808 de
514-7-8
0,708 efg
2,656
cd
518-2-10 2,653
518-3-6
cd
Progênie
X
514-5-2 0,572 De
518-2-10
516-8-2
0,289 cde
514-7-14 0,559 Def
IAC 15
514-7-6
0,286 cde
518-2-10 0,530 Efg
436-1-4
1,776 def
518-2-4
0,648 fgh
518-2-2
2,595
cde
515-4-2
2,960
defgh
514-7-16
3,235
cdefg
518-2-6
0,282 cde
518-2-6 0,515 efgh
518-3-6
1,758 efg
493-1-2
0,633 fghi
514-7-10 2,593
cde
514-7-14 2,956
defgh
514-7-14
3,221
cdefgh
0,281 cde
518-2-2 0,506 efghi
IAC 15
1,752 efg
436-1-4
0,629 fghi
436-1-4
2,472
def
504-5-6
defgh
518-2-10
3,187
cdefgh
0,270 def
504-5-6 0,502 efghi
493-1-2
1,752 efg
514-5-4
0,603 fghi
IAC 15
2,467
def
518-2-10 2,898
efgh
504-5-6
3,132
cdefgh
514-7-4
0,269 def
518-2-4 0,487 Fghi
514-7-6
1,739 efg
515-4-2
0,598 fghi
514-7-4
2,427
ef
436-1-4
2,848
efgh
436-1-4
3,101
defgh
514-5-4 0,483 Fghi
514-5-4
1,725 efgh
514-7-14 0,554 fghi
514-5-4
2,370
fg
518-2-2
2,835
fgh
518-2-2
3,068
efgh
514-7-16 2,356
436-1-4
0,253 efgh
438-7-2 0,455 Ghij
514-7-4
1,715 efgh
516-8-2
0,537 ghi
518-2-2
0,233 fghi
514-7-4 0,444 Hijk
514-7-10
1,639 fghi
514-7-4
0,534 ghi
IAC 15
2,353
fg
514-5-2
2,817
gh
514-5-2
3,040
fgh
fg
514-5-4
2,811
gh
514-5-4
2,973
ghi
518-2-8
0,233 fghi
436-1-4 0,443 Hijk
514-5-5
1,608 ghij
518-2-10 0,534 ghi
514-7-6
2,345
fg
518-2-4
2,711
h
514-7-4
2,961
ghi
518-2-4
0,229 fghi
428-7-1 0,430 Ijkl
518-2-4
1,576 hijk
518-2-8
514-5-5
2,297
fgh
514-7-4
2,692
h
518-2-4
2,940
hi
514-5-2
0,223 ghi
0,512 hi
515-4-2 0,387 Jklm
493-1-3
1,540 ijkl
518-2-6
0,487 hij
518-2-4
2,292
fgh
514-5-5
2,426
i
514-5-5
2,747
ij
514-7-10 0,219 hi
514-5-5 0,368 klmn
518-2-8
1,539 ijkl
428-7-1
0,483 hij
438-7-2
2,202
ghi
518-2-8
2,412
ij
518-2-8
2,644
jk
493-1-3
0,213 hi
504-5-8 0,364 lmno
516-8-2
1,451 jklm
504-5-8
0,479 hij
514-5-2
2,199
ghi
516-8-2
2,286
ijk
516-8-2
2,575
jkl
514-7-16 0,212 hi
518-2-8 0,362 lmno
438-7-2
1,423 klm
518-2-2
0,473 hij
518-2-8
2,133
hi
438-7-2
2,204
ijk
438-7-2
2,527
jkl
515-4-4
514-7-6 0,320 mnop
514-7-16
1,406 lmn
515-4-4
0,468 hij
504-5-6
2,099
hi
IAC 15
2,159
jkl
IAC 15
2,516
jkl
0,209 hij
504-5-8
0,203 ijk
IAC 15 0,304 Nop
514-5-2
1,404 lmn
514-5-5
0,450 ij
516-8-2
2,038
ij
IAC 15
2,144
kl
IAC 15
2,441
klm
504-5-6
0,201 ijk
IAC 15 0,302 Nop
504-5-6
1,397 lmn
438-7-2
0,325 jk
493-1-3
2,037
ij
504-5-8
2,100
kl
428-7-1
2,331
lmn
518-3-6
0,196 ijk
516-8-2 0,298 Nop
514-7-2
1,301 mno
518-3-4
0,273 k
514-7-2
1,879
jk
428-7-1
2,061
klm
504-5-8
2,303
lmn
505-9-2
0,190 ijk
515-4-4 0,290 Nop
504-5-8
1,257 no
514-7-2
0,245 kl
428-7-1
1,849
jk
493-1-3
2,019
klm
493-1-3
2,232
mn
518-3-4
0,166 jkl
493-1-3 0,284 Op
515-4-4
1,153 o
493-1-3
0,195 klm
504-5-8
1,824
kl
515-4-4
1,910
lm
514-7-2
2,124
n
514-5-4
0,162 kl
514-7-2 0,275 P
428-7-1
1,149 o
IAC 15
0,088 lm
515-4-4
1,651
l
514-7-2
1,822
m
515-4-4
2,119
n
514-7-8
0,135 l
518-3-4 0,103 Q
518-3-4
0,987 p
IAC 15
0,049 m
518-3-4
1,256
m
518-3-4
1,363
n
518-3-4
1,529
o
*Médias seguidas de pelo menos uma mesma letra, na coluna, não diferem estatisticamente entre si, a 5% de probabilidade, pelo teste de Duncan.
P. Bonomo et al.
493-1-2
428-7-1
514-7-14 0,265 defg
2,931
214
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.207-219, 2004
Tabela 3. Médias do caráter produção de grãos beneficiados, expressos em kg/planta, nos anos 1997 (P97), 1998 (P98), 1999 (P99) e 2000 (P20)
e nas combinações de anos 1997 e 1998 (P12), 1998 e 1999 (P23), 1999 e 2000 (P34), 1997, 1998 e 1999 (P123), 1998, 1999 e 2000 (P234) e total
dos quatro anos (PT), 30 genótipos de C. arabica avaliados em Patrocínio (MG)
215
Avaliação de progênies descendentes do Híbrido de Timor
A oscilação na produção apresentada pelas
plantas de café é fator desfavorável ao produtor, pois
em períodos posteriores aos anos de baixa produção
haverá problemas econômicos para o manejo da lavoura. Nesse aspecto, verifica-se que as progênies
505-9-2 e 514-7-8 apresentaram baixa produção na
primeira colheita, porém nas três colheitas seguintes
estiveram entre as mais produtivas, enquanto a cultivar Catuaí Vermelho IAC 15 e as progênies 514-7-6 e
493-1-2 oscilaram entre altas e baixas produções.
A progênie 505-9-2 que se destacou como a
mais produtiva, também apresentou bom vigor de
planta e diâmetro de caule, porém, porte, altura e
diâmetro de planta iguais ou superiores à testemunha
'Catuaí Vermelho' IAC 15 (Tabela 4). As progênies 514-7-10
e 514-7-6, que se destacaram também como bastante
produtivas, mostraram vigor de planta semelhante à
progênie 505-9-2.
Essas duas progênies, entretanto, apresentaram porte, altura, diâmetro de planta e diâmetro de caule
inferiores à progênie 505-9-2 e semelhantes à testemunha 'Catuaí Vermelho' IAC 15.
Como se pode verificar, com base no conjunto de progênies avaliadas é possível selecionar
progênies que atendam a diferentes sistemas de cultivo. Por exemplo, selecionar progênies com porte mais
alto indicadas para plantios menos adensados, e, por
outro lado, selecionar progênies com menor porte para
plantios mais adensados.
Tabela 4. Produção acumulada (1998/2000) de grãos beneficiados, expressos em kg por planta (P234) e
caracteres morfológicos da planta avaliados no ano 2000, das oito progênies mais produtivas e cultivar
testemunha Catuaí Vermelho IAC 15 avaliadas em Patrocínio (MG)
Progênie
*
Produção
Porte da
Vigor da
Altura de
Diâmetro do
Diâmetro
P234
Planta
planta
Planta
Caule
Planta
kg
pontos
pontos
m
cm
m
505-9-2
4,251a
2,79a
6,76bc
2,22a
7,05a
2,02a
514-7-10
3,465b
1,99jkl
6,67bcd
1,75jkl
6,11i
1,69jkl
514-7-8
3,265bc
2,38fg
6,46cdef
1,99ef
6,04i
1,85cde
518-3-6
3,191cd
2,53cdef
6,57cd
2,06bcde
6,99ab
2,00ab
514-7-6
3,128cde
1,75nop
6,43cdef
1,67n
6,37fgh
1,72ijk
518-2-6
3,110cdef
2,14ij
6,31def
1,90gh
6,64cde
1,86cde
493-1-2
3,063cdefg
1,92lmn
6,67bcd
1,72lmn
6,26ghi
1,89cd
514-7-16
3,024cdefg
1,96klm
7,00ab
1,80jk
6,51def
1,90c
1,860lmn
5,19ij
1,74jkl
5,42j
1,60mn
Catuaí Vermelho IAC 15 2,152jkl
Médias seguidas de pelo menos uma mesma letra, na coluna, não diferem estatisticamente entre si, a 5% de probabilidade, pelo teste de
Duncan.
Na Tabela 5, verificam-se as estimativas dos
coeficientes de correlação genotípica (rg), fenotípica
(rF) e de ambiente (re) entre os caracteres carga pendente, vigor de planta e porte da planta com a
produção de grãos do respectivo ano de avaliação e
a produção de grãos do ano seguinte. De maneira geral, as estimativas dos coeficientes de correlação
fenotípica e genotípica entre os caracteres mencionados e a produção de grãos do respectivo ano de
avaliação e do ano seguinte, apresentaram concordância entre si, demonstrando baixa influência dos anos
de colheita na associação entre esses caracteres.
Os valores do coeficiente de correlação genética, entre carga pendente e produção de grãos do
respectivo ano de avaliação, foram: -0,22; -1,00; -0,83
e -0,85. Com exceção do primeiro valor, são valores
altos de correlação negativa. Esses resultados contrariam
o esperado, uma vez que se visava utilizar a característica carga pendente, avaliada subjetivamente por
meio de notas, como critério auxiliar ou até mesmo
substitutivo, do caráter produção. Assim, novos estudos
devem ser realizados, porém os resultados deste trabalho
indicam ser pouco promissor o uso da característica
carga pendente na seleção indireta para produção.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.207-219, 2004
216
P. Bonomo et al.
Tabela 5. Estimativa dos coeficientes de correlação genotípica (rg ), fenotípica (rF ) e de ambiente (r e) entre os
caracteres carga pendente (Cp), vigor da planta (Vg) e porte da planta (Pt) com a produção de grãos do
respectivo ano de avaliação e com a produção do ano seguinte
Caracteres
rg
rF
re
Cp97 – P97
-0,22
-0,19
-0,21
Cp98 – P98
-1,17
-0,85**
-0,43
Cp99 – P99
-0,83
-0,65**
-0,35
Cp20 – P20
-0,85
-0,75**
-0,66
Vg97 – P97
-0,48
-0,24
-0,07
Vg98 – P98
0,35
0,34
0,39
Vg99 – P99
0,17
0,15
0,12
Vg20 – P20
0,90
0,58**
0,41
Vg97 – P98
0,88
0,79**
0,51
Vg98 – P99
0,27
0,29
0,37
Vg99 – P20
0,90
0,58**
0,23
Pt97 – P97
-0,55
-0,06
0,26
Pt98 – P98
0,32
0,28
0,17
Pt99 – P99
0,55
0,42**
0,06
Pt20 – P20
0,18
0,19
0,24
Pt97 – P98
0,33
0,24
0,08
Pt98 – P99
0,36
0,32
0,23
Pt99 – P20
0,18
0,19
0,10
** Significativo a 1% de probabilidade pelo teste t.
O vigor da planta correlacionou-se de forma
negativa com a produção na primeira colheita (rg = -0,48),
fato explicável, pois aquelas progênies com início de
produção tardio dispõem de maior quantidade de
energia para crescimento vegetativo. Porém, nos anos
seguintes, o vigor vegetativo apresentou correlação
positiva com a produção de grãos do mesmo ano de
avaliação. O vigor da planta também se apresentou
correlacionado positivamente com a produção de
grãos do ano seguinte. Em 2000, quando ocorreu intensa seca na região, a correlação do vigor da planta
com a produção de grãos de 0,90 apresentou seu mais
alto valor. Esse fato revela que existe, no conjunto de
progênies avaliadas, material genético com provável
adaptação à seca. Correlação positiva entre o vigor da
planta e a produção também foi observada por FAZUOLI
(1977), C ARVALHO et al. (1979), C ARVALHO et al. (1984),
entre outros. Da mesma forma, como se nota na tabela 5, o porte das plantas mostrou-se correlacionado
positivamente com a produção de grãos somente a
partir do segundo ano de produção.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.207-219, 2004
A correlação genotípica de 0,33, observada
entre a altura da planta e a produção total (Tabela 6),
está de acordo em sinal, e tem magnitude próxima, de
0,22 a 0,42, em DHALIWAL (1968), 0,58 em ROCHA et al.
(1980) e 0,43 em SERA (1987). A correlação genotípica
entre a produção total e o diâmetro de caule de 0,56 é
concordante com os valores observados por DHALIWAL
(1968), entre 0,26 e 0,62 e com os de SRINIVASAN (1980),
que variaram entre 0,55 e 0,51. A correlação genotípica
de 0,41 entre o diâmetro da planta e a produção total
é condizente com os valores de 0,04 a 0,67 obtidos por
D HALIWAL (1968), em amostras de várias cultivares,
0,51 em ROCHA et al. (1980) e 0,29 em SERA (1987).
A existência dessa correlação indica a necessidade de corrigir a produção por planta para
produção por hectare, de acordo com a altura e o diâmetro da copa das progênies. Assim, possibilitará
selecionar as mais produtivas por hectare para os cultivos mais intensivos cuja produtividade por hectare
é mais importante que a produção por planta.
217
Avaliação de progênies descendentes do Híbrido de Timor
Tabela 6 - Estimativa dos coeficientes de correlação fenotípica (r F, acima da diagonal) e genotípica (r g, abaixo
da diagonal) correspondentes às combinações de 10 caracteres de 30 genótipos de C. arabica, avaliados em
Patrocínio (MG)
Caráter
P97
P97
-
P98
P99
P20
P123
P234
PT
Ap
Dc
Dp
-0,23
0,08
-0,25
0,09
-0,12
-0,03
-0,28
-0,14
-0,39
P98
-0,46
-
0,59
0,64
0,79
0,86
0,84
0,30
0,34
0,56
P99
-0,11
0,73
-
0,34
0,95
0,83
0,85
0,44
0,43
0,36
P20
-0,77
0,94
0,62
-
0,46
0,77
0,75
0,14
0,30
0,31
P123
-0,18
0,87
0,97
0,75
-
0,92
0,93
0,40
0,42
0,43
P234
-0,42
0,94
0,91
0,89
0,97
-
1,00
0,37
0,45
0,48
PT
-0,37
0,94
0,92
0,87
0,98
1,00
-
0,35
0,44
0,45
Ap
-0,82
0,33
0,49
0,08
0,41
0,37
0,33
-
0,72
0,64
Dc
-0,61
0,48
0,63
0,40
0,58
0,58
0,56
0,89
-
0,64
Dp
-1,11
0,64
0,39
0,25
0,45
0,46
0,41
0,64
0,79
-
P97, P98, P99, P20: produção de grãos nos anos 1997, 1998, 1999 e 2000; P123, P234, PT: produção de grãos nas combinações de anos; Ap:
altura de plantas; Dc: diâmetro de caule; Dp: diâmetro de planta.
As estimativas de correlações apresentadas na
tabela 5 mostram que as correlações entre os anos de
produção foram de alta magnitude considerando os
três últimos anos de produção. No entanto, foram de
baixa magnitude ou negativas, quando consideradas
com o primeiro ano de produção. Esse fato revela que
a produção do primeiro ano deve ser excluída para
possibilitar seleção precoce branda eficiente, ao se considerar a 2. a, 3. a e 4.a colheitas.
4. CONCLUSÕES
1. As progênies avaliadas apresentaram média de produção de grãos superiores à testemunha, e
grande variabilidade genética, sugerindo a possibilidade de se obter linhagens superiores.
2. As progênies avaliadas apresentaram-se resistentes às raças fisiológicas da ferrugem presentes
na região do experimento.
3. Com base nas análises dos caracteres
vegetativos do conjunto de progênies avaliado, é possível obter linhagens que atendam a diferentes
objetivos do melhoramento do cafeeiro.
4. A progênie 505-9-2 se destaca como material produtivo e vigoroso e de porte alto, enquanto a
514-7-10 e a 514-7-6, além de produtivas e vigorosas,
apresentaram porte baixo semelhante à cultivar Catuaí
Vermelho IAC 15.
5. O caráter produção de grãos revelou correlação genotípica alta e positiva com os caracteres
diâmetro do caule, vigor, porte, altura e diâmetro da
planta. Não apresentou, porém, resultados consistentes de correlação com carga pendente.
6. A seleção para a produção de grãos neste
experimento somente poderá ser realizada com eficiência a partir do segundo ano de produção.
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Bragantia
Print ISSN 0006-8705
Bragantia vol.63 no.2 Campinas 2004
MELHORAMENTO GENÉTICO VEGETAL
Conteúdo cianogênico em progênies de mandioca
originadas do cruzamento de variedades mansas e
bravas
Cyanide acid content in progenies from crosses of bitter and sweet
cassava cultivars
Teresa Losada ValleI; Cássia Regina Limonta CarvalhoI; Maria Teresa Baraldi
RamosI; Gilda Santos MühlenIII; Omar Vieira VillelaII
IInstituto
Agronômico (IAC) - Caixa Postal 28, 13001-970 Campinas (SP), Brasil. Email: [email protected]; [email protected]
IIPólo Regional de Desenvolvimento Tecnológico dos Agronegócios do Vale do Paraíba,
Caixa Postal 32, 12400-000 Pindamonhangaba (SP)
IIIBolsista de pós-doutorado da FAPESP, atualmente na Universidade Federal de
Rondônia, campus de Rolim de Moura
RESUMO
As variedades de mandioca (Manihot esculenta Crantz ssp esculenta) são classificadas
pela taxonomia popular em bravas e mansas. As bravas têm sabor amargo, contêm
alto teor de glicosídeos cianogênicos (superior a 100 mg de equivalente HCN/kg de
polpa fresca de raiz) e são consumidas após serem processadas na forma de farinha,
fécula e outros produtos. As mansas ou doces não têm sabor amargo, contêm baixo
teor de glicosídeos cianogênicos, são consumidas com ou sem qualquer
processamento, principalmente por meio de preparados domésticos simples. Neste
trabalho, foram feitos cruzamentos para verificar o perfil cianogênico das progênies
segregantes visando utilizar variedades bravas no melhoramento de mandiocas
mansas. Duas variedades mansas (IAC 289-70 e IAC 576-70) e uma brava (SRT-1330
Xingu) foram polinizadas com uma variedade mansa (SRT-797 Ouro do Vale). Dos
cruzamentos entre variedades mansas, 85,7% dos genótipos apresentaram teores
abaixo de 100 mg eq. HCN/kg de polpa fresca de raiz. Do cruzamento entre as
variedades mansa e a brava, apenas 31,3% dos genótipos mostraram teores abaixo
desse valor. A média das progênies foi muito próxima à média dos parentais. Em todos
os cruzamentos, a maior freqüência de genótipos esteve na classe entre 50 e 100 mg
eq. HCN/kg de polpa fresca de raiz, mesmo no cruzamento entre brava e mansa. Em
todos os cruzamentos apareceram segregantes transgressivos para maior e menor
potencial cianogênico em relação a qualquer parental. O tipo de segregação observada
indica ser a cianogênese um caráter com herança quantitativa que, embora tenha
algum grau de influência ambiental, torna possível a seleção de indivíduos com maior
ou menor teor cianogênico devido à alta herdabilidade oriunda de ampla variabilidade
genotípica. Assim, variedades bravas podem surgir como recombinantes de variedades
mansas, sendo também possível selecionar variedades com baixo teor cianogênico em
cruzamentos de mandiocas mansas com mandiocas bravas.
Palavras-chave: ácido cianídrico, mandioca brava, mandioca mansa, melhoramento
de mandioca de mesa.
ABSTRACT
Cassava varieties are popularly separated by taste as bitter or sweet cultivars. Roots of
bitter cultivars have a high HCN content (over 100 mg HCN equivalent/kg fresh roots)
and are consumed only after processing, as flour, starch and other products. Sweet
cultivars have low HCN content and can be consumed without any kind of processing.
With the purpose of studing the possibility of using bitter varieties in the breeding of
sweet cassava varieties, crosses were made between the different types of varieties to
verify the cyanogenic profile of the segregating progenies. Two sweet varieties (IAC
289-70, IAC 576-70) and a bitter variety (SRT-1330 Xingu) were pollinated by a sweet
variety (SRT-797 Ouro do Vale). Crosses between sweet cultivars yielded progenies
with 85.7% of individuals with a HCN content below 100 mg HCN equivalent/kg fresh
roots, while only 31.3% of the individuals from crosses between sweet and bitter
varieties were under this value. The average HCN content of the progenies was very
similar to the average of parents. In all crosses most of individuals showed values
between 50 and 100 mg HCN equivalent/kg fresh roots, even those derivated from the
cross between sweet and bitter varieties. All crosses yielded transgressive segregants,
with HCN content superior or inferior to either parent. The observed data show that the
HCN content is a quantitative characteristic and that there is genetic variability
allowing selections for high or low HCN content. Bitter cultivars may arise from crosses
between sweet cultivars and sweet cultivars may be selected from crosses between
sweet and bitter cultivars.
Key words: breeding, HCN content, sweet cassava, bitter cassava, sweet cassava
breeding.
1. INTRODUÇÃO
A mandioca é uma espécie domesticada pelas populações pré-colombianas nas terras
quentes da América. Devido à ampla adaptabilidade às condições ambientais e à
capacidade produtiva, tornou-se alimento básico para muitas populações indígenas e
complementar para outras (BROCHADO, 1977). Atualmente, é uma das principais
fontes alimentícias para as populações dos países tropicais e importante matéria-prima
para a extração de amido.
Desde as culturas pré-colombianas até os dias atuais, a taxonomia popular, utilizando
como critério a toxicidade e palatabilidade das raízes, classifica as variedades de
mandioca em dois grupos: mansas ou doces e bravas ou amargas. De maneira
bastante subjetiva, as variedades bravas têm sabor amargo e as doces não, são
levemente adocicadas. O sabor amargo está associado ao potencial cianogênico, ou
seja, à capacidade da liberação de ácido cianídrico (HCN), substância altamente tóxica
(PEREIRA e PINTO, 1962; PEREIRA et al., 1965 e outros). Evidências revelam que o
sabor amargo é perceptível a partir de 100 mg eq. HCN/kg de polpa das raízes
(DUFOUR, 1988; LORENZI et al.,1993). Não há entre os grupos qualquer característica
morfológica da planta que permita distingui-los.
A diferença mais concreta entre variedades bravas e mansas encontra-se no modo de
consumo. As bravas são utilizadas para produzir farinha, extrair amido e outros
produtos, mas somente são consumidas após algum tipo de processamento industrial
com efeito destoxificante. Variedades mansas são mais versáteis, podem ser
destinadas ao processamento tal qual as variedades bravas, e também consumidas
após preparos mais simples como cozidas, fritas ou assadas.
Até o início do século 20, na América, as variedades bravas e mansas seguiam um
padrão de distribuição geográfica definido. Algumas tribos indígenas cultivavam
somente mandiocas bravas, outras apenas mandiocas mansas e um terceiro grupo,
utilizavam-se de variedades bravas e mansas (Nordenskiöld, apud RENVOIZE, 1972;
BROCHADO, 1977).
As evidências citadas indicam ser possível a existência de duas populações, uma de
variedades mansas e outra de variedades bravas. Estudos mais recentes com
marcadores moleculares reforçam essa possibilidade, separando grupos de variedades
bravas e mansas (MÜHLEN et al., 2001).
Atualmente, em regiões do Centro-Sul do Brasil, há cultivo intensivo em grandes
áreas, exclusivamente para fins comerciais. Próximo aos grandes centros urbanos,
mandioca mansa (chamada de mesa) é cultivada em sistemas de produção
diferenciados do cultivo de mandioca para as indústrias de farinha e amido. A produção
de mandioca de mesa é uma atividade agrícola bastante expressiva e destinada
somente à comercialização in natura e indústria de congelados. Variedades de mesa,
além de bom desempenho agrícola, devem possuir qualidades sensoriais típicas e
baixo potencial cianogênico para que não tenham sabor amargo e ofereçam riscos de
intoxicação aos consumidores.
O objetivo deste trabalho foi avaliar a possibilidade de se utilizarem mandiocas bravas
no melhoramento de mandioca de mesa no que tange à segregação do potencial
cianogênico, visto que genótipos com alto potencial cianogênico não podem ser
selecionados para variedades de mesa.
2. MATERIAL E MÉTODOS
As variedades IAC 576-70 (mansa), IAC 289-70 (mansa) e SRT 1330-Xingu (brava)
foram cruzadas com a variedade SRT 797-Ouro do Vale (mansa). As progênies e os
parentais foram avaliados no campo em linhas de cinco plantas por genótipo,
cultivados no Pólo Regional de Desenvolvimento Tecnológico dos Agronegócios do Vale
do Paraíba, DDD/APTA, em Pindamonhangaba (SP). Para os genótipos segregantes não
ocorreram repetições e, para os parentais, houve de quatro a oito repetições.
Avaliaram-se, no mínimo, 32 genótipos de cada cruzamento. Aos doze meses, foi feita
a colheita e de cada linha foram retiradas, aleatoriamente, no mínimo, sete raízes e
enviadas ao laboratório para análise do teor dos glicosídeos cianogênicos (HCN). As
amostras foram armazenadas dentro de sacos plásticos sob refrigeração até o
momento da análise. Com a finalidade de avaliar perdas dos compostos cianogênicos
durante o período de armazenagem das raízes, conjuntamente com as raízes
coletadas, foram analisadas, periodicamente, amostras de uma variedade padrão (STR
1310 – Pioneira). Verificou-se que não houve perdas durante o período de
armazenagem. Para a análise do teor de glicosídeos cianogênicos foram retirados três
cilindros de aproximadamente 4 cm, da parte inicial, mediana e distal de cada uma das
raízes. Os cilindros foram descascados, triturados e homogeneizados. Duas
subamostras de 50 g foram retiradas, quantificando-se o teor de glicosídeos
cianogênicos, segundo o método argentimétrico descrito pela AOAC (WILLIAMS, 1990),
mantendo-se as amostras em autólise durante 16 horas.
Os parâmetros genéticos foram estimados considerando-se: a) variância ambiental diferenças entre repetições dos clones parentais; b) variância fenotípica – diferenças
entre genótipos originados do mesmo cruzamento; c) variância genética – diferença
entre a variância fenotípica e a média da variância ambiental estimada pelos dois
parentais; e d) herdabilidade no sentido amplo (variância genética/variância
ambiental).
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1 Variedades parentais
As variedades utilizadas nos cruzamentos mostraram teor cianogênico dentro do
esperado, de acordo com a taxonomia popular (Tabela 1). A variedade SRT 1330 –
Xingu, de sabor pronunciadamente amargo, apresentou, em média, 379,1 mg eq.
HCN/kg de polpa fresca de raiz. Nas variedades identificadas como mansas e sem
sabor amargo (IAC 289-70, IAC 576-70 e SRT-797 Ouro do Vale), os teores de HCN
foram, respectivamente, 56,3; 79,9 e 61,9 mg eq. HCN/kg de polpa fresca de raiz,
valores também observados em outros trabalhos com mandiocas mansas, ou seja,
inferiores a 100 mg eq. HCN/kg de polpa fresca de raiz (DUFOUR, 1988; LORENZI et
al.,1993). A utilização dessas variedades mansas é indicativa de sua baixa
cianogênese. As duas primeiras variedades são originadas do programa de
melhoramento de mandioca de mesa do IAC. A IAC 576-70 é a mais cultivada no
Estado de São Paulo para comércio in natura e indústria de congelados. A variedade
SRT-797 Ouro do Vale é, desde a década de 60, amplamente cultivada em quintais da
periferia urbana e áreas rurais, sendo bastante apreciada pelas suas excelentes
qualidades culinárias e organolépticas.
3.2 Cruzamentos
Os genótipos recombinantes mostraram uma variação do potencial cianogênico
bastante ampla, de 31,2 a 645,3 mg eq. HCN/kg de polpa fresca de raiz (Tabela 2).
Nos cruzamentos envolvendo apenas variedades mansas, IAC 289-70 x Ouro do Vale e
IAC576-70 x Ouro do Vale, 84,2% e 87,2% dos genótipos, respectivamente,
apresentaram potencial cianogênico inferior a 100 mg eq. HCN/kg de polpa fresca de
raiz, ou seja, dentro do padrão de seleção para mandiocas de mesa. Nenhum genótipo
ultrapassou a faixa de 150 mg eq. HCN/kg de polpa fresca de raiz. No cruzamento em
que participou a variedade altamente tóxica 'Xingu', 31,3% dos genótipos da progênie
obtiveram potencial cianogênico inferior a 100 mg eq. HCN/kg de polpa fresca de raiz,
portanto dentro da categoria de mandioca mansa, e 15% dos indivíduos tiveram mais
de 400 mg eq. HCN/kg de polpa fresca de raiz, que são altamente tóxicos.
O número de genótipos abaixo do nível crítico de cianogênese no cruzamento
envolvendo a variedade Xingu, cerca de 31%, viabiliza sua utilização no melhoramento
de mandioca de mesa. No entanto, é necessário considerar-se que mandiocas bravas
não sofreram pressão de seleção para consumo in natura e podem conter genes
desfavoráveis para características peculiares em mandioca de mesa como paladar
atípico e qualidades culinárias desfavoráveis. Genótipos com baixo teor de HCN
também podem, em raríssimas exceções, apresentar sabor amargo porque essas
características parecem não ter o mesmo controle genético, embora sejam altamente
correlacionadas fenotipicamente nas variedades nativas (PEREIRA e PINTO, 1962;
PEREIRA et al., 1965).
As maiores freqüências dos genótipos segregantes estão na classe entre 50 e 100 mg
eq. HCN/kg de polpa fresca de raiz, mesmo no cruzamento em que participou a
variedade Xingu (Figura 1). Esse tipo de segregação pode ser compreendida se
considerarmos que a cianogênese é um processo metabólico secundário, ou seja, não
essencial, que resulta na liberação do gás HCN para defesa da planta. A liberação
desse gás depende fundamentalmente de uma complexa rota metabólica enzimática de
síntese e transporte do substrato linamarina (sintetizado a partir da valina) e da
atividade da enzima linamarase (ß-glucosidase), e ainda, do contato entre ambos
(MCMAHON et al., 1995). Assim, para que uma variedade de mandioca tenha alto
potencial cianogênico é necessário que todos os genes envolvidos no processo
cianogênico estejam em perfeito funcionamento. Perturbações em qualquer passo do
controle genético do sistema contribuiriam para a diminuição do potencial cianogênico.
O acúmulo dessas perturbações explica a maior freqüência de genótipos com baixo
teor cianogênico.
Segregantes transgressivos apareceram nos três cruzamentos. Aqueles que
envolveram variedades mansas, IAC 289-70 x Ouro do Vale e IAC576-70 x Ouro do
Vale, produziram, respectivamente, 21% e 18% dos indivíduos com teor de HCN
inferior a 50 mg eq. HCN/kg de polpa fresca de raiz (Figura 1), enquanto os parentais
estiveram na faixa de 56,3 a 79,9 mg eq. HCN/kg de polpa fresca de raiz (Tabela 1).
Mesmo o cruzamento entre variedades brava e mansa (Xingu x Ouro do Vale) obteve
3% dos indivíduos da progênie na classe de menor teor cianogênico (Figura 1).
Segregantes transgressivos para baixo potencial cianogênico também foram
encontrados por IGLESIAS et al. (2002) em cruzamentos de variedades bravas com
mansas.
Cerca de 16% e 10% dos genótipos dos cruzamentos de variedades mansas atingiram
níveis entre 100 e 150 mg eq. HCN/kg de polpa fresca de raiz e 3% atingiram a classe
de 150 a 200 mg eq. HCN/kg de polpa fresca de raiz (Figura 1). Assim, é possível
supor que, em regiões onde se cultivam variedades mansas para produção de fécula
ou farinha, podem aparecer variedades bravas através de recombinação, como é o
caso da 'Branca de Santa Catarina', uma variedade com alto teor de glicosídeos
cianogênicos, que ocupou grandes áreas de cultivo no Estado de São Paulo.
As médias das progênies aproximaram-se das médias dos respectivos parentais nos
três cruzamentos e surgiram indivíduos transgressivos aos parentais para maior e
menor cianogênese (Tabela 2).
A variância genética foi duas a quatro vezes superior à variância ambiental nos
cruzamentos entre variedades mansas e, quase dez vezes superior no cruzamento
entre mansa e brava (Tabela 3).
Assim, o tipo de segregação observada indica ser a cianogênese um caráter com
herança quantitativa. Embora tenha algum grau de influência ambiental, é possível
selecionar indivíduos com maior ou menor teor cianogênico devido à alta herdabilidade
oriunda de ampla variabilidade genotípica.
Nos cruzamentos envolvendo apenas as variedades mansas, os valores da
herdabilidade mostraram que 66,2% e 81,2% da variabilidade foi causada por
diferenças genéticas entre os indivíduos. No cruzamento em que participou a variedade
Xingu, altamente tóxica, a variação genotípica foi responsável por 90,8% da variação
total. Portanto, uma vez que a principal responsável pela variação do potencial
cianogênico nas progênies é a constituição genética dos indivíduos, espera-se que
processos seletivos simples, como a escolha dos parentais e a avaliação fenotípica,
sejam eficientes para reduzir o teor de glicosídeos cianogênicos em populações
segregantes.
4. CONCLUSÕES
1. O teor de glicosídeos cianogênicos não é impeditivo para a utilização de mandiocas
bravas no melhoramento de mandiocas de mesa.
2. A segregação transgressiva do caráter permite o aparecimento de variedades
mansas nos cruzamentos que participam mandiocas com alto potencial cianogênico.
3. Variedades bravas podem surgir do cruzamento de variedades mansas.
REFERÊNCIAS
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Federal do Rio Grande do Sul, 1977, 103p. (caderno n. 2)
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Methods of Analyses of the Association of Official Analytical Chemists. 15th ed.
Arlington: AOAC, 1990. p.1213.
Recebido para publicação em 22 de abril de 2003 e aceito em 4 de maio de 2004
Conteúdo cianogênio em progênies de mandioca
221
CONTEÚDO CIANOGÊNICO EM PROGÊNIES DE MANDIOCA ORIGINADAS
DO CRUZAMENTO DE VARIEDADES MANSAS E BRAVAS (1)
TERESA LOSADA VALLE(2); CÁSSIA REGINA LIMONTA CARVALHO(2);
MARIA TERESA BARALDI RAMOS(2); GILDA SANTOS MÜHLEN(4); OMAR VIEIRA VILLELA(3)
RESUMO
As variedades de mandioca (Manihot esculenta Crantz ssp esculenta) são classificadas pela taxonomia
popular em bravas e mansas. As bravas têm sabor amargo, contêm alto teor de glicosídeos cianogênicos
(superior a 100 mg de equivalente HCN/kg de polpa fresca de raiz) e são consumidas após serem processadas na forma de farinha, fécula e outros produtos. As mansas ou doces não têm sabor amargo, contêm
baixo teor de glicosídeos cianogênicos, são consumidas com ou sem qualquer processamento, principalmente por meio de preparados domésticos simples. Neste trabalho, foram feitos cruzamentos para verificar
o perfil cianogênico das progênies segregantes visando utilizar variedades bravas no melhoramento de
mandiocas mansas. Duas variedades mansas (IAC 289-70 e IAC 576-70) e uma brava (SRT-1330 Xingu)
foram polinizadas com uma variedade mansa (SRT-797 Ouro do Vale). Dos cruzamentos entre variedades
mansas, 85,7% dos genótipos apresentaram teores abaixo de 100 mg eq. HCN/kg de polpa fresca de raiz.
Do cruzamento entre as variedades mansa e a brava, apenas 31,3% dos genótipos mostraram teores abaixo desse valor. A média das progênies foi muito próxima à média dos parentais. Em todos os cruzamentos,
a maior freqüência de genótipos esteve na classe entre 50 e 100 mg eq. HCN/kg de polpa fresca de
raiz, mesmo no cruzamento entre brava e mansa. Em todos os cruzamentos apareceram segregantes
transgressivos para maior e menor potencial cianogênico em relação a qualquer parental. O tipo de segregação observada indica ser a cianogênese um caráter com herança quantitativa que, embora tenha
algum grau de influência ambiental, torna possível a seleção de indivíduos com maior ou menor teor
cianogênico devido à alta herdabilidade oriunda de ampla variabilidade genotípica. Assim, variedades
bravas podem surgir como recombinantes de variedades mansas, sendo também possível selecionar variedades com baixo teor cianogênico em cruzamentos de mandiocas mansas com mandiocas bravas.
Palavras-chave: ácido cianídrico, mandioca brava, mandioca mansa, melhoramento de mandioca de mesa.
ABSTRACT
CYANIDE ACID CONTENT IN PROGENIES FROM CROSSES OF BITTER AND
SWEET CASSAVA CULTIVARS
Cassava varieties are popularly separated by taste as bitter or sweet cultivars. Roots of bitter cultivars
have a high HCN content (over 100 mg HCN equivalent/kg fresh roots) and are consumed only after
processing, as flour, starch and other products. Sweet cultivars have low HCN content and can be consumed
without any kind of processing. With the purpose of studing the possibility of using bitter varieties in
the breeding of sweet cassava varieties, crosses were made between the different types of varieties to
verify the cyanogenic profile of the segregating progenies. Two sweet varieties (IAC 289-70, IAC 576-70)
and a bitter variety (SRT-1330 Xingu) were pollinated by a sweet variety (SRT-797 Ouro do Vale). Crosses
(1) Recebido para publicação em 22 de abril de 2003 e aceito em 4 de maio de 2004.
( 2 ) Instituto Agronômico (IAC) - Caixa Postal 28, 13001-970 Campinas (SP), Brasil. E-mail: [email protected];
[email protected]
(3) Pólo Regional de Desenvolvimento Tecnológico dos Agronegócios do Vale do Paraíba, Caixa Postal 32, 12400-000
Pindamonhangaba (SP).
(4) Bolsista de pós-doutorado da FAPESP, atualmente na Universidade Federal de Rondônia, campus de Rolim de Moura.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.221-226, 2004
222
T.L. Valle et al.
between sweet cultivars yielded progenies with 85.7% of individuals with a HCN content below 100 mg
HCN equivalent/kg fresh roots, while only 31.3% of the individuals from crosses between sweet and
bitter varieties were under this value. The average HCN content of the progenies was very similar to
the average of parents. In all crosses most of individuals showed values between 50 and 100 mg HCN
equivalent/kg fresh roots, even those derivated from the cross between sweet and bitter varieties. All
crosses yielded transgressive segregants, with HCN content superior or inferior to either parent. The
observed data show that the HCN content is a quantitative characteristic and that there is genetic variability
allowing selections for high or low HCN content. Bitter cultivars may arise from crosses between sweet
cultivars and sweet cultivars may be selected from crosses between sweet and bitter cultivars.
Key words: breeding, HCN content, sweet cassava, bitter cassava, sweet cassava breeding.
1. INTRODUÇÃO
A mandioca é uma espécie domesticada pelas
populações pré-colombianas nas terras quentes da
América. Devido à ampla adaptabilidade às condições
ambientais e à capacidade produtiva, tornou-se alimento básico para muitas populações indígenas e
complementar para outras (BROCHADO, 1977). Atualmente, é uma das principais fontes alimentícias para as
populações dos países tropicais e importante matériaprima para a extração de amido.
Desde as culturas pré-colombianas até os dias
atuais, a taxonomia popular, utilizando como critério a toxicidade e palatabilidade das raízes, classifica
as variedades de mandioca em dois grupos: mansas
ou doces e bravas ou amargas. De maneira bastante
subjetiva, as variedades bravas têm sabor amargo e
as doces não, são levemente adocicadas. O sabor amargo está associado ao potencial cianogênico, ou seja, à
capacidade da liberação de ácido cianídrico (HCN),
substância altamente tóxica (P EREIRA e PINTO, 1962; PEREIRA et al., 1965 e outros). Evidências revelam que o
sabor amargo é perceptível a partir de 100 mg eq.
HCN/kg de polpa das raízes (DUFOUR , 1988; L ORENZI
et al.,1993). Não há entre os grupos qualquer característica morfológica da planta que permita distingui-los.
A diferença mais concreta entre variedades
bravas e mansas encontra-se no modo de consumo.
As bravas são utilizadas para produzir farinha, extrair amido e outros produtos, mas somente são
consumidas após algum tipo de processamento industrial com efeito destoxificante. Variedades mansas são
mais versáteis, podem ser destinadas ao
processamento tal qual as variedades bravas, e também consumidas após preparos mais simples como
cozidas, fritas ou assadas.
Até o início do século 20, na América, as variedades bravas e mansas seguiam um padrão de
distribuição geográfica definido. Algumas tribos indígenas cultivavam somente mandiocas bravas, outras
apenas mandiocas mansas e um terceiro grupo, utilizavam-se de variedades bravas e mansas
(Nordenskiöld, apud RENVOIZE, 1972; BROCHADO, 1977).
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.221-226, 2004
As evidências citadas indicam ser possível a
existência de duas populações, uma de variedades
mansas e outra de variedades bravas. Estudos mais
recentes com marcadores moleculares reforçam essa
possibilidade, separando grupos de variedades bravas e mansas (MÜHLEN et al., 2001).
Atualmente, em regiões do Centro-Sul do Brasil, há cultivo intensivo em grandes áreas,
exclusivamente para fins comerciais. Próximo aos
grandes centros urbanos, mandioca mansa (chamada
de mesa) é cultivada em sistemas de produção diferenciados do cultivo de mandioca para as indústrias
de farinha e amido. A produção de mandioca de mesa
é uma atividade agrícola bastante expressiva e destinada somente à comercialização in natura e indústria
de congelados. Variedades de mesa, além de bom desempenho agrícola, devem possuir qualidades
sensoriais típicas e baixo potencial cianogênico para
que não tenham sabor amargo e ofereçam riscos de intoxicação aos consumidores.
O objetivo deste trabalho foi avaliar a possibilidade de se utilizarem mandiocas bravas no
melhoramento de mandioca de mesa no que tange à
segregação do potencial cianogênico, visto que
genótipos com alto potencial cianogênico não podem
ser selecionados para variedades de mesa.
2. MATERIAL E MÉTODOS
As variedades IAC 576-70 (mansa), IAC 28970 (mansa) e SRT 1330-Xingu (brava) foram cruzadas
com a variedade SRT 797-Ouro do Vale (mansa). As
progênies e os parentais foram avaliados no campo
em linhas de cinco plantas por genótipo, cultivados
no Pólo Regional de Desenvolvimento Tecnológico dos
Agronegócios do Vale do Paraíba, DDD/APTA, em
Pindamonhangaba (SP). Para os genótipos segregantes
não ocorreram repetições e, para os parentais, houve
de quatro a oito repetições. Avaliaram-se, no mínimo,
32 genótipos de cada cruzamento. Aos doze meses, foi
feita a colheita e de cada linha foram retiradas, aleatoriamente, no mínimo, sete raízes e enviadas ao
223
Conteúdo cianogênio em progênies de mandioca
laboratório para análise do teor dos glicosídeos
cianogênicos (HCN). As amostras foram armazenadas
dentro de sacos plásticos sob refrigeração até o momento da análise. Com a finalidade de avaliar perdas
dos compostos cianogênicos durante o período de armazenagem das raízes, conjuntamente com as raízes
coletadas, foram analisadas, periodicamente, amostras
de uma variedade padrão (STR 1310 – Pioneira). Verificou-se que não houve perdas durante o período de
armazenagem. Para a análise do teor de glicosídeos
cianogênicos foram retirados três cilindros de aproximadamente 4 cm, da parte inicial, mediana e distal de
cada uma das raízes. Os cilindros foram descascados,
triturados e homogeneizados. Duas subamostras de 50
g foram retiradas, quantificando-se o teor de
glicosídeos cianogênicos, segundo o método
argentimétrico descrito pela AOAC (WILLIAMS, 1990),
mantendo-se as amostras em autólise durante 16 horas.
Os parâmetros genéticos foram estimados considerando-se: a) variância ambiental - diferenças entre
repetições dos clones parentais; b) variância fenotípica
– diferenças entre genótipos originados do mesmo cruzamento; c) variância genética – diferença entre a
variância fenotípica e a média da variância ambiental
estimada pelos dois parentais; e d) herdabilidade no
sentido amplo (variância genética/variância
ambiental).
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1 Variedades parentais
As variedades utilizadas nos cruzamentos
mostraram teor cianogênico dentro do esperado, de
acordo com a taxonomia popular (Tabela 1). A variedade SRT 1330 – Xingu, de sabor pronunciadamente
amargo, apresentou, em média, 379,1 mg eq. HCN/kg
de polpa fresca de raiz. Nas variedades identificadas
como mansas e sem sabor amargo (IAC 289-70, IAC
576-70 e SRT-797 Ouro do Vale), os teores de HCN
foram, respectivamente, 56,3; 79,9 e 61,9 mg eq. HCN/
kg de polpa fresca de raiz, valores também observados em outros trabalhos com mandiocas mansas, ou
seja, inferiores a 100 mg eq. HCN/kg de polpa fresca
de raiz (DUFOUR , 1988; LORENZI et al.,1993). A utilização dessas variedades mansas é indicativa de sua
baixa cianogênese. As duas primeiras variedades são
originadas do programa de melhoramento de mandioca de mesa do IAC. A IAC 576-70 é a mais cultivada
no Estado de São Paulo para comércio in natura e indústria de congelados. A variedade SRT-797 Ouro do
Vale é, desde a década de 60, amplamente cultivada
em quintais da periferia urbana e áreas rurais, sendo bastante apreciada pelas suas excelentes
qualidades culinárias e organolépticas.
3.2 Cruzamentos
Os genótipos recombinantes mostraram uma
variação do potencial cianogênico bastante ampla, de
31,2 a 645,3 mg eq. HCN/kg de polpa fresca de raiz
(Tabela 2). Nos cruzamentos envolvendo apenas variedades mansas, IAC 289-70 x Ouro do Vale e
IAC576-70 x Ouro do Vale, 84,2% e 87,2% dos
genótipos, respectivamente, apresentaram potencial
cianogênico inferior a 100 mg eq. HCN/kg de polpa
fresca de raiz, ou seja, dentro do padrão de seleção
para mandiocas de mesa. Nenhum genótipo ultrapassou a faixa de 150 mg eq. HCN/kg de polpa fresca
de raiz. No cruzamento em que participou a variedade altamente tóxica ‘Xingu’, 31,3% dos genótipos da
progênie obtiveram potencial cianogênico inferior a
100 mg eq. HCN/kg de polpa fresca de raiz, portanto dentro da categoria de mandioca mansa, e 15% dos
indivíduos tiveram mais de 400 mg eq. HCN/kg de
polpa fresca de raiz, que são altamente tóxicos.
Tabela 1. Número de repetições, média, desvio-padrão e coeficiente de variação do teor de glicosídeos
cianogênicos de variedades de mandioca utilizadas em cruzamentos
Parentais
Repetições
n.
IAC 289-70
4
IAC 576-70
SRT 1330 – Xingu
SRT 797 - Ouro do Vale
o
Média
Desvio-padrão
mg eq. HCN/kg de polpa fresca de raiz
Coeficiente de variação
%
56,3
5,7
10,1
7
79,9
17,0
22,4
4
379,1
65,1
17,2
8
61,9
13,4
21,7
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.221-226, 2004
224
T.L. Valle et al.
Tabela 2. Cruzamento, genótipos avaliados, média dos parentais, da progênie, amplitude do teor de glicosídeos
cianogênicos e genótipos selecionáveis em cruzamentos de mandioca
genótipos
Cruzamento
avaliados na
progênie
Média
Média
dos parentais
da progênie
n.o
Amplitude
Genótipos
selecionaveis (1)
mg eq. HCN/kg de polpa fresca de raiz
%
IAC 289-70 x SRT 797 - Ouro do Vale
38
59,1
68,5
31,2 - 134,3
84,2
IAC 576-70 x SRT 797 - Ouro do Vale
39
70,9
74,4
33,6 - 159,8
87,2
SRT1330-Xingu x SRT 797 - Ouro do Vale
32
220,5
220,7
48,0 - 645,3
31,3
( 1 ) Genótipos com teor cianogênico inferior a 100 mg eq. HCN/kg de polpa fresca de raiz.
O número de genótipos abaixo do nível crítico de cianogênese no cruzamento envolvendo a
variedade Xingu, cerca de 31%, viabiliza sua utilização no melhoramento de mandioca de mesa. No
entanto, é necessário considerar-se que mandiocas
bravas não sofreram pressão de seleção para consumo in natura e podem conter genes desfavoráveis para
características peculiares em mandioca de mesa como
paladar atípico e qualidades culinárias desfavoráveis.
Genótipos com baixo teor de HCN também podem, em
raríssimas exceções, apresentar sabor amargo porque
essas características parecem não ter o mesmo controle genético, embora sejam altamente correlacionadas
fenotipicamente nas variedades nativas (PEREIRA e PINTO , 1962; P EREIRA et al., 1965).
As maiores freqüências dos genótipos
segregantes estão na classe entre 50 e 100 mg eq.
HCN/kg de polpa fresca de raiz, mesmo no cruzamento em que participou a variedade Xingu (Figura 1).
Esse tipo de segregação pode ser compreendida se considerarmos que a cianogênese é um processo
metabólico secundário, ou seja, não essencial, que resulta na liberação do gás HCN para defesa da planta.
A liberação desse gás depende fundamentalmente de
uma complexa rota metabólica enzimática de síntese
e transporte do substrato linamarina (sintetizado a
partir da valina) e da atividade da enzima linamarase
(ß-glucosidase), e ainda, do contato entre ambos
(M CM AHON et al., 1995). Assim, para que uma variedade de mandioca tenha alto potencial cianogênico é
necessário que todos os genes envolvidos no processo cianogênico estejam em perfeito funcionamento.
Perturbações em qualquer passo do controle genético
do sistema contribuiriam para a diminuição do potencial cianogênico. O acúmulo dessas perturbações
explica a maior freqüência de genótipos com baixo
teor cianogênico.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.221-226, 2004
Segregantes transgressivos apareceram nos
três cruzamentos. Aqueles que envolveram variedades
mansas, IAC 289-70 x Ouro do Vale e IAC576-70 x
Ouro do Vale, produziram, respectivamente, 21% e
18% dos indivíduos com teor de HCN inferior a 50
mg eq. HCN/kg de polpa fresca de raiz (Figura 1), enquanto os parentais estiveram na faixa de 56,3 a 79,9
mg eq. HCN/kg de polpa fresca de raiz (Tabela 1).
Mesmo o cruzamento entre variedades brava e mansa (Xingu x Ouro do Vale) obteve 3% dos indivíduos
da progênie na classe de menor teor cianogênico (Figura 1). Segregantes transgressivos para baixo
potencial cianogênico também foram encontrados por
IGLESIAS et al. (2002) em cruzamentos de variedades
bravas com mansas.
Cerca de 16% e 10% dos genótipos dos cruzamentos de variedades mansas atingiram níveis entre
100 e 150 mg eq. HCN/kg de polpa fresca de raiz e
3% atingiram a classe de 150 a 200 mg eq. HCN/kg
de polpa fresca de raiz (Figura 1). Assim, é possível
supor que, em regiões onde se cultivam variedades
mansas para produção de fécula ou farinha, podem
aparecer variedades bravas através de recombinação,
como é o caso da ‘Branca de Santa Catarina’, uma
variedade com alto teor de glicosídeos cianogênicos,
que ocupou grandes áreas de cultivo no Estado de
São Paulo.
As médias das progênies aproximaram-se das
médias dos respectivos parentais nos três cruzamentos e surgiram indivíduos transgressivos aos parentais
para maior e menor cianogênese (Tabela 2).
A variância genética foi duas a quatro vezes
superior à variância ambiental nos cruzamentos entre variedades mansas e, quase dez vezes superior no
cruzamento entre mansa e brava (Tabela 3).
225
Conteúdo cianogênio em progênies de mandioca
80
70
60
50
Parentais
Ouro do Vale - 61,9 mg.kg-1
IAC 576-70 - 79,9 mg.kg-1
IAC 289-7 - 56,3 mg.kg-1
Xingu - 379,1 mg.kg-1
IAC 289-70 x Ouro do Vale (média 59,1 mg/kg)
IAC 576-70 x Ouro do Vale (média 70,9 mg/kg)
Xingu x Ouro do Vale (média 220,1 mg/kg)
40
30
20
10
0
00
>5
0
50
045
0
45
040
0
40
035
0
35
030
0
30
025
0
25
020
0
20
015
0
15
010
00
-1
50
0
<5
mg.eq HCN/kg de polpa da raiz (mg.kg-1)
Figura 1. Distribuição de freqüência de genótipos em classes segundo o teor de glicosídeos cianogênicos em três
cruzamentos de mandioca.
Tabela 3. Variâncias fenotípica, ambiental e genética e herdabilidade do teor de glicosídeos cianogênicos em
cruzamentos de mandioca
Cruzamentos
Variância
Variância
Variância
fenotípica
ambiental
genética
mg eq. HCN/kg de polpa fresca de raiz
Herdabilidade (1)
%
IAC 289-70 x SRT 797 - Ouro do Vale
565,02
106,47
458,55
81,2
IAC 576-70 x SRT 797 - Ouro do Vale
739,88
250,39
489,48
66,2
24088,18
2207,34
21880,84
90,8
SRT1330-Xingu x SRT 797 - Ouro do Vale
( 1 ) Herdabilidade no sentido amplo (variância genotípica / variância fenotípica).
Assim, o tipo de segregação observada indica ser a cianogênese um caráter com herança
quantitativa. Embora tenha algum grau de influência
ambiental, é possível selecionar indivíduos com maior ou menor teor cianogênico devido à alta
herdabilidade oriunda de ampla variabilidade
genotípica.
como a escolha dos parentais e a avaliação fenotípica,
sejam eficientes para reduzir o teor de glicosídeos
cianogênicos em populações segregantes.
Nos cruzamentos envolvendo apenas as variedades mansas, os valores da herdabilidade
mostraram que 66,2% e 81,2% da variabilidade foi causada por diferenças genéticas entre os indivíduos. No
cruzamento em que participou a variedade Xingu, altamente tóxica, a variação genotípica foi responsável
por 90,8% da variação total. Portanto, uma vez que a
principal responsável pela variação do potencial
cianogênico nas progênies é a constituição genética
dos indivíduos, espera-se que processos seletivos simples,
1. O teor de glicosídeos cianogênicos não é
impeditivo para a utilização de mandiocas bravas no
melhoramento de mandiocas de mesa.
4. CONCLUSÕES
2. A segregação transgressiva do caráter permite o aparecimento de variedades mansas nos
cruzamentos que participam mandiocas com alto potencial cianogênico.
3. Variedades bravas podem surgir do cruzamento de variedades mansas.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.221-226, 2004
226
T.L. Valle et al.
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Bragantia
Print ISSN 0006-8705
Bragantia vol.63 no.2 Campinas 2004
FITOSSANIDADE
Efeito de inseticidas na semeadura sobre pragas
iniciais e produtividade de milho safrinha em
plantio direto
Effect of inseticides at sowing on seedling pests and yield offseason maize crop under no-tillage system
Gessi CecconI; Adalton RagaII; Aildson Pereira DuarteI; Romildo Cássio
SilotoII
IConvênio
IAC/Fundag/Coopermota, Pólo de Desenvolvimento Tecnológico dos
Agronegócios do Médio Paranapanema, Caixa Postal 263, 19805-000, Assis (SP). Email: [email protected]
IICentro de Pesquisa e Desenvolvimento de Sanidade Vegetal/Instituto Biológico (IB),
Caixa Postal 70, 13001-970 Campinas (SP). E-mail: [email protected]
RESUMO
Considerando o aumento do complexo de pragas em lavouras de milho safrinha, foram
desenvolvidos dois experimentos (A e B) no município de Cândido Mota (SP). O
objetivo foi avaliar o efeito de inseticidas sobre pragas de solo (percevejos-castanhos e
corós), lagarta-do-cartucho na fase inicial da cultura e desenvolvimento das plantas.
Os inseticidas utilizados na semeadura foram: thiamethoxam (Cruiser 700 WS),
carbofuran (Furazin 310 TS), imidacloprid (Gaucho FS), imidacloprid (Gaucho FS) +
carbofuran (Furazin 310 TS), fipronil (Regent 800 WG) e thiodicarb (Semevin 350
RPA), nas doses recomendadas de cada produto, e a testemunha sem inseticida. As
pragas de solo foram avaliadas aos 14 e 28 dias após a emergência das plantas (DAE),
no experimento A, e aos 7 e 21 DAE, no experimento B. Os parâmetros agronômicos
foram avaliados aos 14 e 28 DAE, juntamente com o ataque por Spodoptera
frugiperda, e também por ocasião da colheita dos grãos. Os inseticidas fipronil e
carbofuran destacaram-se no controle do percevejo-castanho Scaptocoris castanea e o
fipronil sobressaiu no controle dos corós (Phyllophaga spp). Os inseticidas carbofuran e
thiodicarb reduziram o número de plantas danificadas pela lagarta-do-cartucho
Spodoptera frugiperda. O controle químico do complexo de pragas do solo e da lagartado-cartucho proporcionou aumentos significativos da produtividade de grãos de milho
apenas na área A, onde o número de corós era maior.
Palavras-chave: Manejo de pragas, Scaptocoris castanea, Phyllophaga spp,
Spodoptera frugiperda, Zea mays.
ABSTRACT
Due to an increasing pest diversity in maize crop during the off-season, two autumnwinter experiments were conducted in the Medium Paranapanema region, State of São
Paulo, Brazil, designated as Fields A and B, both in Cândido Mota County. The aim of
the experiments were to evaluate the effect of insecticides on the control of pests
occurring in the initial plant development. Treatments were the recommended dosage
of the insecticides thiamethoxam (Cruiser 700 WS), carbofuran (Furazin 310 TS),
imidacloprid (Gaucho FS), imidacloprid (Gaucho FS) + carbofuran (Furazin 310 TS),
fipronil (Regent 800 WG), thiodicarb (Semevin 350 RPA); and the control (without
insecticide). The soil insects (burrowing bugs and grubs) populations were evaluated at
14th and 28th days after plant emergency (DAE), in Field A, and at 7th and 21th DAE, in
the Field B. Spodoptera frugiperda incidence and corn plant parameters were
evaluated at 14th and 28th DAE. Fipronil and carbofuran performed best on the control
of Scaptocoris castanea. Fipronil alone provided also the best control for grubs
(Phyllophaga spp.). Carbofuran and thiodicarb reduced damages from fall armyworm.
The chemical control of corn pests in the initial stage of the crop enhanced grain
productivity only in the field A were the number of grubs in the soil was highest.
Key words: Pest management, Scaptocoris castanea, Phyllophaga spp, Spodoptera
frugiperda, Zea mays.
1. INTRODUÇÃO
Na cultura de milho safrinha, o aumento de ocorrência de pragas subterrâneas, de
pragas iniciais da cultura e de insetos vetores de fitopatógenos está associado a
fatores como monocultura da sucessão soja-milho safrinha, semeadura em época
marginal e aumento de lavouras em plantio direto. Entre as medidas de manejo, devese priorizar a rotação de culturas e a semeadura na época indicada, a fim de viabilizar
a utilização de insumos, importantes componentes no custo de produção (DUARTE,
2001). Uma das alternativas que visam minimizar a ação das pragas e evitar perdas de
produtividade das culturas é a utilização de inseticidas via tratamento de sementes
(CRUZ et al., 1999).
Dentre as principais pragas de solo que podem ocorrer na cultura do milho safrinha
destacam-se adultos e ninfas de percevejos-castanhos (Hemiptera: Cydnidae) e larvas
de corós (Coleoptera: Scarabaeoidea).
Os percevejos-castanhos possuem hábitos subterrâneos e podem ser encontrados em
todas as épocas do ano em diferentes profundidades do solo (CRUZ e BIANCO, 2001).
No Brasil, esses insetos causam prejuízos em diversas culturas de importância
econômica, principalmente em soja, milho, algodão e pastagens (SILOTO e RAGA,
1998), como também em plantas invasoras (RAMIRO et al., 1997).
No Estado de São Paulo, a espécie Scaptocoris castanea tem sido observada com maior
freqüência e intensidade em soja, milho e algodão, apresentando ataque nas raízes
das plantas, no sentido da linha de semeadura, nem sempre formando reboleiras
típicas (RAGA et al. 2000). Segundo SILOTO e RAGA (1998), as plantas atacadas têm
suas raízes sugadas por ninfas e adultos, tornando-se raquíticas, com desenvolvimento
reduzido e afetando diretamente a produção. Em ataques severos, nos estádios iniciais
da cultura, pode haver necessidade de replantio.
Hábito subterrâneo e deslocamento no perfil do solo são características desses insetos
que constituem fatores limitantes no seu manejo e a aplicação de produtos, via
tratamento de sementes, tem sido uma alternativa de controle (ÁVILA e GOMES,
2001; RAGA et al., 2000; SILOTO et al., 2001). Os percevejos-castanhos deslocam-se
no perfil do solo, aprofundando-se nas épocas mais secas e voltando à superfície no
período chuvoso. Esse fato pode estar associado a um gradiente ótimo de umidade e
ser influenciado pela ocorrência de chuvas, semelhante ao que descreveram
MEDEIROS e SALES JUNIOR (2000), que observaram correlação positiva entre o
volume de chuvas e o número de ninfas e adultos de Atarsocoris brachiariae, coletados
principalmente na faixa de 0,20 m de profundidade. SILOTO et al. (2001), estudando a
incidência de S. castanea na camada de zero a 50 cm, observaram picos populacionais
da praga, de 30 a 60 dias após os meses de maior precipitação pluvial.
Os corós constituem-se em importantes pragas das culturas anuais no Brasil. Os
gêneros mais comuns são Phyllophaga, Cyclocephala, Diloboderus e Liogenys e
existem poucas informações sobre a quantificação de seus danos em milho (GASSEN,
1999). O ataque em plantas de milho, pela alimentação das larvas, provocam
enfraquecimento do sistema radicular e conseqüente tombamento e morte das
plântulas (CRUZ e BIANCO, 2001). Os gêneros Diloboderus e Phyllophaga têm sido
relatados em cereais de inverno no Rio Grande do Sul (SALVADORI, 1997) e este
último também em milho safrinha na Região Centro-Oeste do Brasil (OLIVEIRA et al.,
1999). Em Mato Grosso do Sul, a ocorrência do gênero Liogenys foi constatada na
cultura do milho por ÁVILA e RUMIATTO (1997). No oeste do Paraná, a espécie
Phyllophaga cuyabana foi relatada em soja por OLIVEIRA et al. (1996). Os adultos do
gênero Phyllophaga ocorrem em revoadas nos meses de novembro e dezembro, e as
larvas a partir de dezembro até setembro, deslocando-se sob a superfície do solo em
direção à base das plantas, das quais consomem as raízes até completar a fase larval
ou causar a morte da planta hospedeira (GASSEN, 1996).
No México, as larvas de Phyllophaga spp. consomem raízes de diversas espécies de
gramíneas e são pragas severas em milho (MORÓN, 1986), estimando-se perdas de
0,4 a 1,3 toneladas de milho por hectare/ano (VILLALOBOS, 1988).
A lagarta-do-cartucho Spodoptera frugiperda é a principal praga da cultura do milho
devido à sua ocorrência generalizada e ao seu potencial de ataque em todas as fases
de desenvolvimento da planta, provocando quedas significativas no rendimento (CRUZ
e TURPIN, 1982). Quando o ataque ocorre na fase inicial da cultura, essas perdas são
ainda mais significativas devido à morte das plântulas e à diminuição do número de
plantas por unidade de área. O controle com inseticidas via pulverização torna-se
pouco efetivo em função da reduzida área foliar das plântulas nessa fase, dificultando a
retenção do produto nas folhas e diminuindo o seu poder residual. A utilização de
produtos sistêmicos via tratamento de sementes, nesse caso, tem-se constituído em
alternativa viável (CRUZ e BIANCO, 2001).
O presente trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar o efeito de inseticidas
sobre pragas de solo (percevejos-castanhos e corós), a lagarta-do-cartucho na fase
inicial da cultura e o desenvolvimento das plantas de milho.
2. MATERIAL E MÉTODOS
Foram desenvolvidos dois experimentos, ambos no município de Cândido Mota (SP),
em lavouras de milho safrinha, sob sistema de plantio direto em Latossolo Vermelho
eutroférrico, com reconhecido histórico de ataque de pragas de solo e da lagarta-docartucho na fase inicial da cultura.
Experimento A. Instalado no Sítio Cinco Irmãos, utilizou-se o híbrido Tork, com
semeadura em 2/3/2001 e emergência em 8/3/2001. A adubação foi realizada apenas
na semeadura, com 150 kg.ha-1 da fórmula NPK 15-15-15.
Experimento B. Instalado no Sítio Santa Luzia, com utilização do híbrido Exceler,
semeado em 3/3/2001 e com emergência em 8/3/2001. Na semeadura, empregou-se
145 kg.ha-1 da fórmula NPK 05-25-25 e em cobertura, 20 kg.ha-1 de N na forma de
uréia.
O registro de chuvas foi obtido na estação meteorológica automatizada da Cooperativa
Coopermota, eqüidistante aproximadamente 5 km dos dois experimentos (Figura 1).
O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com cinco repetições, sendo
cada parcela constituída por seis linhas de 20 m de comprimento e 0,9 m entre linhas
e densidade inicial de 50.000 sementes por hectare. As avaliações foram realizadas
nas duas linhas centrais de cada parcela.
Os tratamentos consistiram dos inseticidas thiamethoxam, carbofuran, imidacloprid,
imidacloprid + carbofuran, fipronil e thiodicarb, além da testemunha sem inseticida
(Tabela 1).
O tratamento com o inseticida fipronil foi aplicado via pulverização em jato dirigido na
linha de semeadura, com bico leque e 200 L.ha-1 de calda. Os demais inseticidas foram
aplicados via tratamento de sementes.
Aos 16 dias após a emergência das plantas (DAE), foi realizada uma pulverização com
inseticida Decis 25 CE® (deltamethrin), nos dois experimentos, na dose de 200 mL.ha1 e 200 L.ha-1 de calda, com pulverizador tratorizado visando ao controle de S.
frugiperda.
O efeito dos tratamentos sobre percevejos-castanhos e corós foi avaliado aos 14 e 28
DAE no experimento A e aos 7 e 21 DAE no experimento B. Foram realizadas duas
amostragens por parcela, sendo cada uma constituída de solo retirado junto à linha de
plantio em 1 m de comprimento e 0,2 m de largura e profundidade. O solo foi
peneirado e os insetos coletados e contados, sendo consideradas as ninfas e os adultos
para percevejos-castanhos e as larvas para corós. Os insetos foram armazenados em
álcool 70% para identificação no Laboratório de Entomologia Econômica do Instituto
Biológico, em Campinas (SP). O valor de cada parcela foi obtido calculando-se a média
das duas amostragens.
O efeito sobre a lagarta-do-cartucho foi avaliado aos 14 DAE e 28 DAE nos dois
experimentos. Foram realizadas duas amostragens por parcela; em cada amostragem
foram avaliadas as plantas presentes em 1 m de linha, considerando-se presençaausência de danos no cartucho e calculado o índice de plantas danificadas (IPD = 100
x n.º de plantas danificadas/total de plantas avaliadas). O valor de cada parcela
também foi obtido calculando-se a média das duas amostragens.
Aos 14 e 28 DAE foram avaliados os seguintes parâmetros agronômicos: população,
uniformidade de crescimento de plantas e massa seca da parte aérea. Os parâmetros
foram calculados com base no número de plantas coletadas em 5 m de linha por
parcela. Calculou-se a uniformidade de crescimento de plantas segundo o percentual
de plantas raquíticas (com altura menor que a média do experimento) em relação ao
total de plantas avaliadas. Para obtenção da massa seca da parte aérea, o material
coletado foi seco em estufa a 60 ºC.
Na colheita foram avaliados os parâmetros de altura e população de plantas, massa
seca da parte aérea sem espiga (palha), produtividade, massa de grãos por espiga e
massa de mil grãos.
O dados foram submetidos à análise de variância pelo teste F (P<0,05) e as médias
comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. Os dados originais relativos
aos insetos foram transformados em
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Segundo BECKER (1967), as ninfas e os adultos de percevejos-castanhos foram
identificados como S. castanea e com base em GASSEN (1996), as larvas de corós
foram identificadas como Phyllophaga spp.
Nos dois experimentos foram encontradas mais ninfas do que adultos nas duas
avaliações. No experimento A, o número médio de percevejos-castanhos foi de 29,7
aos 14 DAE e de 13,6 aos 28 DAE (Tabela 2). No experimento B, o número médio
desses insetos foi de 11,4 aos 7 DAE e de 11,6 aos 21 DAE; o número de adultos foi
bastante reduzido, com média dos tratamentos inferior a dois insetos (Tabela 3).
No experimento A, houve queda acentuada no nível populacional de S. castanea entre
a 1.ª e a 2.ª avaliações, inclusive na testemunha, assemelhando-se aos resultados
obtidos por SILOTO et al. (2000) que também observaram esse fato em experimento
com inseticidas para o controle de percevejos-castanhos, quando se registrou, nos 26
dias anteriores à última avaliação, precipitação pluvial de apenas 8 mm. Os percevejoscastanhos têm grande capacidade de deslocamento no perfil do solo, provavelmente
influenciado por um gradiente ótimo de umidade (SILOTO et al., 2001). Houve
diminuição das chuvas no período de realização dos experimentos (Figura 1) e sua
distribuição não foi uniforme, o que pode ter levado os insetos a se deslocarem para
camadas mais profundas.
Houve redução significativa de S. castanea, em comparação à testemunha, no
tratamento com fipronil 800 WG aos 14 DAE, no experimento A, e no tratamento com
carbofuran 310 TS aos 21 DAE, no experimento B. Os referidos tratamentos não
diferiram do thiamethoxam nos dois experimentos (Tabelas 2 e 3). No experimento A,
aos 14 DAE, o número de percevejos-castanhos (ninfas + adultos) foi
significativamente menor para o tratamento com fipronil em relação aos tratamentos
com carbofuran, imidacloprid + carbofuran e thiodicarb, mas não diferiu de
thiamethoxam e da testemunha.
Aos 28 DAE os tratamentos não apresentaram diferença significativa entre si (Tabela
2). No experimento B, houve diferença significativa entre os tratamentos aos 21 DAE;
carbofuran apresentou redução da população em relação aos tratamentos com
imidacloprid, fipronil e testemunha, sem diferir de thiamethoxam (Tabela 3).
A ação dos inseticidas, por repelência, possivelmente contribuiu para evitar a presença
desses insetos junto às raízes nas parcelas tratadas. Esses são fatores que podem
influir na análise do efeito dos inseticidas. CORSO et al. (1999), em trabalho realizado
na região de Cândido Mota (SP), detectaram eficiência média superior a 30% até 30
DAE para os produtos thiamethoxam, imidacloprid e clorpirifós (tratamento de
sementes) e também para fipronil (pulverizado no sulco de plantio), considerando-se
avaliações a partir de 12 DAE. RAGA e SILOTO (1999), em trabalho realizado em milho
safrinha em Florínea (SP), obtiveram níveis médios de mortalidade de 95,8% e 90%,
respectivamente, para terbufós e fipronil. NAKANO e FLORIM (1999) concluíram que
fipronil 250 FS e fipronil 800 WG mostraram maior eficiência a 70% no controle da
espécie Atarsocoris brachiariae, em soja, em Jataí (GO).
O número médio de corós foi relativamente grande no experimento A (8,0 e 9,2 em
cada avaliação) e pequeno no experimento B (2,0 e 0,3), não se observando
diferenças significativas entre os tratamentos nesse último experimento. No
experimento A, aos 28 DAE, o número de corós foi menor no tratamento com fipronil
em relação ao carbofuran e thiamethoxam, não diferindo de imidacloprid + carbofuran,
testemunha e thiodicarb. MARTINS et al. (1999), avaliando o efeito de diferentes
inseticidas sobre Phyllophaga spp. em milho, concluíram que fipronil 800 WG nas três
dosagens testadas, proporcionou controle com eficiência de 100%. HABE et al. (2001)
testaram o efeito de diferentes produtos químicos sobre Liogenys sp. em milho e
obtiveram controle de 80% até 21 DAE com thiodicarb 300 SC, enquanto
thiamethoxam na dose de 210 g i.a. promoveu maior produtividade e vigor de plantas.
O efeito dos tratamentos sobre a lagarta-do-cartucho foi significativo nos dois
experimentos. No experimento A, thiodicarb se destacou em relação à testemunha e
fipronil. Os tratamentos com carbofuran, thiamethoxam e imidacloprid + carbofuran
também foram significativamente superiores ao fipronil, sem diferir da testemunha. No
experimento B, carbofuran diferiu em relação à testemunha. Tanto thiodicarb, no
experimento A, quanto carbofuran, no B, apresentaram índices de plantas danificadas
inferiores a 20% (Figura 2). Thiodicarb é recomendado para o controle da lagarta-docartucho e foi aplicado exclusivamente no experimento A. CRUZ (1996) obteve
redução significativa da infestação de S. frugiperda, até os 10 DAE, em plantas cujas
sementes foram tratadas com thiodicarb. BELLETTINI et al. (2002) obtiveram eficiência
superior a 80% até 25 DAE, com thiamethoxam 700 WS via tratamento de sementes.
Esses inseticidas retardaram o início da infestação por S. frugiperda, o que é fator
positivo, pois favorece o desenvolvimento das plantas e adia o início das pulverizações.
Na fase inicial da cultura, o controle via pulverização das plantas pode ser pouco
efetivo, pois como possuem reduzida área foliar, dificulta a retenção do produto nas
folhas, diminuindo o poder residual. O controle mais tardio pode possibilitar o
estabelecimento e o incremento de inimigos naturais - importantes componentes no
manejo integrado de pragas do milho.
Quanto aos caracteres agronômicos, no experimento A, houve diferença significativa
para a população de plantas aos 28 DAE e para plantas raquíticas e massa seca, aos
14 e 28 DAE (Tabela 4). Nas avaliações aos 28 DAE, os tratamentos com imidacloprid
+ carbofuran e carbofuran apresentaram maiores populações de plantas do que a
testemunha. CRUZ (1996) obteve um estande maior que a testemunha em 19%,
tratando as sementes de milho com carbofuran 350 SC a 2,0 L de p.c./100 kg de
semente. O número de plantas raquíticas foi menor em todos os tratamentos em
relação à testemunha, menos com fipronil aos 28 DAE, evidenciando-se o efeito dos
inseticidas na manutenção de maior proporção de plantas normais.
Conseqüentemente, a massa seca da parte aérea foi significativamente maior com a
aplicação de inseticidas nas duas épocas, com exceção de thiamethoxam aos 14 DAE.
No experimento B, houve diferença para plantas raquíticas aos 14 DAE e para massa
seca da parte aérea aos 14 e 28 DAE (Tabela 4). O imidacloprid destacou-se
especificamente aos 14 DAE, de maneira inconsistente em relação aos 28 DAE,
apresentando menor percentual de plantas raquíticas do que a testemunha e o
carbofuran. Com relação à massa seca, aos 14 DAE, o carbofuran apresentou menor
valor em relação aos tratamentos thiamethoxam e imidacloprid. Aos 28 DAE, os
tratamentos com thiamethoxam e carbofuran apresentaram maiores valores de massa
seca em relação aos demais. Carbofuran se destacou nesse experimento no controle
da lagarta-do-cartucho e, especificamente, de percevejo-castanho no solo, na segunda
avaliação. O thiamethoxam foi intermediário entre o carbofuran e os demais
tratamentos para o controle do percevejo-castanho (Tabela 3).
Por ocasião da colheita de grãos do experimento A, houve diferença significativa para
os parâmetros avaliados, com exceção da altura de plantas. O tratamento com
imidacloprid + carbofuran apresentou maior população de plantas do que o fipronil
(Tabela 5), de maneira coerente com a superioridade da sua população de plantas aos
28 DAE (Tabela 4). O tratamento com o fipronil foi o que apresentou maior massa de
palha, sem diferir apenas de thiodicarb. Nas condições de outono-inverno, cujoo
potencial produtivo é relativamente baixo, há uma compensação da produtividade com
populações variando entre 33 e 44 mil plantas por hectare (DUARTE, 2001). Esse fato
pode explicar porque o tratamento com fipronil, mesmo com menor população,
produziu maior quantidade de palha do que o tratamento com imidacloprid +
carbofuran.
A produtividade de grãos foi maior no tratamento com thiamethoxam, o qual diferiu da
testemunha, mas não dos demais tratamentos (Tabela 5). Nos parâmetros de espiga,
os tratamentos com thiamethoxam e fipronil foram significativamente superiores à
testemunha e imidacloprid + carbofuran para massa de grãos por espiga e ao
imidacloprid + carbofuran para massa de mil grãos.
No experimento B, não houve diferença entre os tratamentos para população de
plantas, produtividade de grãos e massa de mil grãos. Obteve-se maior altura de
plantas no tratamento com fipronil, sem diferir do carbofuran. Carbofuran se destacou
quanto à massa de palha, juntamente com o thiamethoxam, e à massa de grãos por
espiga. O carbofuran também apresentou maior produtividade de grãos, sem diferir
significativamente dos demais tratamentos.
Nas duas áreas avaliadas, a maior produção de massa seca da parte aérea não
assegurou maior produtividade de grãos. Provavelmente, devido à baixa produtividade
de grãos de milho e às diferenças pouco acentuadas entre os tratamentos, o número
de repetições do trabalho tenha sido pequeno para diferenciar melhor os tratamentos.
No experimento B, thiamethoxam e carbofuran se destacaram quanto à produção de
matéria seca da parte aérea, mas não houve diferença entre os tratamentos para
produção de grãos (Tabela 5). No experimento A, onde havia maior número de
insetos, o tratamento fipronil destacou-se quanto à massa de palha, sem diferir do
thiodicarb. No entanto, o tratamento com o thiamethoxam foi o único que apresentou
produtividade de grãos superior à testemunha (Tabela 5). Esses resultados de
minimização dos prejuízos da produção de massa de palha e/ou grãos de milho
corroboram com os obtidos por CRUZ (1996), que verificou benefícios do tratamento
de sementes associando thiodicarb e carbofuran sobre a produtividade do milho,
possivelmente devido ao controle do complexo de pragas. SALVADORI (2001a) obteve
rendimento de grãos de trigo superior à testemunha de 8,4% e 6,5%,
respectivamente, para thiamethoxam e fipronil, via tratamento de sementes, em área
com corós.
Esse mesmo autor (SALVADORI, 2001b), porém, não registrou diferença na
produtividade para fipronil ao realizar tratamento via pulverização no sulco de
semeadura.
O efeito dos tratamentos na produtividade de grãos, no experimento A, não foi
coerente com seu efeito sobre a massa de grãos por espiga, o que pode ser explicado,
entre outros fatores, pelas acentuadas diferenças na população de plantas entre os
tratamentos. Geralmente, para um mesmo potencial produtivo, quanto maior o
número de plantas, menor a massa de grãos de cada espiga. Assim, o tratamentocom
imidacloprid + carbofuran apresentou, ao mesmo tempo, maior população de plantas e
menor massa de grãos por espiga, ao contrário do tratamento com fipronil (Tabela 5).
Ressalte-se que o número de espigas por planta é variável e algumas espigas podem
ser chochas, dificultando as extrapolações dessa inferência.
Algumas inferências do efeito dos tratamentos sobre o desenvolvimento das plantas
não foram as mesmas nos estádios iniciais da cultura e por ocasião da colheita.
As avaliações das plantas raquíticas e da população inicial de plantas foram pouco
esclarecedoras, ocorrendo discrepâncias com a avaliação final no experimento A,
provavelmente devido ao erro experimental, e redução acentuada da população de
plantas até o fim do ciclo em todos os tratamentos, no experimento B.
De maneira geral, considerando-se as duas áreas experimentais (A e B), a aplicação
dos inseticidas fipronil e carbofuran proporcionou menor número de indivíduos de
pragas de solo, sendo o carbofuran específico para percevejo-castanho, destacando-se
também quanto à produtividade de palha e aos parâmetros de espiga.
O thiamethoxam, especificamente em área com alta infestação de percevejoscastanhos e larvas de corós (experimento A), obteve valores intermediários para o
número de indivíduos de percevejo-castanho e destacou-se quanto à produtividade de
grãos e aos parâmetros de espigas.
Ao comparar os inseticidas, deve-se considerar ainda a relação entre o benefício do
controle das pragas, avaliado pelo aumento da produtividade versus o valor de venda
do milho, e o custo de cada produto. Os valores médios de aumento de produtividade
com a aplicação dos inseticidas foram 28% e 12% para as áreas A e B
respectivamente. Por ocasião da realização deste trabalho, verificou-se que os
inseticidas avaliados apresentavam grande diferença de custo por unidade de área
tratada.
4. CONCLUSÕES
1. Os inseticidas fipronil e carbofuran destacaram-se no controle do percevejocastanho S. castanea; o fipronil destacou-se também no controle do coró Phyllophaga
spp.
2. Os inseticidas carbofuran e thiodicarb reduziram o número de plantas danificadas
por S. frugiperda.
3. Os inseticidas fipronil e thiamethoxam sobressaíram quanto aos parâmetros
agronômicos na colheita do milho em área com alta infestação de percevejoscastanhos e larvas de corós. O inseticida carbofuran destacou-se na área com
predominância de percevejos-castanhos, mas sem aumento da produtividade de grãos
em relação à testemunha.
AGRADECIMENTOS
Aos produtores Sidiney Néspoli Andrade, Centirlei Néspoli Andrade e Odail Daví
Vasques, pela cessão das áreas, ao departamento técnico da Coopermota pelo
acompanhamento e facilidades oferecidas para desenvolver os experimentos e à
empresa Aventis Crop Science, atualmente Bayer Crop Science, pelo financiamento
parcial do projeto.
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Recebido para publicação em 30 de abril de 2002 e aceito em 5 de abril de 2004
Efeito de inseticidas na semeadura de milho safrinha
227
FITOSSANIDADE
EFEITO DE INSETICIDAS NA SEMEADURA SOBRE PRAGAS INICIAIS
E PRODUTIVIDADE DE MILHO SAFRINHA EM PLANTIO DIRETO (1)
GESSI CECCON(2 ); ADALTON RAGA(3 ); AILDSON PEREIRA DUARTE(2); ROMILDO CÁSSIO SILOTO(3)
RESUMO
Considerando o aumento do complexo de pragas em lavouras de milho safrinha, foram desenvolvidos dois experimentos (A e B) no município de Cândido Mota (SP). O objetivo foi avaliar o efeito de
inseticidas sobre pragas de solo (percevejos-castanhos e corós), lagarta-do-cartucho na fase inicial da
cultura e desenvolvimento das plantas. Os inseticidas utilizados na semeadura foram: thiamethoxam
(Cruiser 700 WS), carbofuran (Furazin 310 TS), imidacloprid (Gaucho FS), imidacloprid (Gaucho FS) +
carbofuran (Furazin 310 TS), fipronil (Regent 800 WG) e thiodicarb (Semevin 350 RPA), nas doses recomendadas de cada produto, e a testemunha sem inseticida. As pragas de solo foram avaliadas aos 14 e 28
dias após a emergência das plantas (DAE), no experimento A, e aos 7 e 21 DAE, no experimento B. Os
parâmetros agronômicos foram avaliados aos 14 e 28 DAE, juntamente com o ataque por Spodoptera
frugiperda, e também por ocasião da colheita dos grãos. Os inseticidas fipronil e carbofuran destacaramse no controle do percevejo-castanho Scaptocoris castanea e o fipronil sobressaiu no controle dos corós
(Phyllophaga spp). Os inseticidas carbofuran e thiodicarb reduziram o número de plantas danificadas pela
lagarta-do-cartucho Spodoptera frugiperda. O controle químico do complexo de pragas do solo e da lagarta-do-cartucho proporcionou aumentos significativos da produtividade de grãos de milho apenas na área
A, onde o número de corós era maior.
Palavras-chave: Manejo de pragas, Scaptocoris castanea, Phyllophaga spp, Spodoptera frugiperda, Zea mays.
ABSTRACT
EFFECT OF INSETICIDES AT SOWING ON SEEDLING PESTS AND YIELD OFF-SEASON
MAIZE CROP UNDER NO-TILLAGE SYSTEM
Due to an increasing pest diversity in maize crop during the off-season, two autumn-winter
experiments were conducted in the Medium Paranapanema region, State of São Paulo, Brazil, designated
as Fields A and B, both in Cândido Mota County. The aim of the experiments were to evaluate the effect
of insecticides on the control of pests occurring in the initial plant development. Treatments were the
recommended dosage of the insecticides thiamethoxam (Cruiser 700 WS), carbofuran (Furazin 310 TS),
imidacloprid (Gaucho FS), imidacloprid (Gaucho FS) + carbofuran (Furazin 310 TS), fipronil (Regent 800
( 1) Recebido para publicação em 30 de abril de 2002 e aceito em 5 de abril de 2004.
( 2) Convênio IAC/Fundag/Coopermota, Pólo de Desenvolvimento Tecnológico dos Agronegócios do Médio Paranapanema,
Caixa Postal 263, 19805-000, Assis (SP). E-mail:[email protected]
( 3 ) Centro de Pesquisa e Desenvolvimento de Sanidade Vegetal/Instituto Biológico (IB), Caixa Postal 70, 13001-970
Campinas (SP). E-mail: [email protected]
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.227-237, 2004
228
G. Ceccon et al.
WG), thiodicarb (Semevin 350 RPA); and the control (without insecticide). The soil insects (burrowing
bugs and grubs) populations were evaluated at 14th and 28 th days after plant emergency (DAE), in Field
A, and at 7 th and 21 th DAE, in the Field B. Spodoptera frugiperda incidence and corn plant parameters were
evaluated at 14 th and 28 th DAE. Fipronil and carbofuran performed best on the control of Scaptocoris
castanea. Fipronil alone provided also the best control for grubs ( Phyllophaga spp.). Carbofuran and
thiodicarb reduced damages from fall armyworm. The chemical control of corn pests in the initial stage
of the crop enhanced grain productivity only in the field A were the number of grubs in the soil was
highest.
Key words: Pest management, Scaptocoris castanea, Phyllophaga spp, Spodoptera frugiperda, Zea mays.
1. INTRODUÇÃO
Na cultura de milho safrinha, o aumento de
ocorrência de pragas subterrâneas, de pragas iniciais da cultura e de insetos vetores de fitopatógenos
está associado a fatores como monocultura da sucessão soja-milho safrinha, semeadura em época
marginal e aumento de lavouras em plantio direto.
Entre as medidas de manejo, deve-se priorizar a rotação de culturas e a semeadura na época indicada,
a fim de viabilizar a utilização de insumos, importantes componentes no custo de produção (D UARTE,
2001). Uma das alternativas que visam minimizar a
ação das pragas e evitar perdas de produtividade das
culturas é a utilização de inseticidas via tratamento
de sementes (CRUZ et al., 1999).
Dentre as principais pragas de solo que podem ocorrer na cultura do milho safrinha destacam-se
adultos e ninfas de percevejos-castanhos (Hemiptera:
Cydnidae) e larvas de
corós (Coleoptera:
Scarabaeoidea).
Os percevejos-castanhos possuem hábitos
subterrâneos e podem ser encontrados em todas as
épocas do ano em diferentes profundidades do solo
(CRUZ e BIANCO, 2001). No Brasil, esses insetos causam
prejuízos em diversas culturas de importância econômica, principalmente em soja, milho, algodão e
pastagens (SILOTO e R AGA , 1998), como também em
plantas invasoras (RAMIRO et al., 1997).
No Estado de São Paulo, a espécie Scaptocoris
castanea tem sido observada com maior freqüência e
intensidade em soja, milho e algodão, apresentando
ataque nas raízes das plantas, no sentido da linha
de semeadura, nem sempre formando reboleiras típicas (RAGA et al. 2000). Segundo S ILOTO e R AGA (1998),
as plantas atacadas têm suas raízes sugadas por
ninfas e adultos, tornando-se raquíticas, com desenvolvimento reduzido e afetando diretamente a
produção. Em ataques severos, nos estádios iniciais
da cultura, pode haver necessidade de replantio.
Hábito subterrâneo e deslocamento no perfil
do solo são características desses insetos que constituem fatores limitantes no seu manejo e a aplicação
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.227-237, 2004
de produtos, via tratamento de sementes, tem sido
uma alternativa de controle (ÁVILA e GOMES, 2001; RAGA
et al., 2000; SILOTO et al., 2001). Os percevejos-castanhos deslocam-se no perfil do solo, aprofundando-se
nas épocas mais secas e voltando à superfície no período chuvoso. Esse fato pode estar associado a um
gradiente ótimo de umidade e ser influenciado pela
ocorrência de chuvas, semelhante ao que descreveram
MEDEIROS e SALES J UNIOR (2000), que observaram correlação positiva entre o volume de chuvas e o número
de ninfas e adultos de Atarsocoris brachiariae, coletados
principalmente na faixa de 0,20 m de profundidade.
S ILOTO et al. (2001), estudando a incidência de S.
castanea na camada de zero a 50 cm, observaram picos populacionais da praga, de 30 a 60 dias após os
meses de maior precipitação pluvial.
Os corós constituem-se em importantes pragas
das culturas anuais no Brasil. Os gêneros mais comuns
são Phyllophaga, Cyclocephala, Diloboderus e Liogenys
e existem poucas informações sobre a quantificação
de seus danos em milho (G ASSEN, 1999). O ataque em
plantas de milho, pela alimentação das larvas, provocam enfraquecimento do sistema radicular e
conseqüente tombamento e morte das plântulas (CRUZ
e BIANCO , 2001). Os gêneros Diloboderus e Phyllophaga
têm sido relatados em cereais de inverno no Rio Grande do Sul (SALVADORI , 1997) e este último também em
milho safrinha na Região Centro-Oeste do Brasil ( OLI VEIRA et al., 1999). Em Mato Grosso do Sul, a ocorrência
do gênero Liogenys foi constatada na cultura do milho por ÁVILA e R UMIATTO (1997). No oeste do Paraná,
a espécie Phyllophaga cuyabana foi relatada em soja por
OLIVEIRA et al. (1996). Os adultos do gênero Phyllophaga
ocorrem em revoadas nos meses de novembro e dezembro, e as larvas a partir de dezembro até setembro,
deslocando-se sob a superfície do solo em direção à
base das plantas, das quais consomem as raízes até
completar a fase larval ou causar a morte da planta
hospedeira (GASSEN, 1996).
No México, as larvas de Phyllophaga spp. consomem raízes de diversas espécies de gramíneas e são
pragas severas em milho (M ORÓN, 1986), estimandose perdas de 0,4 a 1,3 toneladas de milho por hectare/
ano (VILLALOBOS , 1988).
Efeito de inseticidas na semeadura de milho safrinha
229
A lagarta-do-cartucho Spodoptera frugiperda é
a principal praga da cultura do milho devido à sua
ocorrência generalizada e ao seu potencial de ataque
em todas as fases de desenvolvimento da planta, provocando quedas significativas no rendimento (C RUZ e
T URPIN, 1982). Quando o ataque ocorre na fase inicial
da cultura, essas perdas são ainda mais significativas devido à morte das plântulas e à diminuição do
número de plantas por unidade de área. O controle
com inseticidas via pulverização torna-se pouco efetivo em função da reduzida área foliar das plântulas
nessa fase, dificultando a retenção do produto nas folhas e diminuindo o seu poder residual. A utilização
de produtos sistêmicos via tratamento de sementes,
nesse caso, tem-se constituído em alternativa viável
(CRUZ e BIANCO, 2001).
Experimento A. Instalado no Sítio Cinco Irmãos, utilizou-se o híbrido Tork, com semeadura em
2/3/2001 e emergência em 8/3/2001. A adubação foi
realizada apenas na semeadura, com 150 kg.ha-1 da
fórmula NPK 15-15-15.
O presente trabalho foi desenvolvido com o
objetivo de avaliar o efeito de inseticidas sobre pragas de solo (percevejos-castanhos e corós), a
lagarta-do-cartucho na fase inicial da cultura e o desenvolvimento das plantas de milho.
O delineamento experimental foi o de blocos
ao acaso, com cinco repetições, sendo cada parcela
constituída por seis linhas de 20 m de comprimento
e 0,9 m entre linhas e densidade inicial de 50.000 sementes por hectare. As avaliações foram realizadas
nas duas linhas centrais de cada parcela.
2. MATERIAL E MÉTODOS
Os tratamentos consistiram dos inseticidas
thiamethoxam,
carbofuran,
imidacloprid,
imidacloprid + carbofuran, fipronil e thiodicarb, além
da testemunha sem inseticida (Tabela 1).
Foram desenvolvidos dois experimentos, ambos no município de Cândido Mota (SP), em lavouras
de milho safrinha, sob sistema de plantio direto em
Latossolo Vermelho eutroférrico, com reconhecido histórico de ataque de pragas de solo e da
lagarta-do-cartucho na fase inicial da cultura.
Experimento B. Instalado no Sítio Santa Luzia, com utilização do híbrido Exceler, semeado em
3/3/2001 e com emergência em 8/3/2001. Na semeadura, empregou-se 145 kg.ha -1 da fórmula NPK
05-25-25 e em cobertura, 20 kg.ha-1 de N na forma de
uréia.
O registro de chuvas foi obtido na estação
meteorológica automatizada da Cooperativa
Coopermota, eqüidistante aproximadamente 5 km dos
dois experimentos (Figura 1).
O tratamento com o inseticida fipronil foi aplicado via pulverização em jato dirigido na linha de
semeadura, com bico leque e 200 L.ha -1 de calda. Os
demais inseticidas foram aplicados via tratamento de
sementes.
250
200
mm
150
100
50
0
Jan
Mar
Maio
Jul
Figura 1. Precipitação pluvial decendial registrada na estação meteorológica automatizada da Cooperativa Coopermota,
em Cândido Mota (SP), 2001.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.227-237, 2004
230
G. Ceccon et al.
Tabela 1. Produtos utilizados para controle de insetos no milho safrinha em plantio direto no município de
Cândido Mota, em 2001
Tratamento
Dose utilizada
Ingrediente ativo
Ingrediente ativo
Produto comercial
Cruiser 700 WS ®
thiamethoxam
210 g/100 kg semente
300 ml/100 kg semente
Furazin 310 TS ®
carbofuran
620 g/100 kg semente
2,0 L/100 kg semente
imidacloprid
210 g/100 kg semente
350 ml/100 kg semente
imidacloprid+ carbofuran
105 g + 350 g/100 kg semente
175 m + 500 ml/ 100 kg semente
fipronil
64 g/ha
80 g/ha
thiodicarb
700 g/100 kg semente
2,0 L/100 kg semente
Gaucho FS ® (1)
Gaucho®+Furazin ® (2)
Regent 800 ® WG
Semevin 350 ® RPA
( 1 ) Utilizado apenas no experimento B;
(2)
Utilizado apenas no experimento A.
Aos 16 dias após a emergência das plantas
(DAE), foi realizada uma pulverização com inseticida Decis 25 CE ® (deltamethrin), nos dois
experimentos, na dose de 200 mL.ha-1 e 200 L.ha -1 de
calda, com pulverizador tratorizado visando ao controle de S. frugiperda.
cela. Calculou-se a uniformidade de crescimento de
plantas segundo o percentual de plantas raquíticas
(com altura menor que a média do experimento) em
relação ao total de plantas avaliadas. Para obtenção
da massa seca da parte aérea, o material coletado foi
seco em estufa a 60 °C.
O efeito dos tratamentos sobre percevejoscastanhos e corós foi avaliado aos 14 e 28 DAE no
experimento A e aos 7 e 21 DAE no experimento B.
Foram realizadas duas amostragens por parcela, sendo cada uma constituída de solo retirado junto à linha
de plantio em 1 m de comprimento e 0,2 m de largura
e profundidade. O solo foi peneirado e os insetos
coletados e contados, sendo consideradas as ninfas
e os adultos para percevejos-castanhos e as larvas para
corós. Os insetos foram armazenados em álcool 70%
para identificação no Laboratório de Entomologia Econômica do Instituto Biológico, em Campinas (SP). O
valor de cada parcela foi obtido calculando-se a média das duas amostragens.
Na colheita foram avaliados os parâmetros de
altura e população de plantas, massa seca da parte
aérea sem espiga (palha), produtividade, massa de
grãos por espiga e massa de mil grãos.
O efeito sobre a lagarta-do-cartucho foi avaliado aos 14 DAE e 28 DAE nos dois experimentos.
Foram realizadas duas amostragens por parcela; em
cada amostragem foram avaliadas as plantas presentes em 1 m de linha, considerando-se
presença-ausência de danos no cartucho e calculado
o índice de plantas danificadas (IPD = 100 x n.º de
plantas danificadas/total de plantas avaliadas). O
valor de cada parcela também foi obtido calculandose a média das duas amostragens.
Aos 14 e 28 DAE foram avaliados os seguintes parâmetros agronômicos: população, uniformidade
de crescimento de plantas e massa seca da parte aérea. Os parâmetros foram calculados com base no
número de plantas coletadas em 5 m de linha por par-
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.227-237, 2004
O dados foram submetidos à análise de
variância pelo teste F (P<0,05) e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. Os
dados originais relativos aos insetos foram transformados em x + 0 , 5.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Segundo BECKER (1967), as ninfas e os adultos
de percevejos-castanhos foram identificados como S.
castanea e com base em GASSEN (1996), as larvas de
corós foram identificadas como Phyllophaga spp.
Nos dois experimentos foram encontradas
mais ninfas do que adultos nas duas avaliações. No
experimento A, o número médio de percevejos-castanhos foi de 29,7 aos 14 DAE e de 13,6 aos 28 DAE
(Tabela 2). No experimento B, o número médio desses insetos foi de 11,4 aos 7 DAE e de 11,6 aos 21 DAE;
o número de adultos foi bastante reduzido, com média dos tratamentos inferior a dois insetos (Tabela 3).
No experimento A, houve queda acentuada no
nível populacional de S. castanea entre a 1.ª e a 2.ª avaliações, inclusive na testemunha, assemelhando-se
231
Efeito de inseticidas na semeadura de milho safrinha
aos resultados obtidos por SILOTO et al. (2000) que também observaram esse fato em experimento com
inseticidas para o controle de percevejos-castanhos,
quando se registrou, nos 26 dias anteriores à última
avaliação, precipitação pluvial de apenas 8 mm. Os
percevejos-castanhos têm grande capacidade de deslocamento no perfil do solo, provavelmente
influenciado por um gradiente ótimo de umidade
(SILOTO et al., 2001). Houve diminuição das chuvas no
período de realização dos experimentos (Figura 1) e
sua distribuição não foi uniforme, o que pode ter levado os insetos a se deslocarem para camadas mais
profundas.
mento com carbofuran 310 TS aos 21 DAE, no experimento B. Os referidos tratamentos não diferiram do
thiamethoxam nos dois experimentos (Tabelas 2 e 3).
No experimento A, aos 14 DAE, o número de percevejos-castanhos
(ninfas
+
adultos)
foi
significativamente menor para o tratamento com
fipronil em relação aos tratamentos com carbofuran,
imidacloprid + carbofuran e thiodicarb, mas não diferiu de thiamethoxam e da testemunha.
Aos 28 DAE os tratamentos não apresentaram
diferença significativa entre si (Tabela 2). No experimento B, houve diferença significativa entre os
tratamentos aos 21 DAE; carbofuran apresentou redução da população em relação aos tratamentos com
imidacloprid, fipronil e testemunha, sem diferir de
thiamethoxam (Tabela 3).
Houve redução significativa de S. castanea, em
comparação à testemunha, no tratamento com fipronil
800 WG aos 14 DAE, no experimento A, e no trata-
Tabela 2. Número médio de insetos coletados em milho safrinha sob diferentes tratamentos com inseticidas e
avaliados aos 14 e 28 dias após a emergência das plantas (DAE), em Cândido Mota (A), em 2001
N.º de percevejos-castanhos
Tratamento
Ninfas
Adultos
N.º de corós
Total
14 DAE
Thiamethoxam
16,8 ns
25,1 ab
9,7 ns
Carbofuran
30,8
15,2 a
46,0 a
0,4
Imidacloprid+Carbofuran
27,0
12,7 a
39,7 a
12,8
5,0
2,2 b
7,2 b
6,4
Thiodicarb
27,0
9,9 ab
37,6 a
9,5
Testemunha
16,8
5,8 ab
22,6 ab
9,4
9,0
29,7
8,0
43
23
Fipronil
Média
C.V.(%)
0,6
42
8,3 ab
47
28 DAE
ns
ns
ns
Thiamethoxam
9,4
Carbofuran
5,8
1,9
7,7
Imidacloprid+Carbofuran
14,2
5,9
20,1
8,3 ab
Fipronil
13,3
4,2
17,6
4,8 b
Thiodicarb
10,5
3,9
14,4
10,0 ab
Testemunha
6,1
3,9
10,0
8,7 ab
Média
9,9
3,7
13,6
9,2
30
25
C.V.(%)
31
2,6
12,0
32
Médias seguidas pela mesma letra na coluna, não diferem pelo teste de Tukey a 5%;
ns
11,3 a
12,2 a
= não significativo pelo teste F a 5%.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.227-237, 2004
232
G. Ceccon et al.
Tabela 3. Número médio de insetos coletados em milho safrinha sob diferentes tratamentos com inseticidas e
avaliados aos 7 e 21 dias após a emergência das plantas (DAE), em Cândido Mota (B), em 2001
N º de percevejos-castanhos
Tratamento
Ninfa
Adulto
N º de corós
Total
7 DAE
Thiamethoxam
5,1
Carbofuran
8,2
Imidacloprid
ns
0,9
ns
6,0
1,4
ns
9,6
1,7
3,0
6,9
0,4
7,3
1,9
Fipronil
19,7
1,9
21,6
1,2
Testemunha
11,3
1,0
12,3
2,0
Média
10,2
C.V.(%)
51
1,1
11,4
45
49
ns
2,0
20
21 DAE
Thiamethoxam
9,5 ab
1,1
Carbofuran
2,9 b
ns
10,6 ab
0,2
0,7
3,6 b
0,6
Imidacloprid
11,4
2,3
13,7 a
0,1
Fipronil
14,1 a
0,8
14,9 a
0,2
Testemunha
13,2 a
2,1
15,3 a
0,3
Média
C.V.(%)
10,2
37
1,4
50
Médias seguidas pela mesma letra na coluna, não diferem pelo teste de Tukey a 5 %;
A ação dos inseticidas, por repelência, possivelmente contribuiu para evitar a presença desses
insetos junto às raízes nas parcelas tratadas. Esses
são fatores que podem influir na análise do efeito dos
inseticidas. C ORSO et al. (1999), em trabalho realizado
na região de Cândido Mota (SP), detectaram eficiência média superior a 30% até 30 DAE para os produtos
thiamethoxam, imidacloprid e clorpirifós (tratamento de sementes) e também para fipronil (pulverizado
no sulco de plantio), considerando-se avaliações a
partir de 12 DAE. RAGA e S ILOTO (1999), em trabalho
realizado em milho safrinha em Florínea (SP), obtiveram níveis médios de mortalidade de 95,8% e 90%,
respectivamente, para terbufós e fipronil. NAKANO e
FLORIM (1999) concluíram que fipronil 250 FS e fipronil
800 WG mostraram maior eficiência a 70% no controle da espécie Atarsocoris brachiariae, em soja, em
Jataí (GO).
O número médio de corós foi relativamente
grande no experimento A (8,0 e 9,2 em cada avaliação) e pequeno no experimento B (2,0 e 0,3), não se
observando diferenças significativas entre os tratamentos nesse último experimento. No experimento A,
aos 28 DAE, o número de corós foi menor no tratamento com fipronil em relação ao carbofuran e
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.227-237, 2004
11,6
36
ns
ns
0,3
100
= não significativo pelo teste F a 5%.
thiamethoxam, não diferindo de imidacloprid +
carbofuran, testemunha e thiodicarb. M ARTINS et al.
(1999), avaliando o efeito de diferentes inseticidas sobre Phyllophaga spp. em milho, concluíram que
fipronil 800 WG nas três dosagens testadas, proporcionou controle com eficiência de 100%. HABE et al.
(2001) testaram o efeito de diferentes produtos químicos sobre Liogenys sp. em milho e obtiveram controle
de 80% até 21 DAE com thiodicarb 300 SC, enquanto
thiamethoxam na dose de 210 g i.a. promoveu maior
produtividade e vigor de plantas.
O efeito dos tratamentos sobre a lagarta-docartucho foi significativo nos dois experimentos. No
experimento A, thiodicarb se destacou em relação à
testemunha e fipronil. Os tratamentos com carbofuran,
thiamethoxam e imidacloprid + carbofuran também
foram significativamente superiores ao fipronil, sem
diferir da testemunha. No experimento B, carbofuran
diferiu em relação à testemunha. Tanto thiodicarb, no
experimento A, quanto carbofuran, no B, apresentaram índices de plantas danificadas inferiores a 20%
(Figura 2). Thiodicarb é recomendado para o controle da lagarta-do-cartucho e foi aplicado
exclusivamente no experimento A. CRUZ (1996) obteve redução significativa da infestação de S. frugiperda,
Efeito de inseticidas na semeadura de milho safrinha
até os 10 DAE, em plantas cujas sementes foram tratadas com thiodicarb. BELLETTINI et al. (2002) obtiveram
eficiência superior a 80% até 25 DAE, com
thiamethoxam 700 WS via tratamento de sementes.
Esses inseticidas retardaram o início da infestação por
S. frugiperda, o que é fator positivo, pois favorece o desenvolvimento das plantas e adia o início das
pulverizações.
233
Na fase inicial da cultura, o controle via pulverização das plantas pode ser pouco efetivo, pois
como possuem reduzida área foliar, dificulta a retenção do produto nas folhas, diminuindo o poder
residual. O controle mais tardio pode possibilitar o
estabelecimento e o incremento de inimigos naturais
- importantes componentes no manejo integrado de
pragas do milho.
Figura 2. Incidência de S. frugiperda (%) em plantas de milho safrinha, aos 14 e 28 dias após a emergência (DAE), em
Cândido Mota (SP), 2001.
Quanto aos caracteres agronômicos, no experimento A, houve diferença significativa para a
população de plantas aos 28 DAE e para plantas raquíticas e massa seca, aos 14 e 28 DAE (Tabela 4). Nas
avaliações aos 28 DAE, os tratamentos com
imidacloprid + carbofuran e carbofuran apresentaram
maiores populações de plantas do que a testemunha.
C RUZ (1996) obteve um estande maior que a testemunha em 19%, tratando as sementes de milho com
carbofuran 350 SC a 2,0 L de p.c./100 kg de semente.
O número de plantas raquíticas foi menor em todos
os tratamentos em relação à testemunha, menos com
fipronil aos 28 DAE, evidenciando-se o efeito dos inseticidas na manutenção de maior proporção de
plantas normais. Conseqüentemente, a massa seca da
parte aérea foi significativamente maior com a aplicação de inseticidas nas duas épocas, com exceção de
thiamethoxam aos 14 DAE.
No experimento B, houve diferença para plantas raquíticas aos 14 DAE e para massa seca da parte
aérea aos 14 e 28 DAE (Tabela 4). O imidacloprid destacou-se especificamente aos 14 DAE, de maneira
inconsistente em relação aos 28 DAE, apresentando
menor percentual de plantas raquíticas do que a testemunha e o carbofuran. Com relação à massa seca,
aos 14 DAE, o carbofuran apresentou menor valor em
relação aos tratamentos thiamethoxam e imidacloprid.
Aos 28 DAE, os tratamentos com thiamethoxam e
carbofuran apresentaram maiores valores de massa
seca em relação aos demais. Carbofuran se destacou
nesse experimento no controle da lagarta-do-cartucho
e, especificamente, de percevejo-castanho no solo, na
segunda avaliação. O thiamethoxam foi intermediário entre o carbofuran e os demais tratamentos para
o controle do percevejo-castanho (Tabela 3).
Por ocasião da colheita de grãos do experimento A, houve diferença significativa para os
parâmetros avaliados, com exceção da altura de plantas. O tratamento com imidacloprid + carbofuran
apresentou maior população de plantas do que o
fipronil (Tabela 5), de maneira coerente com a superioridade da sua população de plantas aos 28 DAE
(Tabela 4). O tratamento com o fipronil foi o que apresentou maior massa de palha, sem diferir apenas de
thiodicarb. Nas condições de outono-inverno, cujoo
potencial produtivo é relativamente baixo, há uma
compensação da produtividade com populações variando entre 33 e 44 mil plantas por hectare (D UARTE,
2001). Esse fato pode explicar porque o tratamento
com fipronil, mesmo com menor população, produziu
maior quantidade de palha do que o tratamento com
imidacloprid + carbofuran.
A produtividade de grãos foi maior no tratamento com thiamethoxam, o qual diferiu da
testemunha, mas não dos demais tratamentos (Tabela 5). Nos parâmetros de espiga, os tratamentos com
thiamethoxam e fipronil foram significativamente superiores à testemunha e imidacloprid + carbofuran
para massa de grãos por espiga e ao imidacloprid +
carbofuran para massa de mil grãos.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.227-237, 2004
234
G. Ceccon et al.
Tabela 4. População de plantas, plantas raquíticas e massa seca aos 14 e 28 dias após a emergência (DAE) em duas lavouras
de milho safrinha em Cândido Mota, em 2001
População
Tratamento
14 DAE
Plantas raquíticas
28 DAE
14 DAE
28 DAE
plantas.ha–1
Massa seca
14 DAE
28 DAE
kg ha -1
%
Experimento A
Thiamethoxam
37.300
Carbofuran
ns
44.000
ab
19,8 b
13,2 b
80 cd
1.535
a
45.300
46.600
a
11,5 b
8,6 b
105 bc
1.468
a
+ Carbofuran
47.500
48.400
a
8,5 b
8,5 b
125 ab
1.503 a
Fipronil
40.800
40.800
ab
14,1 b
21,6 ab
107 abc
1.170 a
Thiodicarb
52.000
43.100
ab
24,9 b
8,3 b
149 a
1.546 a
Testemunha
35.500
33.300
b
67,3 a
48,0 a
55 d
319 b
Média
43.100
42.700
24,4
18,0
21
12
55
12
Imidacloprid
C.V.(%)
103
1.257
21
19
Experimento B
ns
48.400 ns
2,8 ns
157 a
2.668 a
17,8 a
6,6
116 b
2.452 a
50.200
1,8 c
8,0
148 a
1.801 b
46.700
50.200
7,6 abc
8,8
140 ab
1.852 b
Testemunha
45.800
48.400
12,0
130 ab
1.673 b
Média
46.000
48.900
138
2.089
5
5
11
14
Thiamethoxam
45.800
Carbofuran
44.900
47.500
Imidacloprid
46.700
Fipronil
C.V.(%)
4,7 bc
15,3 ab
9,4
66
Médias seguidas pela mesma letra na coluna, não diferem pelo teste de Tukey a 5%;
No experimento B, não houve diferença entre
os tratamentos para população de plantas, produtividade de grãos e massa de mil grãos. Obteve-se maior
altura de plantas no tratamento com fipronil, sem diferir do carbofuran. Carbofuran se destacou quanto à
massa de palha, juntamente com o thiamethoxam, e
à massa de grãos por espiga. O carbofuran também
apresentou maior produtividade de grãos, sem diferir significativamente dos demais tratamentos.
Nas duas áreas avaliadas, a maior produção
de massa seca da parte aérea não assegurou maior
produtividade de grãos. Provavelmente, devido à baixa produtividade de grãos de milho e às diferenças
pouco acentuadas entre os tratamentos, o número de
repetições do trabalho tenha sido pequeno para diferenciar melhor os tratamentos.
No experimento B, thiamethoxam e carbofuran
se destacaram quanto à produção de matéria seca da
parte aérea, mas não houve diferença entre os trata-
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.227-237, 2004
7,6
71
ns
= não significativo pelo teste F a 5%.
mentos para produção de grãos (Tabela 5). No experimento A, onde havia maior número de insetos, o
tratamento fipronil destacou-se quanto à massa de
palha, sem diferir do thiodicarb. No entanto, o tratamento com o thiamethoxam foi o único que apresentou
produtividade de grãos superior à testemunha (Tabela
5). Esses resultados de minimização dos prejuízos da
produção de massa de palha e/ou grãos de milho corroboram com os obtidos por CRUZ (1996), que verificou
benefícios do tratamento de sementes associando
thiodicarb e carbofuran sobre a produtividade do milho, possivelmente devido ao controle do complexo de
pragas. SALVADORI (2001a) obteve rendimento de grãos
de trigo superior à testemunha de 8,4% e 6,5%, respectivamente, para thiamethoxam e fipronil, via
tratamento de sementes, em área com corós.
Esse mesmo autor (SALVADORI, 2001b), porém,
não registrou diferença na produtividade para
fipronil ao realizar tratamento via pulverização no
sulco de semeadura.
235
Efeito de inseticidas na semeadura de milho safrinha
Tabela 5. Parâmetros agronômicos na colheita do milho safrinha submetido a diferentes inseticidas aplicados
na semeadura em dois experimentos em Cândido Mota, em 2001
Parâmetros de plantas
Tratamentos
Altura
População
Produtividade
Palha
Plantas.ha-1
m
Grãos
Parâmetros de Espiga
Massa de
Massa de
grãos / espiga
mil grãos
kg.ha–1
gramas
Experimento A
Thiamethoxam
1,49
Carbofuran
ns
37.778 ab
4.973 bc
5.664 a
151 a
268 a
1,34
41.333 ab
4.054 c
5.347 ab
130 ab
250 ab
Imidacloprid+Carbofuran
1,50
46.444 a
4.314 bc
5.334 ab
114 b
242 b
Fipronil
1,53
35.778 b
7.520 a
5.343 ab
147 a
269 a
Thiodicarb
2,07
42.000 ab
6.103 ab
5.379 ab
126 ab
251 ab
Testemunha
1,16
37.778 ab
4.178 bc
4.224 b
112 b
254 ab
Média
1,51
40.185
5.190
5.332
130
255
12
19
11
10
4
C.V.(%)
36
Experimento B
Thiamethoxam
1,27 d
43.800
Carbofuran
1,50 ab
Imidacloprid
ns
4.989 b
4.361
36.200
6.651 a
1,38 cd
42.000
Fipronil
1,52 a
Testemunha
ns
97 b
271
4.912
135 a
294
3.738 c
3.759
87 b
252
40.600
3.668 c
4.320
104 b
271
1,40 bc
37.800
3.714 c
3.873
100 b
260
Média
1,41
40.080
4.552
4.245
105
270
C.V.(%)
4
10
10
14
12
9
ns
Médias seguidas pela mesma letra na coluna, não diferem pelo teste de Tukey a 5%; ( 1 ) Massa seca da parte aérea das plantas sem espigas;
ns
= não significativo pelo teste F a 5%.
O efeito dos tratamentos na produtividade de
grãos, no experimento A, não foi coerente com seu
efeito sobre a massa de grãos por espiga, o que pode
ser explicado, entre outros fatores, pelas acentuadas
diferenças na população de plantas entre os tratamentos. Geralmente, para um mesmo potencial produtivo,
quanto maior o número de plantas, menor a massa
de grãos de cada espiga. Assim, o tratamentocom
imidacloprid + carbofuran apresentou, ao mesmo tempo, maior população de plantas e menor massa de
grãos por espiga, ao contrário do tratamento com
fipronil (Tabela 5). Ressalte-se que o número de espigas por planta é variável e algumas espigas podem
ser chochas, dificultando as extrapolações dessa
inferência.
Algumas inferências do efeito dos tratamentos sobre o desenvolvimento das plantas não foram
as mesmas nos estádios iniciais da cultura e por ocasião da colheita.
As avaliações das plantas raquíticas e da
população inicial de plantas foram pouco
esclarecedoras, ocorrendo discrepâncias com a
avaliação final no experimento A, provavelmente
devido ao erro experimental, e redução acentuada da
população de plantas até o fim do ciclo em todos os
tratamentos, no experimento B.
De maneira geral, considerando-se as duas
áreas experimentais (A e B), a aplicação dos inseticidas fipronil e carbofuran proporcionou menor número
de indivíduos de pragas de solo, sendo o carbofuran
específico para percevejo-castanho, destacando-se
também quanto à produtividade de palha e aos
parâmetros de espiga.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.227-237, 2004
236
G. Ceccon et al.
O thiamethoxam, especificamente em área com
alta infestação de percevejos-castanhos e larvas de
corós (experimento A), obteve valores intermediários
para o número de indivíduos de percevejo-castanho
e destacou-se quanto à produtividade de grãos e aos
parâmetros de espigas.
Ao comparar os inseticidas, deve-se considerar ainda a relação entre o benefício do controle das
pragas, avaliado pelo aumento da produtividade
versus o valor de venda do milho, e o custo de cada
produto. Os valores médios de aumento de produtividade com a aplicação dos inseticidas foram 28% e
12% para as áreas A e B respectivamente. Por ocasião
da realização deste trabalho, verificou-se que os inseticidas avaliados apresentavam grande diferença de
custo por unidade de área tratada.
4. CONCLUSÕES
1. Os inseticidas fipronil e carbofuran destacaram-se no controle do percevejo-castanho S. castanea;
o fipronil destacou-se também no controle do coró
Phyllophaga spp.
2. Os inseticidas carbofuran e thiodicarb reduziram o número de plantas danificadas por S.
frugiperda.
3. Os inseticidas fipronil e thiamethoxam sobressaíram quanto aos parâmetros agronômicos na
colheita do milho em área com alta infestação de percevejos-castanhos e larvas de corós. O inseticida
carbofuran destacou-se na área com predominância
de percevejos-castanhos, mas sem aumento da produtividade de grãos em relação à testemunha.
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Cultivar, Pelotas, n.5, p.10-18, 2001.
AGRADECIMENTOS
Aos produtores Sidiney Néspoli Andrade,
Centirlei Néspoli Andrade e Odail Daví Vasques, pela
cessão das áreas, ao departamento técnico da
Coopermota pelo acompanhamento e facilidades oferecidas para desenvolver os experimentos e à empresa
Aventis Crop Science, atualmente Bayer Crop Science,
pelo financiamento parcial do projeto.
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Bragantia vol.63 no.2 Campinas 2004
FERTILIDADE DO SOLO E NUTRIÇÃO DE PLANTAS
Nutrição do cafeeiro arábica em função da
densidade de plantas e da fertilização com NPK
Coffee nutrition as a function of plant density and NPK fertilization
Luiz Carlos PrezottiI; Aledir Cassiano da RochaII
IInstituto
Capixaba de Pesquisa Assistência Técnica e Extensão Rural - Solos e Nutrição
de Plantas, 29375-000 Venda Nova do Imigrante (ES). E.mail
[email protected]
IIInstituto Capixaba de Pesquisa Assistência Técnica e Extensão Rural - Fitotecnia
RESUMO
Embora aumente a produtividade por área, o adensamento reduz a produção por
planta, eleva sua eficiência de recuperação de nutrientes, o que contribui para a
redução da quantidade de fertilizantes a ser aplicada por planta. O objetivo deste
trabalho foi avaliar a resposta do cafeeiro arábica à aplicação de N (100, 300, 500 e
700 kg.ha-1 de N), P (0, 60, 120 e 180 kg.ha-1 de P2O5) e K (100, 300, 500 e 700
kg.ha-1 de K2O), cultivados em diferentes densidades de plantio (3.333, 5.000, 10.000
e 20.000 plantas por hectare). Com base em informações obtidas em cinco produções,
não foram observadas diferenças significativas de produtividade em função da
densidade de plantas. A resposta em produtividade do café arábica às doses de N, P e
K foi variável nos diversos espaçamentos, com maior freqüência de resultados
positivos a N e P e menos expressivos para K. Os teores foliares de N e P foram pouco
influenciados pelas doses de N e P2O5. Os teores foliares de K foram fortemente
influenciados pelas doses de K2O. Cafeeiros submetidos ao sistema de cultivo
adensado apresentaram maiores teores foliares de P e K, quando comparados àqueles
cultivados em espaçamento mais largo. Os solos sob cultivo adensado, quando
comparados a solos sob cultivos mais largos, apresentaram variações em suas
características químicas, sendo mais evidente a redução do teor de H + Al.
Palavras-chave: café, nutrição, adubação, adensamento, análise de solo.
ABSTRACT
Although increasing in productivity, high-density tree planting provides reduction of the
production per plant, increases the efficiency of recovery of nutrients by plants, and
can contributes to the reduction of the amount of fertilizers to be applied per plant.
Due to evaluate the answer of coffee tree plants (Coffea arabica L.) to N (100, 300,
500 e 700 kg.ha-1 of N); P (0, 60, 120 and 180 kg.ha-1 of P2O5) and K (100, 300, 500
and 700 kg.ha-1 of K2O) application, on work was carried out in a coffee cultivated at
four densities (3,333; 5,000; 10,000 and 20,000 plants/ha). Database obtained at five
harvests showed no significant differences of productivity as function of planting
densities. Answers in productivity were obtained more strongly related to N and P
doses. Answers to K application were less expressive. N and P foliar levels were little
influenced by the doses of N and P2O5 applied by soil each year. K foliar levels were
strongly influenced by the doses of K2O. Foliar levels of N and K were highest in coffee
high-density tree when compared with those cultivated in wider spacing. The major
variation on chemical soil characteristics was the highest levels of reduction on H+Al
observed in coffee high-density tree coffee.
Key words: Arabic coffee, high density, fertilization, nitrogen, phosphorus, potassium,
soil analysis.
1. INTRODUÇÃO
Diversas práticas culturais têm sido utilizadas para se aumentar a produtividade da
cultura do café. Entretanto, nenhuma tem sido tão eficiente quanto ao aumento da
população de plantas por unidade de área, ou seja, o uso de plantios adensados.
Até o advento do adensamento das lavouras de café, predominavam as
recomendações de adubação por cova. Assim, pequenas variações na população de
plantas pouco influenciavam a quantidade a ser aplicada por hectare. Atualmente, com
o aumento considerável da densidade de plantas por área, a simples multiplicação da
quantidade de fertilizantes a ser aplicado por planta pelo número de plantas por área
tornou-se inadequada, superestimando as recomendações. Essa relação não é
verdadeira, pois com o aumento da densidade, há redução da produção por planta,
tanto de biomassa de frutos como vegetativa (folhas, ramos, caule e raiz) em vista da
competição entre elas. Outro fator a ser considerado é que, com o aumento da
densidade de raízes e mais umidade do solo, proporcionada pela maior cobertura do
solo, ocorre aumento da eficiência de recuperação de nutrientes pelas plantas,
contribuindo para reduzir a quantidade de fertilizantes a ser aplicada à lavoura. Esse
fato foi confirmado por PAVAN et al. (1990), PAVAN et al. (1991) e PAVAN et al.
(1994), quando obtiveram maior produtividade de lavouras adensadas com níveis
médios de adubação, ao passo que, em lavouras plantadas em espaçamentos mais
largos, o aumento da produção foi obtido com maiores níveis de fertilização.
Dados obtidos por esse autor mostram as alterações químicas e físicas do solo
causadas pelo adensamento do cafeeiro: aumento do pH, dos teores de Ca, Mg, K, P e
Carbono Orgânico, índice de estabilidade de agregados e na umidade do solo.
Mesmo para o sistema de plantio não adensado, são citados na literatura, resultados
contrastantes, com relação à resposta do cafeeiro à fertilização com macro e
micronutrientes. Na maioria dos casos, observa-se efeito positivo da fertilização com
NPK. Entretanto, diversos trabalhos têm demonstrado pouca ou nenhuma resposta à
aplicação desses nutrientes.
SANZONOWICZ et al. (2001) trabalhando com doses de N em solo de Cerrado,
observaram que o N não influenciou a flutuação anual da produção, proporcionando
acréscimo de 35,9% na produção de grãos. Não houve alteração dos teores foliares
desse elemento.
RAIJ et al. (1996) trabalhando com N e K, obtiveram resposta negativa à aplicação de
K em solos com teores iniciais de 78 mg.dm-3 e 109 mg.dm-3 de K. A maioria das
respostas ao nitrogênio, embora não muito acentuadas, foram positivas, sendo
negativa apenas no biênio 91/92 no município de Mandaguari. Observou-se pequena
influência das adubações com N e K nos teores foliares desses elementos.
GALLO et al. (1999), estudando a resposta do cafeeiro a NPK, observaram efeito
depressivo na produção para os três nutrientes.
GARCIA (1999) realizou estudo para determinar a saturação de potássio para o
cafeeiro em solos com diferentes valores de CTC. A variação da saturação de K na CTC
do solo de 0 para 12% proporcionou modificações dos teores de K foliar de 1,56 a 1,90
dag.kg-1 na cultivar Acaiá e de 2,12 a 2,28 dag.kg-1 em 'Mundo Novo'. Não houve
diferenças estatísticas na produção. Os teores de 130 mg.dm-3 (4% de K na T) no solo
de CTC média e 180 mg.dm-3 (4,5 % na T) no solo de CTC alta, segundo os autores,
foram suficientes para o suprimento do elemento à cultura.
VIANA et al. (1987), avaliando a resposta do cafeeiro a N e K, observaram resposta
linear a N (dose máxima de 400 kg.ha-1 de N) e quadrática a K, concluindo que a
adubação potássica apenas propiciou ganho na produção, quando o solo se
apresentava com menos de 138 mg.dm-3 de K (Mehlich-1).
SILVA et al. (1998) sugerem, para o cafeeiro, o nível crítico de 100 mg.dm-3 de K pelo
extrator Mehlich-1.
Buscando explicar as variadas respostas do cafeeiro à fertilização potássica, SILVA et
al. (1997) demonstraram que, mesmo em solos com alto grau de intemperização,
existem reservas de potássio não-trocável que podem atender a médio e longo prazo a
demanda parcial do cafeeiro por esse nutriente.
O objetivo deste trabalho foi avaliar a resposta do cafeeiro aos nutrientes N, P e K,
quando cultivado em diferentes densidades de plantio.
2. MATERIAL E MÉTODOS
Foram desenvolvidos quatro experimentos com as seguintes densidades de plantas:
3.333 plantas por ha (3 m x 1 m); 5.000 plantas por ha (2 m x 1 m); 10.000 plantas
por ha (2 m x 0,5 m) e 20.000 plantas por ha (1 m x 0,5 m).
Os experimentos foram instalados na Fazenda Experimental do Instituto Capixaba de
Pesquisa Assistência Técnica e Extensão Rural (INCAPER), no município de Venda Nova
do Imigrante (ES), a 720 m de altitude, em solo LVd3 (Latossolo Vermelho-Amarelo
distrófico, relevo montanhoso e forte ondulado), representativo da região de café
Arábica do Estado do Espírito Santo. As características químicas do solo são
apresentadas na Tabela 1.
Foi utilizada a cultivar Catuaí Vermelho, plantada em covas de 40 cm x 40 cm x 40 cm
(uma muda por cova). A adubação até o primeiro ano e os tratos culturais dos
experimentos seguiram as recomendações publicadas no Manual Técnico para a
Cultura do Café no Estado do Espírito Santo (COSTA, 1995). Após esse período, foram
aplicados os tratamentos: 100, 300, 500 e 700 kg.ha-1 de N; 0, 60, 120 e 180 kg.ha-1
de P2O5; 100, 300, 500, e 700 kg.ha-1 de K2O. Como fonte de N, P2O5 e K2O, utilizouse uréia (45% de N), superfosfato triplo (45% de P2O5) e cloreto de potássio (60% de
K2O).
As doses indicadas foram aplicadas anualmente, sendo P fornecido de uma só vez, por
ocasião do primeiro parcelamento. N e K foram parcelados em três vezes, durante o
período chuvoso (setembro a março).
O esquema experimental foi o fatorial fracionado ½ (4 x 4 x 4), totalizando 32
tratamentos, dispostos no delineamento de blocos casualisados com duas repetições.
As parcelas foram constituídas por 36 plantas, sendo as 10 plantas centrais
consideradas como úteis. As variáveis observadas foram: produtividade e teores de
nutrientes no solo e nas folhas. Os dados foram analisados por regressão, sendo
citadas as significâncias das regressões e dos modelos até o nível de 20% de
probabilidade.
A amostragem do solo foi retirada na projeção da copa do cafeeiro, à profundidade de
0 a 20 cm. Foram realizadas as seguintes determinações: pH em água, P, K, Al, Ca, Mg
e MO. As análises seguiram o método proposto pela EMBRAPA (1997). A amostragem
foliar foi realizada, coletando-se o 4.º par de folhas de ramos produtivos, na altura
mediana da planta e nos quatro quadrantes. Foram feitas análises de macro e
micronutrientes, segundo o método proposto por BATAGLIA et al. (1983)
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
A influência dos diferentes espaçamentos sobre a produtividade de café arábica pode
ser observada na Tabela 2.
Mesmo apresentando uma diferença de produção de 11,3 sc.ha-1 entre os
espaçamentos 3 m x 1 m e 2 m x 1 m, não houve diferença significativa entre as
médias de produtividade dos experimentos.
Analisando-se as tendências, observa-se que a maior produtividade foi obtida em
lavouras com espaçamento de 2 m x 1 m e 1 m x 0,5 m. Embora tenham obtido o
mesmo nível de produtividade, os cafeeiros plantados no espaçamento de 1 m x 0,5 m
apresentaram efeito marcante da bianualidade, principalmente de 1999 para 2000 com
produtividade de 79 sc.ha-1 e 10,1 sc.ha-1 respectivamente. Esse efeito foi menos
marcante no espaçamento de 2 m x 1 m.
As equações lineares múltiplas da produção de café arábica em função de doses de N,
P2O5 e K2O para os diversos anos e espaçamentos encontram-se na Tabela 3. Na safra
de 1997 não se observou acréscimo de produção com as doses de N, visto que nos
espaçamentos de 2 m x 1 m e 2 m x 0,5 m a reposta foi negativa. Observou-se
acréscimo de produção com as doses de P nos espaçamentos de 2 m x 1 m e 1 m x
0,5 m.
Resposta positiva ao K somente se notou no espaçamento 3 m x 1 m, quando as
interações NK, PK e NP apresentaram efeitos e tendências variados. Pelo intercepto
das equações, observa-se que a safra de 1998 foi um ano de baixas produções,
obtendo-se resposta positiva a N em todos os espaçamentos. O mesmo foi notado para
P, com exceção do espaçamento de 1 m x 0,5 m. É interessante observar a interação
NK influenciando negativamente a produção em todos os espaçamentos, com exceção
em 2 m x 0,5 m.
Na safra de 1999 houve resposta a N e P em todos os espaçamentos. Resposta positiva
a K somente se notou no espaçamento 2 m x 1 m. Na safra de 2000, respostas
positivas a N se observaram nos espaçamentos 3 m x 1 m e 2 m x 1m. Não se
observou resposta positiva a P. Aumento de produção com as doses de K foi observada
nos espaçamentos de 2 m x 1 m e 2 m x 0,5 m. As interações apresentaram
comportamento diverso.
Na safra de 2001, a resposta positiva a N e P somente não foi observada no
espaçamento de 3 m x 1 m, que respondeu exclusivamente ao K e à interação NP.
A influência do adensamento na resposta do café arábica à aplicação de N, P e K pode
ser observada na Tabela 4, em que foram correlacionados os coeficientes angulares do
efeito linear para N, P e K das equações apresentadas na Tabela 3, com a média de
produtividade obtida nas safras de 97/98/99/00/01 (Tabela 2). Houve aumento
progressivo dos coeficientes de correlação para N nos espaçamentos mais estreitos,
indicando maior resposta a esse nutriente em sistemas mais adensados. Esse mesmo
efeito observou-se para P e para a interação NK.
Os coeficientes de correlação para K foram progressivamente menores à medida que
se reduziu o espaçamento, indicando menor resposta a K em sistemas mais
adensados.
As interações NP e PK não permitiram correlações em razão do reduzido número de
ocorrência nas diversas equações.
Objetivando avaliar o efeito da bianualidade do cafeeiro arábica na resposta à
aplicação de N, P e K, foram relacionados, na Tabela 5, as equações lineares múltiplas
da produtividade em função de doses dos nutrientes para os anos cuja produtividade
foi inferior a 30 sc.ha-1 (anos de baixa produção) e superiores a 30 sc.ha-1 (anos de
alta produção).
Nos anos de baixa produtividade, houve resposta linear positiva ao N em todos os
espaçamentos, com exceção de 2 m x 0,5 m, cuja resposta à aplicação de N se deu
quando aplicado juntamente com o K. A resposta ao K foi negativa no espaçamento 3
m x 1 m e 2 m x 0,5 m, linear positiva em 2 m x 1 m, e quadrática em 1 m x 0,5 m,
sendo a dose de 227 kg.ha-1 de K2O responsável por 90% da produção máxima.
Nos anos de alta produtividade foram observadas respostas quadráticas a N nos
espaçamentos de 3 m x 1 m, 2 m x 1 m e 2 m x 0,5 m, sendo as doses de 323 kg.ha1, 441 kg.ha-1 e 282 kg.ha-1 de N responsáveis por 90% da produção máxima. No
espaçamento de 1 m x 0, 5m a resposta a N e P foi linear positiva e linear negativa
para K. No espaçamento de 2 m x 0,5 m a resposta ao K foi quadrática, sendo a dose
de 141 kg.ha-1 de K2O responsável por 90% da produção máxima.
As interações NP, NK e PK influenciaram a produção do café arábica de maneira
diversa, sendo observada maior freqüência de resposta negativa da interação NK. A
alta freqüência de equações de regressão lineares positivas nos anos de baixa
produtividade é indicativo da maior exigência de N pelo cafeeiro neste período, o que
se atribui à necessidade de reconstituição da biomassa vegetativa da planta, afetada
pelo maior carreamento dos nutrientes para os frutos em anos de alta produção.
Na literatura, são freqüentes os trabalhos que demonstram respostas a N (CARVAJAL,
1984; RAIJ et al., 1996; GALLO et al., 1999; GARCIA, 2002). Ressalta-se a
necessidade de correlações da resposta do cafeeiro ao nitrogênio e os teores de
matéria orgânica do solo. Embora seja conhecida a baixa resposta do cafeeiro ao
fósforo, observou-se neste trabalho aumento médio de produção de 12%.
Esse valor é semelhante ao de 15% obtido por URIBE (1980) e de 16% obtido por
GALLO et. al (1999).
Corroborando com os dados obtidos neste trabalho, de modo geral, a resposta do
cafeeiro ao potássio é bastante controvertida, quando se observam os trabalhos
apresentados na literatura. Alguns apresentam respostas expressivas e outros,
pequenas ou mesmo ausência de resposta (MIGUEL et al., 1983; RAIJ et al., 1996;
BARROS et al., 1997; GALLO et al., 1999). Os teores iniciais de potássio dos solos
utilizados neste trabalho variaram de 76 a 100 mg.dm-3, sendo comuns em solos da
região serrana do Estado do Espírito Santo. Mesmo assim, a resposta ao potássio foi
pouco expressiva, o que não seria de se esperar, uma vez que o nível crítico de
produção preconizado para a cultura do café está na faixa de 200 mg.dm-3 (DE MUNER
e PREZOTTI, 2001). Resultados semelhantes foram obtidos por GALLO et al. (1999)
com solos do município de Mococa (SP), embora os teores iniciais de fósforo e potássio
dos solos fossem muito elevados (22 mg.dm-3 de P resina e 214 mg.dm-3 de K).
A maioria das justificativas para a ausência de resposta está nos elevados teores
iniciais de potássio dos solos utilizados para o desenvolvimento dos experimentos.
Entretanto, é necessário maior aprofundamento na busca de explicações para esse
fato. Análises das diferentes formas de K no solo, além da forma trocável, poderia ser
importante informação, pois alguns tipos de solos contêm minerais como, por exemplo,
as micas, que possuem potássio em sua estrutura, em forma não disponível para as
plantas. Com a redução da concentração de potássio próximo às raízes do cafeeiro,
esse nutriente pode ser liberado dessa estrutura, tornando-se então disponível e
contribuindo para a nutrição das plantas. SILVA et al. (1997) demonstraram que,
mesmo em solos com alto grau de intemperização, existem reservas de potássio nãotrocável que podem atender a médio e longo prazo a demanda parcial do cafeeiro por
esse nutriente.
Foram realizadas análises conjuntas dos teores de nutrientes foliares e do solo em
função das doses de N, P2O5 e K2O para cada safra e espaçamento. Entretanto, assim
como a produtividade, os resultados mostraram-se variáveis, não apresentando
uniformidade das respostas, o que dificulta a visualização das tendências. Desse modo,
optou-se pela apresentação das análises de regressão dos teores foliares de N, P e K
em função de doses de N, P2O5 e K2O, para os diferentes espaçamentos, considerandose a média dos teores de cada nutriente nas safras de 1997 a 2001 (Figura 1).
Observaram-se aumentos dos teores foliares de N somente nos experimentos com
espaçamentos 2 m x 1 m (0,04 dag.kg-1 para cada 100 kg de N) e 1 m x 0,5 m (0,03
dag.kg-1 para cada 100 kg de N). Para o cafeeiro, são comuns recomendações de N
próximas a 300 kg.ha-1 e indicação de teores foliares de 3 dag.kg-1 de N como
adequado. Entretanto, observou-se neste trabalho que a dose inicial de 100 kg.ha-1 foi
suficiente para atingir teores foliares médios de 3,1 dag.kg-1, mesmo em experimentos
com espaçamentos mais abertos. Ressalta-se aqui a necessidade de acrescentar, em
trabalhos dessa natureza, o tratamento sem a aplicação do elemento, para que seja
possível determinar o potencial de suprimento do solo e a correlação dessa informação
com outras variáveis que possam influenciar a disponibilidade desse nutriente, como
por exemplo, o teor de matéria orgânica do solo.
O aumento do teor foliar de P somente foi significativo no tratamento com
espaçamento de 2 m x 0,5 m (0,1 dag.kg-1 para cada 100 kg de P2O5). Os teores
foliares de K foram fortemente influenciados pelas doses de K2O, com acréscimos de
até 0,17 dag.kg-1 para cada 100 kg de K2O.
Importante informação obtida neste trabalho pode ser observada na Figura 2, em que
plantas submetidas ao sistema adensado apresentam maiores teores de P e K, quando
comparadas àquelas cultivadas em espaçamentos mais abertos. Uma possível
explicação para esse fato está na maior umidade do solo, proporcionada por mais
sombreamento e maior acúmulo de biomassa vegetal na superfície do solo. Assim, há
maior difusão desses elementos no solo, principalmente de P e conseqüentemente
maior absorção pelas plantas. Caso este fato seja comprovado por outros trabalhos,
ficará então evidenciada a necessidade de inclusão da variável "população de plantas"
em estudos de determinação dos níveis críticos foliares desses elementos. Não se
observou, porém, variação do teor de N com o aumento da densidade de plantas. O
aumento dos teores de P e K no solo, detectado em amostras retiradas na projeção de
copa do cafeeiro, em função das doses de P2O5 e K2O e seu efeito cumulativo com o
passar dos anos (1999 para 2001) pode ser visualizado na Figura 3. Observa-se que,
mesmo nas parcelas onde não se aplicou fósforo, há elevação de seu teor no solo,
principalmente nas lavouras mais adensadas.
Certamente, esse aumento é atribuído a maior acúmulo de matéria orgânica na
superfície do solo, contribuindo tanto no aspecto quantitativo do elemento quanto no
fenômeno da solubilização do P por enzimas e ácidos orgânicos. Esse mesmo
argumento pode ser utilizado para explicar a influência da população de plantas sobre
as características químicas do solo, conforme dados apresentados na Tabela 6.
Das variáveis analisadas, as que apresentaram maior tendência de variação foram o H
+ Al (significativo a 9,41% de probabilidade) e pH, Al e V apesar de não-significativos
(Figura 4). Esse fenômeno também foi observado por PAVAN et al. (1994).
4. CONCLUSÕES
1. Não foram observadas diferenças significativas de produtividade em função da
densidade de plantas.
2. No espaçamento 1 m x 0,5 m observou-se maior efeito da bianualidade da
produção.
3. Houve aumento progressivo da intensidade de resposta ao N, P e à interação NK
com o adensamento da cultura. Para o K as respostas foram progressivamente
menores com o adensamento.
4. Observou-se maior exigência a N em anos de baixa produtividade.
5. Os teores foliares de N e P foram pouco influenciados pelas doses de N e P2O5. Os
teores foliares de K foram fortemente influenciados pelas doses de K2O.
6. Cafeeiros submetidos ao sistema de cultivo adensado apresentaram maiores teores
foliares de P e K quando comparados àqueles cultivados em espaçamento mais largos.
7. Os solos sob cultivo adensado, quando comparados a solos sob cultivos mais largos,
apresentaram variações em suas características químicas, sendo mais evidente a
redução do teor de H + Al.
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Trabalho recebido para publicação em 28 de junho de 2002 e aceito em 19 de fevereiro
de 2004
239
Nutrição do cafeeiro arábica
FERTILIDADE DO SOLO E NUTRIÇÃO DE PLANTAS
NUTRIÇÃO DO CAFEEIRO ARÁBICA EM FUNÇÃO DA DENSIDADE
DE PLANTAS E DA FERTILIZAÇÃO COM NPK (1)
LUIZ CARLOS PREZOTTI(2 ); ALEDIR CASSIANO DA ROCHA(3 )
RESUMO
Embora aumente a produtividade por área, o adensamento reduz a produção por planta, eleva
sua eficiência de recuperação de nutrientes, o que contribui para a redução da quantidade de fertilizantes a ser aplicada por planta. O objetivo deste trabalho foi avaliar a resposta do cafeeiro arábica à aplicação
de N (100, 300, 500 e 700 kg.ha -1 de N), P (0, 60, 120 e 180 kg.ha -1 de P 2O 5) e K (100, 300, 500 e 700 kg.ha-1
de K 2O), cultivados em diferentes densidades de plantio (3.333, 5.000, 10.000 e 20.000 plantas por hectare). Com base em informações obtidas em cinco produções, não foram observadas diferenças significativas
de produtividade em função da densidade de plantas. A resposta em produtividade do café arábica às
doses de N, P e K foi variável nos diversos espaçamentos, com maior freqüência de resultados positivos
a N e P e menos expressivos para K. Os teores foliares de N e P foram pouco influenciados pelas doses
de N e P 2O5 . Os teores foliares de K foram fortemente influenciados pelas doses de K2O. Cafeeiros submetidos ao sistema de cultivo adensado apresentaram maiores teores foliares de P e K, quando
comparados àqueles cultivados em espaçamento mais largo. Os solos sob cultivo adensado, quando comparados a solos sob cultivos mais largos, apresentaram variações em suas características químicas, sendo
mais evidente a redução do teor de H + Al.
Palavras-chave: café, nutrição, adubação, adensamento, análise de solo.
ABSTRACT
COFFEE NUTRITION AS A FUNCTION OF PLANT DENSITY AND NPK FERTILIZATION
Although increasing in productivity, high-density tree planting provides reduction of the production
per plant, increases the efficiency of recovery of nutrients by plants, and can contributes to the reduction
of the amount of fertilizers to be applied per plant. Due to evaluate the answer of coffee tree plants
(Coffea arabica L.) to N (100, 300, 500 e 700 kg.ha -1 of N); P (0, 60, 120 and 180 kg.ha -1 of P 2O 5) and K (100,
300, 500 and 700 kg.ha -1 of K 2O) application, on work was carried out in a coffee cultivated at four densities
(3,333; 5,000; 10,000 and 20,000 plants/ha). Database obtained at five harvests showed no significant
differences of productivity as function of planting densities. Answers in productivity were obtained more
strongly related to N and P doses. Answers to K application were less expressive. N and P foliar levels
(1) Trabalho recebido para publicação em 28 de junho de 2002 e aceito em 19 de fevereiro de 2004.
(2) Instituto Capixaba de Pesquisa Assistência Técnica e Extensão Rural - Solos e Nutrição de Plantas, 29375-000 Venda
Nova do Imigrante (ES). E.mail [email protected]
(3) Instituto Capixaba de Pesquisa Assistência Técnica e Extensão Rural - Fitotecnia.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.239-251, 2004
240
L.C. Prezotti e A.C. da Rocha
were little influenced by the doses of N and P2O5 applied by soil each year. K foliar levels were strongly
influenced by the doses of K 2O. Foliar levels of N and K were highest in coffee high-density tree when
compared with those cultivated in wider spacing. The major variation on chemical soil characteristics
was the highest levels of reduction on H+Al observed in coffee high-density tree coffee.
Key words: Arabic coffee, high density, fertilization, nitrogen, phosphorus, potassium, soil analysis.
1. INTRODUÇÃO
Diversas práticas culturais têm sido utilizadas para se aumentar a produtividade da cultura do
café. Entretanto, nenhuma tem sido tão eficiente quanto ao aumento da população de plantas por unidade
de área, ou seja, o uso de plantios adensados.
Até o advento do adensamento das lavouras
de café, predominavam as recomendações de adubação por cova. Assim, pequenas variações na
população de plantas pouco influenciavam a quantidade a ser aplicada por hectare. Atualmente, com o
aumento considerável da densidade de plantas por
área, a simples multiplicação da quantidade de fertilizantes a ser aplicado por planta pelo número de
plantas por área tornou-se inadequada, superestimando as recomendações. Essa relação não é
verdadeira, pois com o aumento da densidade, há redução da produção por planta, tanto de biomassa de
frutos como vegetativa (folhas, ramos, caule e raiz) em
vista da competição entre elas. Outro fator a ser considerado é que, com o aumento da densidade de raízes
e mais umidade do solo, proporcionada pela maior
cobertura do solo, ocorre aumento da eficiência de recuperação de nutrientes pelas plantas, contribuindo
para reduzir a quantidade de fertilizantes a ser aplicada à lavoura. Esse fato foi confirmado por PAVAN et
al. (1990), P AVAN et al. (1991) e PAVAN et al. (1994),
quando obtiveram maior produtividade de lavouras
adensadas com níveis médios de adubação, ao
passo que, em lavouras plantadas em espaçamentos
mais largos, o aumento da produção foi obtido com
maiores níveis de fertilização.
Dados obtidos por esse autor mostram as alterações químicas e físicas do solo causadas pelo
adensamento do cafeeiro: aumento do pH, dos teores
de Ca, Mg, K, P e Carbono Orgânico, índice de estabilidade de agregados e na umidade do solo.
Mesmo para o sistema de plantio não
adensado, são citados na literatura, resultados
contrastantes, com relação à resposta do cafeeiro à fertilização com macro e micronutrientes. Na maioria
dos casos, observa-se efeito positivo da fertilização
com NPK. Entretanto, diversos trabalhos têm demonstrado pouca ou nenhuma resposta à aplicação desses
nutrientes.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.239-251, 2004
SANZONOWICZ et al. (2001) trabalhando com doses de N em solo de Cerrado, observaram que o N não
influenciou a flutuação anual da produção, proporcionando acréscimo de 35,9% na produção de grãos.
Não houve alteração dos teores foliares desse elemento.
R AIJ et al. (1996) trabalhando com N e K, obtiveram resposta negativa à aplicação de K em solos
com teores iniciais de 78 mg.dm -3 e 109 mg.dm-3 de
K. A maioria das respostas ao nitrogênio, embora não
muito acentuadas, foram positivas, sendo negativa
apenas no biênio 91/92 no município de Mandaguari.
Observou-se pequena influência das adubações com
N e K nos teores foliares desses elementos.
G ALLO et al. (1999), estudando a resposta do
cafeeiro a NPK, observaram efeito depressivo na produção para os três nutrientes.
G ARCIA (1999) realizou estudo para determinar a saturação de potássio para o cafeeiro em solos
com diferentes valores de CTC. A variação da saturação de K na CTC do solo de 0 para 12%
proporcionou modificações dos teores de K foliar de
1,56 a 1,90 dag.kg-1 na cultivar Acaiá e de 2,12 a 2,28
dag.kg-1 em ‘Mundo Novo’. Não houve diferenças estatísticas na produção. Os teores de 130 mg.dm-3 (4%
de K na T) no solo de CTC média e 180 mg.dm -3 (4,5
% na T) no solo de CTC alta, segundo os autores, foram suficientes para o suprimento do elemento à cultura.
VIANA et al. (1987), avaliando a resposta do cafeeiro a N e K, observaram resposta linear a N (dose
máxima de 400 kg.ha-1 de N) e quadrática a K, concluindo que a adubação potássica apenas propiciou
ganho na produção, quando o solo se apresentava com
menos de 138 mg.dm-3 de K (Mehlich-1).
S ILVA et al. (1998) sugerem, para o cafeeiro, o
nível crítico de 100 mg.dm -3 de K pelo extrator
Mehlich-1.
Buscando explicar as variadas respostas do
cafeeiro à fertilização potássica, S ILVA et al. (1997) demonstraram que, mesmo em solos com alto grau de
intemperização, existem reservas de potássio nãotrocável que podem atender a médio e longo prazo a
demanda parcial do cafeeiro por esse nutriente.
O objetivo deste trabalho foi avaliar a resposta do cafeeiro aos nutrientes N, P e K, quando cultivado
em diferentes densidades de plantio.
241
Nutrição do cafeeiro arábica
2. MATERIAL E MÉTODOS
Foram desenvolvidos quatro experimentos com
as seguintes densidades de plantas: 3.333 plantas por
ha (3 m x 1 m); 5.000 plantas por ha (2 m x 1 m); 10.000
plantas por ha (2 m x 0,5 m) e 20.000 plantas por ha
(1 m x 0,5 m).
Os experimentos foram instalados na Fazenda Experimental do Instituto Capixaba de Pesquisa
Assistência Técnica e Extensão Rural (INCAPER), no
município de Venda Nova do Imigrante (ES), a 720 m
de altitude, em solo LVd3 (Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico, relevo montanhoso e forte ondulado),
representativo da região de café Arábica do Estado do
Espírito Santo. As características químicas do solo são
apresentadas na Tabela 1.
Foi utilizada a cultivar Catuaí Vermelho, plantada em covas de 40 cm x 40 cm x 40 cm (uma muda
por cova). A adubação até o primeiro ano e os tratos
culturais dos experimentos seguiram as recomendações publicadas no Manual Técnico para a Cultura
do Café no Estado do Espírito Santo (COSTA, 1995).
Após esse período, foram aplicados os tratamentos:
100, 300, 500 e 700 kg.ha -1 de N; 0, 60, 120 e 180
kg.ha -1 de P 2O5; 100, 300, 500, e 700 kg.ha-1 de K 2O.
Como fonte de N, P 2O5 e K2O, utilizou-se uréia (45%
de N), superfosfato triplo (45% de P2 O 5) e cloreto de
potássio (60% de K2O).
As doses indicadas foram aplicadas anualmente, sendo P fornecido de uma só vez, por ocasião
do primeiro parcelamento. N e K foram parcelados
em três vezes, durante o período chuvoso (setembro
a março).
Tabela 1. Características químicas do solo da Fazenda Experimental de Venda Nova do Imigrante, utilizado
para a realização dos experimentos
Espaçamento
m
3 x 1
2 x 1
2 x 0,5
1 x 0,5
Profundidade
pH
P
cm
K
mg.dm
Ca
Mg
-3
Al
H+Al
cmol c .dm
S
CTC
-3
V
MO
%
dag.kg -1
0 - 20
5,0
4
89
1,6
0,5
0,9
7
2,33
9,33
24,96
2,5
20 - 40
4,8
1
47
0,5
0,2
1,4
5
0,82
5,82
14,10
1,5
0 - 20
5,2
3
100
2,4
0,9
0,5
6
3,56
9,56
37,21
2,9
20 - 40
5,0
1
72
1,0
0,3
1,3
7
1,48
8,48
17,50
1,9
0 - 20
5,3
3
78
3,0
1,0
0,1
4
4,20
8,20
51,22
2,6
20 - 40
5,1
1
43
1,7
0,6
0,5
4
2,41
6,41
37,60
1,5
0 - 20
5,2
4
76
2,2
0,7
0,3
4
3,09
7,09
43,62
2,0
20 - 40
5,0
1
46
1,2
0,4
0,7
3
1,72
4,72
36,41
1,3
O esquema experimental foi o fatorial
fracionado ½ (4 x 4 x 4), totalizando 32 tratamentos,
dispostos no delineamento de blocos casualisados com
duas repetições. As parcelas foram constituídas por
36 plantas, sendo as 10 plantas centrais consideradas
como úteis. As variáveis observadas foram: produtividade e teores de nutrientes no solo e nas folhas. Os
dados foram analisados por regressão, sendo citadas
as significâncias das regressões e dos modelos até o
nível de 20% de probabilidade.
A amostragem do solo foi retirada na projeção
da copa do cafeeiro, à profundidade de 0 a 20 cm. Foram realizadas as seguintes determinações: pH em
água, P, K, Al, Ca, Mg e MO. As análises seguiram o
método proposto pela EMBRAPA (1997). A
amostragem foliar foi realizada, coletando-se o 4.º par
de folhas de ramos produtivos, na altura mediana da
planta e nos quatro quadrantes. Foram feitas análises de macro e micronutrientes, segundo o método
proposto por BATAGLIA et al. (1983)
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
A influência dos diferentes espaçamentos sobre a produtividade de café arábica pode ser
observada na Tabela 2.
Mesmo apresentando uma diferença de produção de 11,3 sc.ha-1 entre os espaçamentos 3 m x 1
m e 2 m x 1 m, não houve diferença significativa entre as médias de produtividade dos experimentos.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.239-251, 2004
242
L.C. Prezotti e A.C. da Rocha
Tabela 2. Produtividade de café arábica em função do plantio em diferentes espaçamentos
Ano
Espaçamento
1997
1998
1999
2000
2001
Média
-1
m
Produtividade (sc.ha )
3x1
20,0
22,7
33,0
11,9
38,0
25,1 a
2x1
28,7
36,7
50,2
11,1
55,3
36,4 a
2 x 0,5
28,0
21,8
46,5
6,3
44,6
29,4 a
1 x 0,5
35,0
18,8
79,0
10,1
38,5
36,3 a
Média
27,9
25,0
52,2
9,9
44,1
31,8
Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si (Duncan – 5%).
Analisando-se as tendências, observa-se que
a maior produtividade foi obtida em lavouras com
espaçamento de 2 m x 1 m e 1 m x 0,5 m. Embora tenham obtido o mesmo nível de produtividade, os
cafeeiros plantados no espaçamento de 1 m x 0,5 m
apresentaram efeito marcante da bianualidade, principalmente de 1999 para 2000 com produtividade de
79 sc.ha -1 e 10,1 sc.ha -1 respectivamente. Esse efeito
foi menos marcante no espaçamento de 2 m x 1 m.
As equações lineares múltiplas da produção
de café arábica em função de doses de N, P 2O5 e K 2O
para os diversos anos e espaçamentos encontram-se
na Tabela 3. Na safra de 1997 não se observou acréscimo de produção com as doses de N, visto que nos
espaçamentos de 2 m x 1 m e 2 m x 0,5 m a reposta
foi negativa. Observou-se acréscimo de produção com
as doses de P nos espaçamentos de 2 m x 1 m e 1 m
x 0,5 m.
Resposta positiva ao K somente se notou no
espaçamento 3 m x 1 m, quando as interações NK, PK
e NP apresentaram efeitos e tendências variados. Pelo
intercepto das equações, observa-se que a safra de
1998 foi um ano de baixas produções, obtendo-se resposta positiva a N em todos os espaçamentos. O
mesmo foi notado para P, com exceção do
espaçamento de 1 m x 0,5 m. É interessante observar
a interação NK influenciando negativamente a
produção em todos os espaçamentos, com exceção em
2 m x 0,5 m.
Na safra de 1999 houve resposta a N e P em
todos os espaçamentos. Resposta positiva a K somente
se notou no espaçamento 2 m x 1 m. Na safra de 2000,
respostas positivas a N se observaram nos
espaçamentos 3 m x 1 m e 2 m x 1m. Não se observou
resposta positiva a P. Aumento de produção com as
doses de K foi observada nos espaçamentos de 2 m x
1 m e 2 m x 0,5 m. As interações apresentaram comportamento diverso.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.239-251, 2004
Na safra de 2001, a resposta positiva a N e P
somente não foi observada no espaçamento de 3 m x
1 m, que respondeu exclusivamente ao K e à
interação NP.
A influência do adensamento na resposta do
café arábica à aplicação de N, P e K pode ser observada na Tabela 4, em que foram correlacionados os
coeficientes angulares do efeito linear para N, P e K
das equações apresentadas na Tabela 3, com a média
de produtividade obtida nas safras de 97/98/99/00/
01 (Tabela 2). Houve aumento progressivo dos coeficientes de correlação para N nos espaçamentos mais
estreitos, indicando maior resposta a esse nutriente
em sistemas mais adensados. Esse mesmo efeito observou-se para P e para a interação NK.
Os coeficientes de correlação para K foram
progressivamente menores à medida que se reduziu
o espaçamento, indicando menor resposta a K em sistemas mais adensados.
As interações NP e PK não permitiram correlações em razão do reduzido número de ocorrência
nas diversas equações.
Objetivando avaliar o efeito da bianualidade
do cafeeiro arábica na resposta à aplicação de N, P e
K, foram relacionados, na Tabela 5, as equações lineares múltiplas da produtividade em função de doses
dos nutrientes para os anos cuja produtividade foi
inferior a 30 sc.ha-1 (anos de baixa produção) e superiores a 30 sc.ha-1 (anos de alta produção).
Nos anos de baixa produtividade, houve resposta linear positiva ao N em todos os espaçamentos,
com exceção de 2 m x 0,5 m, cuja resposta à aplicação de N se deu quando aplicado juntamente com o
K. A resposta ao K foi negativa no espaçamento 3 m
x 1 m e 2 m x 0,5 m, linear positiva em 2 m x 1 m, e
quadrática em 1 m x 0,5 m, sendo a dose de 227 kg.ha 1
de K2O responsável por 90% da produção máxima.
243
Nutrição do cafeeiro arábica
Tabela 3. Equações lineares múltiplas da produção (sc.ha-1) de café arábica (Prod.) em função de doses (kg,ha-1)
de N, P 2O5 (P) e K 2O (K) para os diversos anos e espaçamentos
Ano
Espaçamento
Equação
(1)
R2
m
1997
3 x 1
Prod = 18,833 + 0,008832 K – 0,0000146 NK
0,211 (3,22)
1997
2 x 1
Prod = 30,537 - 0,0277 N + 0,0000315 N 2 + 0,1102 P - 0,000437 P 2 – 0,00005084 PK
0,193 (NS)
1997
2 x 0,5
Prod = 37,347 – 0,02189 N – 0,02357 K + 0,0000645 NK - 0,00004077 PK
0,201 (17,97)
1997
1 x 0,5
Prod = 29,148 + 0,1367 P – 0,0007 P 2 + 0,000067 NP
0,171 (14,81)
1998
3 x 1
Prod = 18,715 + 0,01228 N + 0,02617 P – 0,00002038 NK
0,143 (NS)
1998
2 x 1
Prod = 15,334 + 0,03799 N + 0,0739 P + 0,031 K - 0,00008039 NK
0,273 (6,30)
1998
2 x 0,5
Prod = 9,4257 + 0,02438 N + 0,0295 P
0,257 (1,35)
1998
1 x 0,5
Prod = 7,18 + 0,02179 N – 0,01974 P + 0,05142 K - 0,0000499 K 2 – 0,00003343 NK
0,197 (NS)
1999
3 x 1
Prod = 24,974 + 0,0251 N + 0,0182 P – 0,00005753 NK
0,115 (NS)
1999
2 x 1
Prod = 14,762 + 0,0823 N – 0,0000554 N 2 + 0,1327 P + 0,0629 K –
0,000081 NK – 0,000277 PK
0,355 (6,72)
1999
2 x 0,5
Prod = 27,803 + 0,0987 N – 0,00009968 N 2 + 0,04765 P - 0,03049 K + 0,00005044 NK
0,388 (1,94)
1999
1 x 0,5
Prod = 49,487 + 0,0731 N + 0,1885 P – 0,01544 K - 0,0002931 NP
0,372 (1,59)
2000
3 x 1
Prod = 29,444 + 0,0206 N – 0,04278 P – 0,01208 K + 0,000112 PK
0,294 (4,49)
2000
2 x 1
Prod = 15,687 + 0,02445 N + 0,02029 K – 0,00004181 NK
0,181 (12,77)
2000
2 x 0,5
Prod = 32,401 – 0,0281 N + 0,00003375 N 2 + 0,06557 P - 0,0001875 P 2 +
0,02235 K – 0,0000214 K 2 + 0,00001045 NK – 0,00006642 PK
2000
1 x 0,5
0,419 (8,12)
Prod = 12,885 – 0,04033 N + 0,0003336 N 2 + 0,06159 P - 0,0004384 P 2 +
0,02849 K – 0,0004555 K 2 + 0,00002831 NK
0,281 (NS)
0,289 (4,89)
2001
3 x 1
Prod = 31,540 + 0,0501 K – 0,0000399 K 2 + 0,0000997 NP
2001
2 x 1
Prod = 29,646 + 0,09027 N – 0,00008122 N 2 + 0,1527
P + 0,02611 K –
0,0001544 NP – 0,00003262 NK - 0,0001899 PK
0,373 (9,08)
2001
2 x 0,5
Prod = 24,107 + 0,07263 N - 0,00009539 N 2 + 0,04973 P + 0,06742 K – 0,00009531 K 2
0,349 (3,79)
2001
1 x 0,5
Prod = 24,787 + 0,01954 N + 0,03524 P + 0,04326 K - 0,00006947 K 2
0,232 (11,63)
( 1) Significativo ao nível de 20% de probabilidade (p < 0,2).
Os valores sobrescritos entre parêntesis correspondem ao nível de significância expresso em porcentagem.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.239-251, 2004
244
L.C. Prezotti e A.C. da Rocha
Tabela 4. Correlação entre os coeficientes angulares do efeito linear para N, P e K das equações da Tabela 3
com a média de produtividade obtida nas safras de 97/98/99/00/01 da Tabela 2
Espaçamento
N
P
K
NK
3x1
0,33
-0,98
1,00
-0,997
2x1
0,73
0,61
0,52
-0,29
2 x 0,5
0,87
0,79
-0,02
0,74
1 x 0,5
0,89
0,76
-0,82
1,00
Nos anos de alta produtividade foram observadas respostas quadráticas a N nos espaçamentos
de 3 m x 1 m, 2 m x 1 m e 2 m x 0,5 m, sendo as doses
de 323 kg.ha -1 , 441 kg.ha-1 e 282 kg.ha -1 de N responsáveis por 90% da produção máxima. No espaçamento
de 1 m x 0, 5m a resposta a N e P foi linear positiva e
linear negativa para K. No espaçamento de 2 m x 0,5
m a resposta ao K foi quadrática, sendo a dose de 141
kg.ha-1 de K2O responsável por 90% da produção máxima.
As interações NP, NK e PK influenciaram a
produção do café arábica de maneira diversa, sendo
observada maior freqüência de resposta negativa da
interação NK. A alta freqüência de equações de regressão lineares positivas nos anos de baixa
produtividade é indicativo da maior exigência de N
pelo cafeeiro neste período, o que se atribui à necessidade de reconstituição da biomassa vegetativa da
planta, afetada pelo maior carreamento dos nutrientes para os frutos em anos de alta produção.
Na literatura, são freqüentes os trabalhos que
demonstram respostas a N (CARVAJAL, 1984; RAIJ et al.,
1996; G ALLO et al., 1999; GARCIA , 2002). Ressalta-se a
necessidade de correlações da resposta do cafeeiro ao
nitrogênio e os teores de matéria orgânica do solo.
Embora seja conhecida a baixa resposta do cafeeiro
ao fósforo, observou-se neste trabalho aumento médio
de produção de 12%.
Esse valor é semelhante ao de 15% obtido por
URIBE (1980) e de 16% obtido por GALLO et. al (1999).
Tabela 5. Equações lineares múltiplas da produção (sc,ha-1) de café arábica (Prod) em função das doses (kg.ha-1)
de N, P2O5 (P) e K 2O (K) para os diversos espaçamentos para anos de baixa e alta produção
Espaçamento
Produtividade (1)
Equação
(2)
R2
m
3 x 1
Baixa
Alta
2 x 1
Baixa
Alta
2 x 0,5
Baixa
Alta
1 x 0,5
Baixa
Alta
Prod = 19,1866 + 0,00662 N – 0,022 K + 0,0000257 K 2
0,151
(0,19)
0,00004264 K 2 + 0,00007609 NP – 0,00004494 NK
0,274
(0,19)
Prod = 14,0466 + 0,01417 N + 0,01190 K - 0,00002887 NK
0,114
(ns)
0,04055 K - 0,00006467 NK + 0,0001617 PK
0,440
(0,01)
Prod = 18,100 - 0,009609 K + 0,00002797 NK
0,243
(0,01)
0,04876 K - 0,00007292 K 2
0,335
(0,04)
Prod = 7,7293 + 0,007309 N+ 0,03893 K - 0,00004776 K 2 – 0,00004728 NK
0,183
(ns)
Prod = 41,084 + 0,02386 N + 0,04799 P - 0,01031 K
0,364
(0,00)
Prod = 23,711 + 0,03586 N – 0,00003953 N 2 + 0,0478 K -
Prod = 22,479 + 0,0588 N – 0,00003711 N 2 + 0,1016 P +
Prod = 19,141 + 0,09579 N – 0,00009754 N 2 + 0,04869 P +
( 1 ) Considerou-se 30 sc.ha-1 como o limite entre alta e baixa produtividade. (2) Significativo a 20% de probabilidade (p < 0,2).
Os valores sobrescritos entre parêntesis correspondem ao nível de significância expresso em porcentagem.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.239-251, 2004
Nutrição do cafeeiro arábica
Corroborando com os dados obtidos neste trabalho, de modo geral, a resposta do cafeeiro ao
potássio é bastante controvertida, quando se observam
os trabalhos apresentados na literatura. Alguns apresentam respostas expressivas e outros, pequenas ou
mesmo ausência de resposta (MIGUEL et al., 1983; R AIJ
et al., 1996; B ARROS et al., 1997; G ALLO et al., 1999). Os
teores iniciais de potássio dos solos utilizados neste
trabalho variaram de 76 a 100 mg.dm -3, sendo comuns
em solos da região serrana do Estado do Espírito Santo. Mesmo assim, a resposta ao potássio foi pouco
expressiva, o que não seria de se esperar, uma vez que
o nível crítico de produção preconizado para a cultura do café está na faixa de 200 mg.dm-3 (D E MUNER
e P REZOTTI, 2001). Resultados semelhantes foram obtidos por GALLO et al. (1999) com solos do município
de Mococa (SP), embora os teores iniciais de fósforo e
potássio dos solos fossem muito elevados (22 mg.dm-3
de P resina e 214 mg.dm-3 de K).
A maioria das justificativas para a ausência
de resposta está nos elevados teores iniciais de potássio dos solos utilizados para o desenvolvimento
dos experimentos. Entretanto, é necessário maior
aprofundamento na busca de explicações para esse
fato. Análises das diferentes formas de K no solo, além
da forma trocável, poderia ser importante informação,
pois alguns tipos de solos contêm minerais como, por
exemplo, as micas, que possuem potássio em sua estrutura, em forma não disponível para as plantas.
Com a redução da concentração de potássio próximo
às raízes do cafeeiro, esse nutriente pode ser liberado dessa estrutura, tornando-se então disponível e
contribuindo para a nutrição das plantas. SILVA et al.
(1997) demonstraram que, mesmo em solos com alto
grau de intemperização, existem reservas de potássio
não-trocável que podem atender a médio e longo prazo a demanda parcial do cafeeiro por esse nutriente.
Foram realizadas análises conjuntas dos teores de nutrientes foliares e do solo em função das doses
de N, P 2O5 e K2O para cada safra e espaçamento. Entretanto, assim como a produtividade, os resultados
mostraram-se variáveis, não apresentando uniformidade das respostas, o que dificulta a visualização das
tendências. Desse modo, optou-se pela apresentação
das análises de regressão dos teores foliares de N, P
e K em função de doses de N, P 2 O 5 e K 2 O, para os
diferentes espaçamentos, considerando-se a média
dos teores de cada nutriente nas safras de 1997 a
2001 (Figura 1).
Observaram-se aumentos dos teores foliares de
N somente nos experimentos com espaçamentos 2 m
x 1 m (0,04 dag.kg -1 para cada 100 kg de N) e 1 m x
0,5 m (0,03 dag.kg -1 para cada 100 kg de N). Para o
cafeeiro, são comuns recomendações de N próximas
245
a 300 kg.ha-1 e indicação de teores foliares de 3 dag.kg-1
de N como adequado. Entretanto, observou-se neste
trabalho que a dose inicial de 100 kg.ha-1 foi suficiente
para atingir teores foliares médios de 3,1 dag.kg -1 ,
mesmo em experimentos com espaçamentos mais abertos. Ressalta-se aqui a necessidade de acrescentar, em
trabalhos dessa natureza, o tratamento sem a aplicação do elemento, para que seja possível determinar o
potencial de suprimento do solo e a correlação dessa
informação com outras variáveis que possam influenciar a disponibilidade desse nutriente, como por
exemplo, o teor de matéria orgânica do solo.
O aumento do teor foliar de P somente foi significativo no tratamento com espaçamento de 2 m x
0,5 m (0,1 dag.kg-1 para cada 100 kg de P 2O 5). Os teores foliares de K foram fortemente influenciados pelas
doses de K 2O, com acréscimos de até 0,17 dag.kg -1
para cada 100 kg de K 2O.
Importante informação obtida neste trabalho
pode ser observada na Figura 2, em que plantas submetidas ao sistema adensado apresentam maiores
teores de P e K, quando comparadas àquelas cultivadas em espaçamentos mais abertos. Uma possível
explicação para esse fato está na maior umidade do
solo, proporcionada por mais sombreamento e maior
acúmulo de biomassa vegetal na superfície do solo.
Assim, há maior difusão desses elementos no solo,
principalmente de P e conseqüentemente maior absorção pelas plantas. Caso este fato seja comprovado por
outros trabalhos, ficará então evidenciada a necessidade de inclusão da variável “população de plantas”
em estudos de determinação dos níveis críticos
foliares desses elementos. Não se observou, porém,
variação do teor de N com o aumento da densidade
de plantas. O aumento dos teores de P e K no solo,
detectado em amostras retiradas na projeção de copa
do cafeeiro, em função das doses de P2O5 e K 2O e seu
efeito cumulativo com o passar dos anos (1999 para
2001) pode ser visualizado na Figura 3. Observa-se
que, mesmo nas parcelas onde não se aplicou fósforo, há elevação de seu teor no solo, principalmente nas
lavouras mais adensadas.
Certamente, esse aumento é atribuído a maior
acúmulo de matéria orgânica na superfície do solo,
contribuindo tanto no aspecto quantitativo do elemento quanto no fenômeno da solubilização do P por
enzimas e ácidos orgânicos. Esse mesmo argumento
pode ser utilizado para explicar a influência da população de plantas sobre as características químicas
do solo, conforme dados apresentados na Tabela 6.
Das variáveis analisadas, as que apresentaram
maior tendência de variação foram o H + Al (significativo a 9,41% de probabilidade) e pH, Al e V apesar
de não-significativos (Figura 4). Esse fenômeno também foi observado por PAVAN et al. (1994).
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.239-251, 2004
246
L.C. Prezotti e A.C. da Rocha
0,20
3,10
y = -5E-05x + 3,255
2,90
2
R = 0,172 (ns)
2,70
0,18
0,16
0,14
y = 2E-05x + 0,161
2
R = 0,067 (ns)
0,12
200
300
400
500
600
2,20
0,20
-1
Teor de P (dag.kg )
3,30
3,10
y = 5E-05x + 3,0995
R 2 = 0,274 (ns)
2,70
100
150
100
200
200
300
400
500
600
2x1
y = -1E-06x2 + 0,0003x + 0,169
0,14
2
R = 0,900 (ns)
0,12
2,40
50
100
150
200
100
R 2 = 0,658 (18,86%)
400
500
600
0,18
y = 0,0001 x + 0,201
0,16
2
R = 0,900 (5,13%)
0,14
700
Dose de N (kg.ha )
100
150
-1
2,20
200
200
R 2 = 0,918 (4,18%)
2,70
400
600
800
0,22
0,20
0,18
y = -5E-0,5 x + 0,222
0,16
2
R = 0,600 (ns)
0,14
Dose de N (kg.ha )
400
500
600
700
-1
1 x 0,5
3,20
3,00
2,80
2,60
y = -1E-06 x2 + 0,0017 x + 2,5915
2,40
R 2 = 0,972 (16,58%)
2,20
0,12
-1
300
Dose de K2 O (kg.ha )
-1
-1
Teor de P (dag.kg )
y = 0,0003 x + 3,1025
200
50
1 x 0,5
3,10
2,90
y = -9E-07x2 + 0,0014 x + 2,2858
R 2 = 0,985 (12,13%)
2,40
0,24
-1
Teor de N (dag.kg )
2,60
Dose de P 2O5 (kg.ha )
3,30
700
2,80
100
0
1 x 0,5
600
2,00
-1
3,50
500
2 x 0,5
-1
0,20
Teor de K (dag.kg )
300
400
3,00
0,22
0,12
200
300
-1
Teor de K (dag.kg )
-1
Teor de P (dag.kg )
-1
Teor de N (dag.kg )
y = 0,0004 x + 2,99
100
200
Dose de K2 O (kg.ha )
2 x 0,5
2,70
0
R 2 = 0,975 (15,79%)
2,20
0,24
2,90
y = -9E-07 x2 + 0,0014 x + 2,2804
-1
3,10
700
2,60
Dose de P 2 O5 (kg.ha )
3,30
600
2,00
0
-1
2 x 0,5
500
2x1
2,80
0,16
Dose de N (kg.ha )
3,50
400
-1
0,18
700
300
Dose de K2O (kg.ha )
0,10
2,50
100
200
Dose de P 2 O5 (kg.ha )
2x1
2,90
50
-1
3,50
y = -1E-06 x2 + 0,0017 x + 2,2949
R 2 = 0,999 (2,04%)
2,40
-1
-1
Dose de N (kg.ha )
-1
2,60
2,00
0
700
Teor de K (dag.kg )
100
3x1
2,80
0,10
2,50
Teor de N (dag.kg )
3,00
3x1
-1
-1
-1
3,30
Teor de K (dag.kg )
3x1
Teor de P (dag.kg )
Teor de N (dag.kg )
3,50
0
0
50
100
150
-1
Dose de P 2O5 (kg.ha )
200
400
200
600
800
-1
Dose de K2 O (kg.ha )
Obs: Os valores porcentuais entre parênteses indicam o nível de probabilidade da regressão.
Níveis de probabilidade acima de 20% são indicados como não-significativos (ns).
Figura 1: Teor foliar de N, P e K em função da dose de N, P 2O 5 e K 2O para cafeeiros nos diferentes espaçamentos
(média das safras de 2000 e 2001).
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.239-251, 2004
247
Nutrição do cafeeiro arábica
Teor foliar de N (dag.kg-1)
3,50
3,30
3,10
y = 1E-06x + 3,164
R2 = 0,04 (ns)
2,90
2,70
2,50
3000
7000
11000
15000
19000
Teor foliar de P (dag.kg-1)
Plantas.ha-1
0,25
0,20
0,15
y = -4E-10x 2 + 1E-05 x + 0,1287
R2 = 0,9991 (3,04%)
0,10
3000
7000
11000
15000
19000
-1
Teor foliar de K (dag.kg-1)
Plantas.ha
3,50
3,00
2,50
y = 4E-05 x + 2,4327
R2 = 0,835 (8,63%)
2,00
1,50
1,00
3000
7000
11000
15000
19000
Plantas.ha-1
Obs: Os valores porcentuais entre parênteses indicam o nível de probabilidade da regressão.
Níveis de probabilidade acima de 20% são indicados como não-significativos (ns).
Figura 2: Teor foliar de N, P e K em cafeeiros em função da população de plantas (média das safras de 2000 e 2001).
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.239-251, 2004
248
L.C. Prezotti e A.C. da Rocha
400
3x1
180
160
140
120
100
Ano 1999
Ano 2001
80
60
40
20
0
Teor de P (dag.kg-1)
Teor de P (dag.kg-1)
200
3x1
300
Ano 1999
Ano 2001
200
100
0
0
60
120
100
180
Dose de P2O5 (kg.ha-1)
400
2x1
100
80
Ano 1999
Ano 2001
60
40
20
Teor de P (dag.kg-1)
Teor de P (dag.kg-1)
120
300
500
Dose de K 2O (kg.ha-1)
700
2x1
300
Ano 1999
Ano 2001
200
100
0
0
100
0
180
300
500
Dose de K2O (kg.ha-1)
700
400
2 x 0,5
2 x 0,5
60
Ano 1999
Ano 2001
40
20
Teor de P (dag.kg-1)
Teor de P (dag.kg-1)
80
60
120
Dose de P2O5 (kg.ha-1)
0
300
Ano 1999
Ano 2001
200
100
0
0
60
120
Dose de P2O5 (kg.ha-1)
180
100
300
1 x 0,5
120
300
500
Dose de K2O (kg.ha-1)
700
1 x 0,5
80
Ano 1999
Ano 2001
60
40
Teor de P (dag.kg-1)
Teor de P (dag.kg-1)
100
200
Ano 1999
Ano 2001
100
20
0
0
0
60
120
Dose de P2O5 (kg.ha-1)
180
100
300
Figura 3. Teor de P e K no solo em função das doses de P2O5 e K2O nos anos de 1999
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.239-251, 2004
500
Dose de K 2O (kg.ha-1)
700
249
Nutrição do cafeeiro arábica
5,5
pH
5,0
y = 2E-05x + 4,6905
R2 = 0,440 (ns)
4,5
4,0
3.000
7.000
11.000
15.000
19.000
População (pl.ha-1)
Al (cmolc.dm -3)
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
3.000
y = -2E-05x + 1,0672
R2 = 0,467 (ns)
7.000
11.000
15.000
19.000
População (pl.ha-1)
H+Al (cmolc.dm -3)
15
y = -0,0003 x + 13,727
R2 = 0,821(9,41%)
13
11
9
7
5
3.000
7.000
11.000
15.000
19.000
População (pl.ha-1)
V (%)
20
15
y = 0,0004x + 9,9228
R2 = 0,613 (ns)
10
5
3.000
7.000
11.000
População
15.000
19.000
(pl.ha-1)
Obs: Os valores porcentuais entre parênteses indicam o nível de probabilidade da regressão.
Figura 4: Influência da população de cafeeiros no pH, teor de Al, H+Al e saturação em bases do solo.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.239-251, 2004
250
L.C. Prezotti e A.C. da Rocha
Tabela 6. Composição química do solo em função da densidade de plantas
Variável
pH
P
K
Ca
Mg
Al
H + Al
SB
CTC
V
M.O.
(1)
Ano
População (plantas por hectare)
3.330
5.000
10.000
20.000
1999
4,66
4,73
5,15
5,00
2001
5,09
6,53
5,09
5,10
1999
46,09
44,94
50,12
48,09
2001
94,78
58,69
57,44
84,00
1999
247,53
177,45
221,06
183,31
2001
250,94
219,19
195,38
171,20
1999
0,51
0,93
1,20
0,90
2001
0,79
1,35
1,23
0,97
1999
0,17
0,25
0,29
0,25
2001
0,13
0,26
0,23
0,23
1999
1,07
1,05
0,62
0,75
2001
1,01
0,77
0,78
0,79
1999
12,33
13,43
9,28
7,86
2001
7,73
7,72
6,94
6,27
1999
1,32
1,64
2,05
1,62
2001
1,59
2,18
1,97
1,63
1999
13,65
15,07
11,33
9,50
2001
9,32
9,90
8,90
7,89
1999
10,08
10,98
18,40
17,40
2001
17,25
22,11
21,74
20,84
1999
1,78
2,27
2,03
1,57
2001
1,82
2,56
2,10
1,80
( 1 ) P e K: mg.dm -3 ; Ca, Mg, Al, H+Al, SB, CTC e V: cmolc.dm -3 e M.O.: dag.kg -1 .
4. CONCLUSÕES
1. Não foram observadas diferenças significativas de produtividade em função da densidade de
plantas.
2. No espaçamento 1 m x 0,5 m observou-se
maior efeito da bianualidade da produção.
3. Houve aumento progressivo da intensidade de resposta ao N, P e à interação NK com o
adensamento da cultura. Para o K as respostas foram
progressivamente menores com o adensamento.
4. Observou-se maior exigência a N em anos
de baixa produtividade.
5. Os teores foliares de N e P foram pouco influenciados pelas doses de N e P2O5. Os teores foliares
de K foram fortemente influenciados pelas doses de K2O.
6. Cafeeiros submetidos ao sistema de cultivo
adensado apresentaram maiores teores foliares de P
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.239-251, 2004
e K quando comparados àqueles cultivados em
espaçamento mais largos.
7. Os solos sob cultivo adensado, quando
comparados a solos sob cultivos mais largos, apresentaram variações em suas características químicas,
sendo mais evidente a redução do teor de H + Al.
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Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.239-251, 2004
Bragantia
Print ISSN 0006-8705
Bragantia vol.63 no.2 Campinas 2004
FERTILIDADE DO SOLO E NUTRIÇÃO DE PLANTAS
Diagnose nutricional do cafeeiro pelo DRIS variandose a constante de sensibilidade dos nutrientes de
acordo com a intensidade e freqüência de resposta
na produção
Nutrient diagnosis of coffee-tree by DRIS using different
sensitivity constants according to the nutrient yield response
Ondino Cleante BatagliaI, *; José Antonio QuaggioI; Wagner Rodrigues dos
SantosII; Mônica Ferreira de AbreuI
ICentro
de Pesquisa e Desenvolvimento de Solos e Recursos Ambientais, Instituto
Agronômico (IAC), Caixa Postal 28, 130001-970 Campinas (SP). E-mail:
[email protected]
IIEngenheiro Agrícola, MSc., TASQA Serviços Analíticos Ltda., Avenida José Paulino,
1370, 13140-000 Paulínia (SP)
RESUMO
O objetivo deste trabalho foi testar a hipótese de usar escores diferenciados para
nutrientes irresponsivos (I), medianamente responsivos (M) e responsivos (R), como
forma de reduzir os efeitos da interdependência no cálculo dos índices do DRIS
(Sistema Integrado de Diagnose e Recomendação) e seus efeitos na diagnose
nutricional do cafeeiro. O trabalho foi desenvolvido usando os resultados do
monitoramento nutricional, pela análise foliar, de talhões de cafeeiros em empresas
produtoras situadas nos municípios de Matão e Franca (SP). Os dados foram coletados
durante os anos de 1999 a 2001. Os cálculos dos índices do DRIS foram feitos usandose a fórmula proposta em 1981 por Jones, em sua forma original com uma constante
de sensibilidade k = 30 para todas as relações entre nutrientes, ou atribuindo
diferentes valores para a constante de sensibilidade em função da resposta do cafeeiro
aos nutrientes. Os resultados, quando avaliados pela relação entre o índice de balanço
nutricional médio (IBNm) e a produtividade, mostraram que a atribuição de escores
diferenciados na ordem I<M<R mostrou maior eficiência quando comparada ao método
tradicional de cálculo dos índices DRIS. A melhor relação foi 1-6-10 e a pior, 1-10-1.
Na análise comparativa com os diagnósticos obtidos pelo critério de faixas de
suficiência (CFS) o uso de escores diferenciados para o cálculo do DRIS mostrou
desempenho ligeiramente superior para as melhores relações (I-M-R) quando se
compararam as melhores e as piores relações, porém os ganhos em relação ao
procedimento tradicional de cálculo, cujo peso relativo de todos os nutrientes é o
mesmo, foram pequenos, indicando a necessidade de ajustes locais para a diagnose
nutricional do cafeeiro pelo critério de faixas de suficiência.
Palavras-chave: café, DRIS, diagnose foliar, estado nutricional.
ABSTRACT
The objective of this study was to test the use of standard scores to reduce the
dependence among nutrients on DRIS indices. Different scores were attributed to
nutrients with common (R), intermediate (M) and rare (I) response to coffee crop. The
study was conducted using data of leaf analysis from plantation farms at Matão and
Franca, State of São Paulo, Brazil. Leaves were taken from bearing branches during
the summer, from 1999 to 2001. DRIS indices were calculated using the original
formula defined in 1981 by Jones with a sensitivity constant k = 30 for all nutrient
relations. The tested method attributed different values for the constant k, depending
on the type of response of coffee-tree to each nutrient. When the methods were
evaluated by comparison of the relations between the nutrient balance index (NBI) and
yield, the use of scores in the order I<M<R showed to be more efficient then the usual
method using the same score for all nutrients. The methods had about the same
efficiency when evaluated by comparing the leaf nutrient diagnosis by DRIS with the
sufficiency range method.
Key words: coffee, DRIS, leaf analysis, nutrient status.
1. INTRODUÇÃO
O monitoramento nutricional de cafezais mediante análise química das folhas vem-se
transformando em prática essencial para recomendações de adubações mais
equilibradas e economicamente mais ajustadas. Assim, RAIJ et al. (1997) e
GUIMARÃES et al. (1999) estabelecem as recomendações de adubação nitrogenada em
função da produtividade esperada e do teor de N nas folhas do cafeeiro. Outros
sistemas, como o Programa de Adubação Modular (ROMERO e ROMERO, 2000), fazem
uso da análise foliar para ajuste de recomendação de todos os nutrientes. Esses
critérios para avaliação do estado nutricional do cafeeiro baseiam-se nos conceitos de
nível crítico e de faixas de concentração, caracterizados pela independência entre
nutrientes. O teor de um nutriente não afeta a classificação dos demais. Por outro
lado, possui a grave limitação de não identificar quais nutrientes são mais limitantes
(TRANI et al., 1983; RAIJ et al., 1997; MARTINEZ et al., 1999; MARTINEZ et al., 2000;
ROMERO e ROMERO, 2000).
Algumas das limitações dos critérios acima descritos para avaliação do estado
nutricional do cafeeiro foram superadas pelo sistema integrado de diagnose e
recomendação (DRIS), desenvolvido originalmente por BEAUFILS (1973). O sistema
permite o cálculo de índices para cada nutriente, usando as relações dele com os
demais e comparando-as com uma população de referência. Esses índices apresentam
a vantagem de possibilitar um ordenamento de nutrientes, desde os mais limitantes
até os excessivos. Todavia, se por um lado a interdependência permite uma
classificação e ordenamento de nutrientes, também pode se transformar em grande
desvantagem traduzida em falsos diagnósticos, em função das distorções provocadas
por fatores não controlados (BALDOCK e SCHULTE, 1989; BEVERLY, 1993).
Para qualquer fórmula de cálculo dos índices DRIS (BEAUFILS, 1973; JONES, 1981;
ELWALI e GASCHO, 1984), os efeitos da interdependência podem ser agravados
quando ocorrem contaminações das amostras por resíduos de nutrientes aplicados via
foliar, principalmente em plantas perenes como o café (BATAGLIA et al., 2000). Além
dessas contaminações, alguns nutrientes cuja ocorrência nas plantas é muito variável
acabam acarretando prejuízos para outros de composição mais estável. Nutrientes
como ferro e manganês, que mostram grande variabilidade de concentrações,
principalmente devido às condições edafoclimáticas, são alguns exemplos
preocupantes.
Algumas estratégias têm sido testadas para minimizar esses desvios causados pela
interdependência no cálculo dos índices. BEVERLY (1987) fez uso de dados com
transformação logarítmica visando atenuar grandes variações de concentração de
alguns nutrientes, entretanto, o procedimento não mostrou grande eficiência.
BALDOCK e SCHULTE (1996) propuseram um sistema com base em escores
padronizados visando associar o DRIS com o critério de faixa de suficiência e assim
eliminar os freqüentes erros de diagnóstico observados para a cultura do milho.
BATAGLIA et al., (2000) sugeriram a restrição de uso de nutrientes em nível de
contaminação por resíduos como forma de evitar erros no cálculo dos índices do DRIS
de nutrientes não contaminados.
O objetivo deste trabalho foi testar, como forma de reduzir os efeitos da
interdependência no cálculo dos índices do DRIS, a hipótese de se trabalhar com
valores diferenciados para a constante k em função da intensidade de resposta de cada
nutriente em relação à produtividade do cafeeiro. A proposta, apesar de diferenciada,
segue alguns dos princípios estabelecidos por BALDOCK e SCHULTE (1996) para
estabelecer o PASS (análise de plantas com escores padronizados), usado com sucesso
para milho.
2. MATERIAL E MÉTODOS
Os dados analisados neste trabalho foram obtidos de
produtoras de café situadas nos municípios de Matão
Paulo. Nessas fazendas, os cafezais foram mapeados
feitas amostragens de folhas e anotados os dados de
1999 a 2001, em empresas
e Franca, no Estado de São
em talhões, e em cada um foram
produtividade por ano.
A amostragem de folhas foi feita no verão, coletando-se a terceira folha de ramos
frutíferos na altura média das plantas em cerca de 50 plantas por talhão, conforme
recomendações de RAIJ et al. (1997).
As amostras, após lavagem, secagem a 60 ºC e moagem, foram submetidas à análise
de macro e micronutrientes usando os métodos descritos por BATAGLIA et al. (1983),
com as determinações feitas por espectrometria de emissão atômica de plasma
induzido (ICP-AES).
A população usada como referência para os cálculos do DRIS foi estabelecida de
acordo com os critérios de BEAUFILS (1973), considerando-se apenas amostras
provenientes de talhões de plantas com produtividade na faixa correspondente à média
mais e menos um desvio-padrão da população original e nutricionalmente equilibradas
(BATAGLIA et al., 2001). As características da população de referência são
apresentadas na tabela 1 para as de relações entre nutrientes.
Para o cálculo dos índices do DRIS, aplicou-se a fórmula geral proposta por BEAUFILS
(1973), sendo para um nutriente Y:
Os valores das funções intermediárias f(Y/X) foram obtidos pela fórmula de JONES
(1981). Para a relação N/P, por exemplo, a função intermediária f(N/P) foi obtida como
segue:
f(N/P) = [(N/P)a - (N/P)p] k/s
em que:
(N/P)a= relação na amostra; (N/P)p= relação na população de referência; k =
constante de sensibilidade; s = desvio-padrão da relação na população de referência.
O índice de balanço nutricional médio (IBNm) para cada amostra foi calculado pela
média dos valores absolutos dos índices DRIS de cada nutriente, dividido pelo número
de nutrientes envolvidos.
IBNm = (|IY1| + |IY2| + ... + |IYn|)/n
Os testes de escores diferenciados dos nutrientes, de acordo com o efeito que cada um
deles exerce na produtividade do cafeeiro, foram realizados atribuindo-se valores
diferenciados aos nutrientes responsivos (R) incluindo-se nesta categoria N, K, S, B e
Zn, nutrientes medianamente responsivos (M): P, Ca, Mg e Mn e pouco responsivos
(I): Cu e Fe.
Para testar esses escores diferenciados, os talhões originais usados para o
estabelecimento da população de referência deste trabalho, foram agrupados em treze
classes de produtividade com os respectivos teores médios de nutrientes nas folhas,
conforme apresentação na tabela 2.
Para o cálculo dos índices, os valores de k da fórmula foram ajustados em função dos
grupos de nutrientes (I, M ou R). Foram simuladas todas as combinações atribuindo-se
para os nutrientes irresponsivos (Cu e Fe) valores de 1 a 5 e para os medianamente
responsivos e responsivos de 1 a 10. Assim, foram simulados cálculos dos índices pelo
método tradicional (DRISJ), quando I = 1, M = 1 e R = 1. Nesse caso, do cálculo
tradicional pela fórmula de JONES (1981), o escore atribuído a todos os nutrientes tem
o valor 1 e a constante k = 30. As outras combinações I-M-R variaram desde 1-1-2,
com k = 14,35 até 5-10-10 com k = 0,44. Atribuindo-se valores diferenciados para os
nutrientes classificados como I, M ou R, a constante de sensibilidade k foi ajustada de
modo que seu valor ponderado médio ficasse sempre na faixa de 29,5 a 30,5 e, dessa
forma, os índices pudessem ser comparados em uma mesma ordem de grandeza.
A interpretação do estado nutricional do cafeeiro pelo DRIS para separação de
diagnósticos (baixo, adequado, alto) foi feita utilizando-se o conceito de potencial de
resposta proposto por WADT (1996), sendo considerados adequados, nutrientes cujos
índices do DRIS, em valores absolutos, não excedessem o valor do IBNm abaixo e
acima de zero. Nutrientes com índices negativos em valores absolutos maiores do que
o IBNm foram considerados baixos. Índices positivos com valor absoluto maior do que
o IBNm foram considerados altos para fins de diagnóstico.
Os critérios para avaliação da eficiência dos escores diferenciados foram indicados com
base na relação IBNm x produtividade, considerando-se para isso as treze classes
dentro da população de referência. Usou-se também a comparação do diagnóstico pelo
DRIS com as diferentes relações com o CFS. Nesse caso, procederam-se comparações
dos diagnósticos pelo DRIS e CFS, atribuindo-se valor 1 para coincidência de
diagnóstico e valor 0 para a não-coincidência. Esse procedimento foi feito com as
análises dos talhões comerciais de café de Matão e de Franca em 1999, 2000 e 2001.
Foram calculadas as porcentagens de coincidência de diagnóstico. A análise estatística
foi feita aplicando-se a transformação (x + 0,5)1/2. As médias foram comparadas pelo
teste t a 5%.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Para os estudos propostos neste trabalho, as amostras de folhas de uma população
abrangente de cafeeiros arábica foram grupadas em treze classes com médias de
produtividade entre 155 e 3.114 kg.há-1 de café beneficiado (Tabela 2).
Como se tratam de médias, há certa uniformização dos valores. Dessa forma, apesar
das diferenças marcantes de produtividade, as maiorias absolutas são consideradas
como teores adequados quando se usa o CFS para diagnóstico nutricional. Já na tabela
3, os índices do DRIS começam evidenciar diferenças não perceptíveis pelo critério de
faixas.
Alguns nutrientes anteriormente classificados como adequados (Ca) ou altos (S)
mostraram índices negativos, o que determina um diagnóstico diferenciado. Pode-se
verificar também nessa tabela a relação inversa entre o IBNm e a produtividade, fato
bastante documentado na literatura do DRIS. Observe-se que para a combinação I =
1, M = 6 e R =10 (Tabela 4), há melhor evidência dos diagnósticos identificando
diversos distúrbios nutricionais não detectados pelo CFS e pelo cálculo tradicional do
DRIS quando todos os nutrientes tem o mesmo escore 1.
A relação característica do DRIS – IBNm x produtividade - foi usada como ferramenta
para se testar a eficiência das combinações de escores atribuídos aos nutrientes
classificados como I, M ou R, admitindo-se que o sinal negativo dos coeficientes de
correlação mostrem a relação inversa entre DRIS – IBNm e produtividade, e os valores
absolutos maiores indiquem melhor desempenho da combinação de escores atribuídos
aos nutrientes com respostas diferenciais na nutrição do cafeeiro. Os dados da tabela 5
mostram os resultados desse teste para combinações de nutrientes responsivos e
medianamente responsivos (variação de 1 a 10) fixando-se o escore 1 para os
nutrientes irresponsivos. Os dados revelam a existência de uma população de
combinações que apresentaram melhores coeficientes de correlação, com valores
abaixo de -0,900. O maior valor (r = - 0,923) foi obtido com a relação 1-6-10, embora
valores muito próximos tenham sido observados para outras combinações. O pior
coeficiente de correlação foi verificado para a combinação 1-10-1 (r = - 0,544)
A figura 1 mostra a dispersão das relações entre os valores de IBNm e a produtividade
para três combinações de escores dos grupos de nutrientes. Os gráficos mostram o
melhor ajuste linear entre IBNm e produtividade, em que o melhor ajuste corresponde
ao tratamento 1-6-10, com coeficiente de determinação R2 = 0,8516 e o pior, ao
tratamento 1-10-1 com R2 = 0,2957. O tratamento 1-1-1, que corresponde ao método
tradicional de cálculo dos índices do DRIS, mostrou um comportamento intermediário,
R2 = 0,6143, evidenciando por essa abordagem ser possível melhorar o diagnóstico
nutricional, atribuindo-se diferentes níveis de sensibilidade a nutrientes com maior ou
menor resposta na produtividade do cafeeiro.
Conforme foi tratado anteriormente na discussão da tabela 5, há uma série de
combinações eficientes, o que pode ser bem visualizada nas superfícies de resposta da
figura 2. À medida que se atribuem escores mais elevados (4 ou 5) para os nutrientes
irresponsivos, o número de combinações de M e R com elevados coeficientes de
correlação, em valor absoluto, é muito reduzido. Observam-se escores em que I<M<R
tende a apresentar melhores correlações entre IBNm e produtividade.
Atribuindo-se valor 1 para os nutrientes irresponsivos, nota-se uma grande área de
valores de r entre -0,95 e 0,90. É possível destacar muitas combinações para M e R.
Algumas combinações eficientes, ocupando pontos centrais dessas superfícies, podem
ser destacadas como: 1-3-6; 1-4-7; 1-5-8; 1-6-10. Para valores I = 2, a superfície de
valores na mesma faixa de coeficientes de correlação é menor, mas mesmo assim
podem-se destacar alguns pontos como 2-3-7; 2-4-8 e 2-5-9. Quando I = 3, a
superfície dos coeficientes de correlação, ainda na mesma faixa, é bem restrita,
mesmo assim podem-se identificar as combinações 3-4-10 e 3-5-10. Para combinações
com I = 4 ou 5, não ocorre nenhuma combinação com valores de r abaixo de -0,900.
Os piores resultados foram observados para combinações com valores elevados para
os nutrientes e irresponsivos ou medianamente responsivos e valores baixos para os
responsivos como, por exemplo, as combinações 1-10-1, 3-10-1 e 5-10-1.
O procedimento tradicionalmente usado no país como método de avaliação nutricional
do cafeeiro baseia-se no CFS. Esse método mostrou grande evolução sendo indicado
pelos principais manuais de recomendação de adubação para a cultura (MALAVOLTA,
1981; MALAVOLTA, 1993; RAIJ et al., 1997; GUIMARÃES et al., 1999; THOMAZIELLO
et al., 2000). Por essa razão, esse critério foi usado como referência para comparar os
procedimentos do DRIS ora em estudo.
Os dados das tabelas 6 e 7 calculados a partir das análises de folhas de cafezais de
Franca e Matão mostram resultados pouco concordantes entre os diagnósticos pelo
CFS e pelo DRIS. Ao contrário do teste anterior, quando a relação 1-6-10 mostrou-se
bastante superior a 1-10-1 na relação IBNm x produtividade; nesse caso, não houve
superioridade destacada em relação à proporção de coincidências entre os dois
critérios de diagnóstico. Pode-se notar ligeira superioridade da relação 1-6-10 sobre a
1-10-1, que são casos extremos. Quando se compara com a relação 1-1-1 que é a
forma tradicional de cálculo do DRIS, observa-se que a vantagem dos escores
diferenciados é menos marcante. Na prática há certa equivalência entre o
procedimento tradicional (relação 1-1-1) e o de escores diferenciados (relação 1-6-10).
Os diagnósticos são bastante discrepantes para enxofre, qualquer que seja a
modalidade de cálculo, revelando que provavelmente há necessidade de ajuste das
faixas de concentração para diagnose nutricional do cafeeiro pelo CFS.
Os dados do presente trabalho permitiram uma avaliação mais criteriosa do uso de
escores diferenciados em função da resposta do cafeeiro aos nutrientes. Mesmo sem
ter mostrado uma eficiência comparativa ao CFS, as relações entre o balanço de
nutrientes e a produtividade possibilitaram uma seleção bastante adequada das
melhores relações de sensibilidade para nutrientes irresponsivos, medianamente
responsivos e responsivos. A seleção dessas relações mostrou-se objetiva, sem o
empirismo observado em outros trabalhos, (BALDOCK e SCHULTE, 1996).
Outro aspecto relevante deste trabalho foi o uso da técnica de probabilidade de
resposta proposta por WADT (1996) como método de diagnóstico. O método permite a
avaliação do estado nutricional de cada amostra, com base no IBNm da própria
amostra. Apesar disso, ainda há muito espaço para o desenvolvimento de novos
métodos de diagnóstico com base nos índices do DRIS.
Uma das possibilidades é o desenvolvimento de faixas de índices com diagnóstico para
teores de nutrientes considerados baixos, adequados e altos, com base na distribuição
normal de uma população de índices. Assim, a comparação da amostra seria feita com
a população a que ela pertence e não apenas com ela mesma, como ocorre com a
avaliação realizada pelo procedimento indicado por WADT (1996). Essa pode ter sido
uma das razões da falta de coincidência entre os diagnósticos observados para alguns
nutrientes. A outra razão é a necessidade de melhor ajuste nos valores das faixas de
concentração de nutrientes usadas pelo CFS. Aparentemente, há necessidade de
ajustes locais desses valores.
4. CONCLUSÕES
1. As relações entre IBNm e produtividade do cafeeiro foram melhores quando se
usaram escores diferenciados para calculo do DRIS para o cafeeiro. Os melhores
coeficientes de determinação foram obtidos quando os escores seguiram a ordem para
os nutrientes: irresponsivos<medianamente responsivos<responsivos.
2. O uso de escores diferenciados não melhorou a praticidade do diagnóstico
nutricional do DRIS em relação ao DRIS tradicional, quando comparados ao critério de
faixas de suficiência.
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Recebido para publicação em 7 de agosto de 2002 e aceito em 3 de março de 2004
Trabalho financiado pelo Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
(CBP&D Café).
* Bolsista do CNPq
Diagnose nutricional do cafeeiro pelo DRIS
253
DIAGNOSE NUTRICIONAL DO CAFEEIRO PELO DRIS VARIANDO-SE
A CONSTANTE DE SENSIBILIDADE DOS NUTRIENTES DE ACORDO
COM A INTENSIDADE E FREQÜÊNCIA DE RESPOSTA NA PRODUÇÃO (1)
ONDINO CLEANTE BATAGLIA(2,4); JOSÉ ANTONIO QUAGGIO(2);
WAGNER RODRIGUES DOS SANTOS(3); MÔNICA FERREIRA DE ABREU(2)
RESUMO
O objetivo deste trabalho foi testar a hipótese de usar escores diferenciados para nutrientes
irresponsivos (I), medianamente responsivos (M) e responsivos (R), como forma de reduzir os efeitos da
interdependência no cálculo dos índices do DRIS (Sistema Integrado de Diagnose e Recomendação) e
seus efeitos na diagnose nutricional do cafeeiro. O trabalho foi desenvolvido usando os resultados do
monitoramento nutricional, pela análise foliar, de talhões de cafeeiros em empresas produtoras situadas
nos municípios de Matão e Franca (SP). Os dados foram coletados durante os anos de 1999 a 2001. Os
cálculos dos índices do DRIS foram feitos usando-se a fórmula proposta em 1981 por Jones, em sua forma original com uma constante de sensibilidade k = 30 para todas as relações entre nutrientes, ou
atribuindo diferentes valores para a constante de sensibilidade em função da resposta do cafeeiro aos
nutrientes. Os resultados, quando avaliados pela relação entre o índice de balanço nutricional médio
(IBNm) e a produtividade, mostraram que a atribuição de escores diferenciados na ordem I<M<R mostrou maior eficiência quando comparada ao método tradicional de cálculo dos índices DRIS. A melhor
relação foi 1-6-10 e a pior, 1-10-1. Na análise comparativa com os diagnósticos obtidos pelo critério de
faixas de suficiência (CFS) o uso de escores diferenciados para o cálculo do DRIS mostrou desempenho
ligeiramente superior para as melhores relações (I-M-R) quando se compararam as melhores e as piores
relações, porém os ganhos em relação ao procedimento tradicional de cálculo, cujo peso relativo de todos os nutrientes é o mesmo, foram pequenos, indicando a necessidade de ajustes locais para a diagnose
nutricional do cafeeiro pelo critério de faixas de suficiência.
Palavras-chave: café, DRIS, diagnose foliar, estado nutricional.
ABSTRACT
NUTRIENT DIAGNOSIS OF COFFEE-TREE BY DRIS USING DIFFERENT SENSITIVITY
CONSTANTS ACCORDING TO THE NUTRIENT YIELD RESPONSE
The objective of this study was to test the use of standard scores to reduce the dependence among
nutrients on DRIS indices. Different scores were attributed to nutrients with common (R), intermediate
(M) and rare (I) response to coffee crop. The study was conducted using data of leaf analysis from plantation
farms at Matão and Franca, State of São Paulo, Brazil. Leaves were taken from bearing branches during
the summer, from 1999 to 2001. DRIS indices were calculated using the original formula defined in 1981
by J ONES with a sensitivity constant k = 30 for all nutrient relations. The tested method attributed different
(1) Trabalho financiado pelo Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café (CBP&D Café). Recebido para
publicação em 7 de agosto de 2002 e aceito em 3 de março de 2004.
(2) Centro de Pesquisa e Desenvolvimento de Solos e Recursos Ambientais, Instituto Agronômico (IAC), Caixa Postal 28,
130001-970 Campinas (SP). E-mail: [email protected]
(3) Engenheiro Agrícola, MSc., TASQA Serviços Analíticos Ltda., Avenida José Paulino, 1370, 13140-000 Paulínia (SP).
(4) Bolsista do CNPq.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.253-263, 2004
254
O.C. Bataglia et al.
values for the constant k, depending on the type of response of coffee-tree to each nutrient. When the
methods were evaluated by comparison of the relations between the nutrient balance index (NBI) and
yield, the use of scores in the order I<M<R showed to be more efficient then the usual method using the
same score for all nutrients. The methods had about the same efficiency when evaluated by comparing
the leaf nutrient diagnosis by DRIS with the sufficiency range method.
Key words: coffee, DRIS, leaf analysis, nutrient status.
1. INTRODUÇÃO
O monitoramento nutricional de cafezais mediante análise química das folhas vem-se
transformando em prática essencial para recomendações de adubações mais equilibradas e
economicamente mais ajustadas. Assim, R AIJ et al.
(1997) e G UIMARÃES et al. (1999) estabelecem as recomendações de adubação nitrogenada em função da
produtividade esperada e do teor de N nas folhas do
cafeeiro. Outros sistemas, como o Programa de Adubação Modular (R OMERO e ROMERO, 2000), fazem uso
da análise foliar para ajuste de recomendação de todos os nutrientes. Esses critérios para avaliação do
estado nutricional do cafeeiro baseiam-se nos conceitos de nível crítico e de faixas de concentração,
caracterizados pela independência entre nutrientes.
O teor de um nutriente não afeta a classificação dos
demais. Por outro lado, possui a grave limitação de
não identificar quais nutrientes são mais limitantes
(TRANI et al., 1983; RAIJ et al., 1997; MARTINEZ et al., 1999;
MARTINEZ et al., 2000; ROMERO e ROMERO, 2000).
Algumas das limitações dos critérios acima
descritos para avaliação do estado nutricional do cafeeiro foram superadas pelo sistema integrado de
diagnose e recomendação (DRIS), desenvolvido originalmente por B EAUFILS (1973). O sistema permite o
cálculo de índices para cada nutriente, usando as relações dele com os demais e comparando-as com uma
população de referência. Esses índices apresentam a
vantagem de possibilitar um ordenamento de nutrientes, desde os mais limitantes até os excessivos.
Todavia, se por um lado a interdependência permite
uma classificação e ordenamento de nutrientes, também pode se transformar em grande desvantagem
traduzida em falsos diagnósticos, em função das
distorções provocadas por fatores não controlados
(B ALDOCK e SCHULTE , 1989; BEVERLY, l993).
Para qualquer fórmula de cálculo dos índices
DRIS (BEAUFILS, 1973; J ONES, 1981; ELWALI e GASCHO ,
1984), os efeitos da interdependência podem ser agravados quando ocorrem contaminações das amostras
por resíduos de nutrientes aplicados via foliar, principalmente em plantas perenes como o café (B ATAGLIA
et al., 2000). Além dessas contaminações, alguns nutrientes cuja ocorrência nas plantas é muito variável
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.253-263, 2004
acabam acarretando prejuízos para outros de composição mais estável. Nutrientes como ferro e manganês,
que mostram grande variabilidade de concentrações,
principalmente devido às condições edafoclimáticas,
são alguns exemplos preocupantes.
Algumas estratégias têm sido testadas para
minimizar
esses
desvios
causados
pela
interdependência no cálculo dos índices. B EVERLY
(1987) fez uso de dados com transformação logarítmica
visando atenuar grandes variações de concentração de
alguns nutrientes, entretanto, o procedimento não mostrou grande eficiência. B ALDOCK e S CHULTE (1996)
propuseram um sistema com base em escores padronizados visando associar o DRIS com o critério de
faixa de suficiência e assim eliminar os freqüentes erros de diagnóstico observados para a cultura do milho.
BATAGLIA et al., (2000) sugeriram a restrição de uso de
nutrientes em nível de contaminação por resíduos
como forma de evitar erros no cálculo dos índices do
DRIS de nutrientes não contaminados.
O objetivo deste trabalho foi testar, como forma de reduzir os efeitos da interdependência no
cálculo dos índices do DRIS, a hipótese de se trabalhar com valores diferenciados para a constante k em
função da intensidade de resposta de cada nutriente
em relação à produtividade do cafeeiro. A proposta,
apesar de diferenciada, segue alguns dos princípios
estabelecidos por BALDOCK e S CHULTE (1996) para estabelecer o PASS (análise de plantas com escores
padronizados), usado com sucesso para milho.
2. MATERIAL E MÉTODOS
Os dados analisados neste trabalho foram obtidos de 1999 a 2001, em empresas produtoras de café
situadas nos municípios de Matão e Franca, no Estado de São Paulo. Nessas fazendas, os cafezais foram
mapeados em talhões, e em cada um foram feitas
amostragens de folhas e anotados os dados de produtividade por ano.
A amostragem de folhas foi feita no verão, coletando-se a terceira folha de ramos frutíferos na altura
média das plantas em cerca de 50 plantas por talhão,
conforme recomendações de RAIJ et al. (1997).
255
Diagnose nutricional do cafeeiro pelo DRIS
As amostras, após lavagem, secagem a 60 ºC
e moagem, foram submetidas à análise de macro e
micronutrientes usando os métodos descritos por
BATAGLIA et al. (1983), com as determinações feitas por
espectrometria de emissão atômica de plasma induzido (ICP-AES).
A população usada como referência para os
cálculos do DRIS foi estabelecida de acordo com os
critérios de B EAUFILS (1973), considerando-se apenas
amostras provenientes de talhões de plantas com produtividade na faixa correspondente à média mais e
menos um desvio-padrão da população original e
nutricionalmente equilibradas (BATAGLIA et al., 2001).
As características da população de referência são
apresentadas na tabela 1 para as de relações entre
nutrientes.
Tabela 1. Valores das relações entre nutrientes na população de referência para cafeeiros arábica
Relação
Média
Desvio-padrão
Relação
Média
Desvio-padrão
N/P
20,2662
3,3519
Ca/Mg
3,4464
0,5202
N/K
1,4087
0,2142
Ca/S
5,9810
1,0725
N/Ca
2,4586
0,3419
Ca/B
0,2396
0,0567
N/Mg
8,3985
1,2466
Ca/Cu
0,9768
0,2346
N/S
14,3334
2,4925
Ca/Fe
0,1398
0,0328
N/B
0,5864
0,1421
Ca/Mn
0,1067
0,0362
N/Cu
2,4401
0,5667
Ca/Zn
1,2686
0,4709
N/Fe
0,3402
0,0797
Mg/S
1,7484
0,3083
N/Mn
0,2587
0,0826
Mg/B
0,0699
0,0146
N/Zn
3,0223
1,1305
Mg/Cu
0,2755
0,0664
P/K
0,0711
0,0125
Mg/Fe
0,0393
0,0111
P/Ca
0,1233
0,0199
Mg/Mn
0,0305
0,0098
P/Mg
0,4280
0,0730
Mg/Zn
0,3666
0,1151
P/S
0,7323
0,1179
S/B
0,0397
0,0089
P/B
0,0292
0,0076
S/Cu
0,1561
0,0341
P/Cu
0,1222
0,0340
S/Fe
0,0228
0,0056
P/Fe
0,0169
0,0037
S/Mn
0,0178
0,0057
P/Mn
0,0131
0,0045
S/Zn
0,1983
0,0640
P/Zn
0,1503
0,0571
B/Cu
3,8522
1,0721
K/Ca
1,7709
0,3320
B/Fe
0,6068
0,1861
K/Mg
6,0288
0,9876
B/Mn
0,4350
0,1489
K/S
10,4020
1,6985
B/Zn
5,1375
1,7995
K/B
0,4241
0,0910
Cu/Fe
0,1439
0,0437
K/Cu
1,6844
0,4735
Cu/Mn
0,1001
0,0384
K/Fe
0,2416
0,0646
Cu/Zn
1,5445
0,4782
K/Mn
0,1868
0,0608
Fe/Mn
0,8251
0,3082
K/Zn
2,0997
0,7350
Fe/Zn
9,6458
4,1574
Mn/Zn
13,3186
5,9303
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.253-263, 2004
256
O.C. Bataglia et al.
Para o cálculo dos índices do DRIS, aplicouse a fórmula geral proposta por BEAUFILS (1973), sendo
para um nutriente Y:
n
IY =
m
∑ f (Y / X ) − ∑ f ( X
i
i =1
j =1
j
O índice de balanço nutricional médio (IBNm)
para cada amostra foi calculado pela média dos valores absolutos dos índices DRIS de cada nutriente,
dividido pelo número de nutrientes envolvidos.
/Y )
IBNm = (|IY1| + |IY2| + ... + |IYn|)/n
n+m
Os valores das funções intermediárias f(Y/X)
foram obtidos pela fórmula de JONES (1981). Para a relação N/P, por exemplo, a função intermediária f(N/
P) foi obtida como segue:
f(N/P) = [(N/P)a - (N/P)p] k/s
em que:
(N/P)a= relação na amostra; (N/P)p= relação
na população de referência; k = constante de sensibilidade; s = desvio-padrão da relação na população de
referência.
Os testes de escores diferenciados dos nutrientes, de acordo com o efeito que cada um deles exerce
na produtividade do cafeeiro, foram realizados atribuindo-se valores diferenciados aos nutrientes
responsivos (R) incluindo-se nesta categoria N, K, S,
B e Zn, nutrientes medianamente responsivos (M): P,
Ca, Mg e Mn e pouco responsivos (I): Cu e Fe.
Para testar esses escores diferenciados, os talhões originais usados para o estabelecimento da
população de referência deste trabalho, foram agrupados em treze classes de produtividade com os
respectivos teores médios de nutrientes nas folhas,
conforme apresentação na tabela 2.
Tabela 2. Teores médios de nutrientes em folhas de cafeeiros com diferentes classes de produtividade
N
P
K
Ca
Mg
S
B
Cu
g.kg -1
Fe
Mn
Zn
mg.kg -1
Produção
kg.ha -1
32,7
1,7
23,5
12,8
3,8
2,2
51,8
14,5
115,0
99,9
10,9
3.114
31,8
1,7
24,0
13,5
3,8
2,3
58,2
16,4
98,2
133,5
15,2
2.853
31,9
1,6
22,6
12,9
3,9
2,2
47,5
13,9
104,4
122,0
12,5
2.608
32,4
1,6
23,3
13,1
3,9
2,1
57,9
14,8
113,0
148,7
14,6
2.350
32,2
1,6
21,2
12,7
3,9
2,2
52,6
14,8
100,4
186,3
14,0
2.101
32,0
1,6
22,8
13,4
4,0
2,3
54,5
14,6
103,2
149,4
14,2
1.852
32,7
1,7
23,3
12,8
4,0
2,2
59,1
14,7
107,1
175,5
15,1
1.591
31,5
1,9
24,5
13,5
4,1
2,5
55,7
14,6
106,0
164,5
16,1
1.355
31,6
1,5
23,1
12,8
4,2
2,1
55,0
17,3
96,4
190,0
14,0
1.125
32,0
1,5
24,0
11,5
3,9
2,1
49,1
18,6
91,9
160,7
18,8
848
32,9
1,5
24,2
11,9
4,2
2,0
57,1
10,7
77,7
151,3
17,9
600
31,8
1,7
26,8
12,7
4,0
2,3
60,4
14,6
85,7
124,6
16,1
349
32,4
1,7
28,0
12,6
3,6
2,2
53,3
14,6
119,2
156,8
16,6
155
Para o cálculo dos índices, os valores de k da
fórmula foram ajustados em função dos grupos de nutrientes (I, M ou R). Foram simuladas todas as
combinações atribuindo-se para os nutrientes
irresponsivos (Cu e Fe) valores de 1 a 5 e para os
medianamente responsivos e responsivos de 1 a 10.
Assim, foram simulados cálculos dos índices pelo método tradicional (DRISJ), quando I = 1, M = 1 e R = 1.
Nesse caso, do cálculo tradicional pela fórmula de
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.253-263, 2004
JONES (1981), o escore atribuído a todos os nutrientes
tem o valor 1 e a constante k = 30. As outras combinações I-M-R variaram desde 1-1-2, com k = 14,35 até
5-10-10 com k = 0,44. Atribuindo-se valores diferenciados para os nutrientes classificados como I, M ou
R, a constante de sensibilidade k foi ajustada de modo
que seu valor ponderado médio ficasse sempre na faixa de 29,5 a 30,5 e, dessa forma, os índices pudessem
ser comparados em uma mesma ordem de grandeza.
257
Diagnose nutricional do cafeeiro pelo DRIS
A interpretação do estado nutricional do cafeeiro pelo DRIS para separação de diagnósticos
(baixo, adequado, alto) foi feita utilizando-se o conceito de potencial de resposta proposto por W ADT
(1996), sendo considerados adequados, nutrientes
cujos índices do DRIS, em valores absolutos, não excedessem o valor do IBNm abaixo e acima de zero.
Nutrientes com índices negativos em valores absolutos maiores do que o IBNm foram considerados baixos.
Índices positivos com valor absoluto maior do que o
IBNm foram considerados altos para fins de diagnóstico.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Para os estudos propostos neste trabalho, as
amostras de folhas de uma população abrangente de
cafeeiros arábica foram grupadas em treze classes com
médias de produtividade entre 155 e 3.114 kg.há-1 de
café beneficiado (Tabela 2).
Como se tratam de médias, há certa uniformização dos valores. Dessa forma, apesar das diferenças
marcantes de produtividade, as maiorias absolutas
são consideradas como teores adequados quando se
usa o CFS para diagnóstico nutricional. Já na tabela
3, os índices do DRIS começam evidenciar diferenças
não perceptíveis pelo critério de faixas.
Os critérios para avaliação da eficiência dos
escores diferenciados foram indicados com base na
relação IBNm x produtividade, considerando-se para
isso as treze classes dentro da população de referência. Usou-se também a comparação do diagnóstico
pelo DRIS com as diferentes relações com o CFS. Nesse caso, procederam-se comparações dos diagnósticos
pelo DRIS e CFS, atribuindo-se valor 1 para coincidência de diagnóstico e valor 0 para a
não-coincidência. Esse procedimento foi feito com as
análises dos talhões comerciais de café de Matão e de
Franca em 1999, 2000 e 2001. Foram calculadas as
porcentagens de coincidência de diagnóstico. A análise estatística foi feita aplicando-se a transformação
(x + 0,5)1/2. As médias foram comparadas pelo teste t a 5%.
Alguns nutrientes anteriormente classificados
como adequados (Ca) ou altos (S) mostraram índices
negativos, o que determina um diagnóstico diferenciado.
Pode-se verificar também nessa tabela a relação inversa entre o IBNm e a produtividade, fato bastante
documentado na literatura do DRIS. Observe-se que
para a combinação I = 1, M = 6 e R =10 (Tabela 4), há
melhor evidência dos diagnósticos identificando diversos distúrbios nutricionais não detectados pelo CFS
e pelo cálculo tradicional do DRIS quando todos os
nutrientes tem o mesmo escore 1.
Tabela 3. Índices DRIS calculados para os dados da tabela 2 usando se a fórmula tradicional de Jones com
escores para I-M-R 1-1-1 e k = 30
N
P
K
Ca
Mg
S
B
Cu
Fe
Mn
Zn
IBNm
Produção
kg.ha-1
2
7
0
-7
-1
-1
-6
4
17
-20
5
6
3.114
-11
0
-4
-5
-8
-1
1
10
-6
-2
25
7
2.853
0
-7
-4
-3
4
5
-16
-1
8
-3
16
6
2.608
-5
-6
-6
-8
-1
-15
2
0
11
6
23
8
2.350
-2
-10
-18
-10
3
-1
-6
2
1
19
21
9
2.101
-7
-12
-9
-4
2
3
-4
-1
2
7
22
7
1.852
-7
-5
-9
-14
1
-5
2
-3
3
14
24
8
1.591
-18
9
-7
-11
0
7
-8
-7
-1
9
26
9
1.355
-9
-16
-7
-11
9
-10
-4
16
-6
19
19
11
1.125
-2
-18
3
-24
0
-10
-15
26
-9
10
37
14
848
9
-14
9
-13
21
-11
9
-32
-24
10
37
17
600
-9
-1
16
-13
0
-1
7
-1
-20
-6
29
9
349
-8
-7
22
-17
-21
-7
-10
-3
14
8
29
13
155
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.253-263, 2004
258
O.C. Bataglia et al.
Tabela 4. Índices DRIS calculados para os teores foliares das amostras da tabela 2 usando os escores para IM-R de 1-6-10, k=0,64 combinação que mostrou melhor correlação entre IBNm e produção
Classe
N
P
K
Ca
Mg
S
B
Cu
Fe
Mn
Zn
IBNm
Produção
kg.ha-1
1
7
8
4
-5
0
1
-7
1
3
-16
6
5
3.114
2
-16
0
-7
-4
-8
-1
2
1
-1
-1
34
7
2.853
3
2
-6
-5
-2
4
9
-24
0
1
-2
22
7
2.608
4
-5
-3
-8
-6
0
-22
4
0
2
6
32
8
2.350
5
0
-8
-26
-8
3
-1
-9
0
0
18
29
9
2.101
6
-9
-11
-14
-3
2
5
-6
0
0
6
30
8
1.852
7
-9
-4
-14
-12
0
-8
3
-1
0
13
33
9
1.591
8
-27
8
-11
-9
-1
10
-13
-1
0
8
36
11
1.355
9
-10
-13
-9
-8
9
-13
-4
2
-1
18
28
10
1.125
10
0
-16
7
-21
0
-15
-22
4
-1
10
54
14
848
11
3
-19
4
-19
11
-29
2
-6
-4
7
49
14
600
12
-19
-5
18
-15
-4
-8
5
-1
-3
-6
38
11
349
13
-12
-6
34
-16
-21
-12
-16
-1
2
7
41
15
155
A relação característica do DRIS – IBNm x produtividade - foi usada como ferramenta para se testar
a eficiência das combinações de escores atribuídos aos
nutrientes classificados como I, M ou R, admitindose que o sinal negativo dos coeficientes de correlação
mostrem a relação inversa entre DRIS – IBNm e produtividade, e os valores absolutos maiores indiquem
melhor desempenho da combinação de escores atribuídos aos nutrientes com respostas diferenciais na
nutrição do cafeeiro. Os dados da tabela 5 mostram
os resultados desse teste para combinações de nutrientes responsivos e medianamente responsivos
(variação de 1 a 10) fixando-se o escore 1 para os nutrientes irresponsivos. Os dados revelam a existência
de uma população de combinações que apresentaram
melhores coeficientes de correlação, com valores abaixo de -0,900. O maior valor (r = - 0,923) foi obtido com
a relação 1-6-10, embora valores muito próximos tenham sido observados para outras combinações. O
pior coeficiente de correlação foi verificado para a
combinação 1-10-1 (r = - 0,544)
A figura 1 mostra a dispersão das relações entre os valores de IBNm e a produtividade para três
combinações de escores dos grupos de nutrientes. Os
gráficos mostram o melhor ajuste linear entre IBNm e
produtividade, em que o melhor ajuste corresponde
ao tratamento 1-6-10, com coeficiente de determinação R 2 = 0,8516 e o pior, ao tratamento 1-10-1 com R 2
= 0,2957. O tratamento 1-1-1, que corresponde ao método tradicional de cálculo dos índices do DRIS,
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.253-263, 2004
mostrou um comportamento intermediário, R 2 =
0,6143, evidenciando por essa abordagem ser possível melhorar o diagnóstico nutricional, atribuindo-se
diferentes níveis de sensibilidade a nutrientes com
maior ou menor resposta na produtividade do cafeeiro.
Conforme foi tratado anteriormente na discussão da tabela 5, há uma série de combinações
eficientes, o que pode ser bem visualizada nas superfícies de resposta da figura 2. À medida que se
atribuem escores mais elevados (4 ou 5) para os nutrientes irresponsivos, o número de combinações de
M e R com elevados coeficientes de correlação, em valor absoluto, é muito reduzido. Observam-se escores
em que I<M<R tende a apresentar melhores correlações entre IBNm e produtividade.
Atribuindo-se valor 1 para os nutrientes
irresponsivos, nota-se uma grande área de valores de
r entre -0,95 e 0,90. É possível destacar muitas combinações para M e R. Algumas combinações eficientes,
ocupando pontos centrais dessas superfícies, podem
ser destacadas como: 1-3-6; 1-4-7; 1-5-8; 1-6-10. Para
valores I = 2, a superfície de valores na mesma faixa
de coeficientes de correlação é menor, mas mesmo assim podem-se destacar alguns pontos como 2-3-7;
2-4-8 e 2-5-9. Quando I = 3, a superfície dos coeficientes de correlação, ainda na mesma faixa, é bem
restrita, mesmo assim podem-se identificar as combinações 3-4-10 e 3-5-10. Para combinações com I = 4
ou 5, não ocorre nenhuma combinação com valores
de r abaixo de -0,900.
259
Diagnose nutricional do cafeeiro pelo DRIS
I = 1; M = 1; R = 1
4000
y = -220,79x + 3727,2
3500
R2 = 0,6143
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
0
5
10
15
20
I = 1; M = 6; R = 10
4000
y = -293,15x + 4509,3
Produtividade (kg.ha-1)
3500
R2 = 0,8516
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
0
5
10
15
20
I = 1; M = 10; R = 1
4000
y = -127,32x + 2869,3
3500
R2 = 0,2957
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
0
5
10
15
20
Figura 1. Relação entre os valores de IBNm e a produtividade do cafeeiro obtidas com combinações de escores para
nutrientes irresponsivos (I), medianamente responsivos (M) e responsivos (R).
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.253-263, 2004
260
O.C. Bataglia et al.
Intervalo de
Coeficientes de Correlação
Figura 2. Superfícies de resposta de coeficientes de correlação entre IBNm e produtividade para diferentes combinações
de valores atribuídos aos nutrientes classificados como Irresponsivos, Medianamente Responsivos e Responsivos (I,M,R).
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.253-263, 2004
261
Diagnose nutricional do cafeeiro pelo DRIS
Tabela 5. Coeficientes de correlação entre IBNm e produtividade obtidos usando-se escore I=1 e variando-se M
e R de 1 a 10.
M
R
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
-0,784
-0,880
-0,899
-0,897
-0,890
-0,880
-0,871
-0,863
-0,857
-0,784
-0,728
-0,846
-0,896
-0,911
-0,912
-0,908
-0,902
-0,895
-0,887
-0,880
-0,680
-0,788
-0,867
-0,902
-0,915
-0,918
-0,916
-0,912
-0,907
-0,901
-0,643
-0,746
-0,826
-0,877
-0,904
-0,916
-0,920
-0,920
-0,918
-0,914
-0,614
-0,713
-0,784
-0,846
-0,883
-0,904
-0,916
-0,921
-0,922
-0,921
-0,591
-0,683
-0,753
-0,813
-0,858
-0,887
-0,904
-0,915
-0,921
-0,923
-0,574
-0,657
-0,727
-0,781
-0,832
-0,866
-0,889
-0,904
-0,914
-0,920
-0,560
-0,635
-0,704
-0,757
-0,805
-0,844
-0,872
-0,891
-0,904
-0,913
-0,551
-0,618
-0,684
-0,735
-0,779
-0,821
-0,853
-0,876
-0,892
-0,904
-0,544
-0,603
-0,665
-0,716
-0,759
-0,798
-0,833
-0,859
-0,879
-0,893
Tabela 6. Porcentagens de coincidências entre os diagnósticos pelo DRIS com escores diferenciados e pelo CFS
em Franca (SP).
Ano
Macronutrientes
Relação
N
P
K
Ca
Mg
S
%
1999
2000
2001
1-1-1
1-6-10
1-10-1
1-1-1
1-6-10
1-10-1
1-1-1
1-6-10
1-10-1
42
42
11
32
36
12
60
55
65
a
a
b
a
a
b
a
a
a
74
68
32
72
88
16
65
60
60
a
a
b
b
a
c
a
a
a
47
63
47
32
28
80
50
45
80
a
a
a
b
b
a
a
a
a
53
58
37
56
60
56
45
35
35
ab
a
b
a
a
a
a
a
a
47
42
42
36
44
48
20
35
35
a
a
a
a
a
a
a
a
a
53
26
26
28
20
48
10
15
1
a
b
b
b
b
a
a
a
a
Médias seguidas por letras diferentes indicam diferenças estatísticas pelo teste t a 5%.
Tabela 7. Porcentagens de coincidências entre os diagnósticos pelo DRIS com escores diferenciados e pelo CFS
em Matão (SP)
Ano
Relação
Macronutrientes
N
P
K
Ca
Mg
S
%
1999
2000
2001
1-1-1
1-6-10
1-10-1
1-1-1
1-6-10
1-10-1
1-1-1
1-6-10
1-10-1
45
52
28
34
48
59
14
28
24
a
a
a
a
a
a
a
a
a
83
86
17
66
72
48
14
7
38
a
a
b
a
a
a
ab
b
a
48
62
31
10
17
21
55
72
21
a
a
b
a
a
a
a
a
b
62
59
24
66
59
24
62
62
38
a
a
b
a
ab
b
a
a
a
52
52
48
45
66
34
38
38
17
a
a
a
a
a
a
a
a
b
38
59
21
10
14
01
21
28
14
ab
a
b
a
a
a
a
a
a
Médias seguidas por letras diferentes indicam diferenças estatísticas pelo teste t a 5%.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.253-263, 2004
262
O.C. Bataglia et al.
Os piores resultados foram observados para
combinações com valores elevados para os nutrientes
e irresponsivos ou medianamente responsivos e
valores baixos para os responsivos como, por
exemplo, as combinações 1-10-1, 3-10-1 e 5-10-1.
O procedimento tradicionalmente usado no
país como método de avaliação nutricional do cafeeiro
baseia-se no CFS. Esse método mostrou grande
evolução sendo indicado pelos principais manuais de
recomendação de adubação para a cultura
(MALAVOLTA , 1981; MALAVOLTA , 1993; RAIJ et al., 1997;
G UIMARÃES et al., 1999; T HOMAZIELLO et al., 2000). Por
essa razão, esse critério foi usado como referência
para comparar os procedimentos do DRIS ora em
estudo.
Os dados das tabelas 6 e 7 calculados a partir
das análises de folhas de cafezais de Franca e Matão
mostram resultados pouco concordantes entre os
diagnósticos pelo CFS e pelo DRIS. Ao contrário do
teste anterior, quando a relação 1-6-10 mostrou-se
bastante superior a 1-10-1 na relação IBNm x
produtividade; nesse caso, não houve superioridade
destacada em relação à proporção de coincidências
entre os dois critérios de diagnóstico. Pode-se notar
ligeira superioridade da relação 1-6-10 sobre a 1-101, que são casos extremos. Quando se compara com a
relação 1-1-1 que é a forma tradicional de cálculo do
DRIS, observa-se que a vantagem dos escores
diferenciados é menos marcante. Na prática há certa
equivalência entre o procedimento tradicional (relação
1-1-1) e o de escores diferenciados (relação 1-6-10).
Os diagnósticos são bastante discrepantes
para enxofre, qualquer que seja a modalidade de
cálculo, revelando que provavelmente há necessidade
de ajuste das faixas de concentração para diagnose
nutricional do cafeeiro pelo CFS.
Os dados do presente trabalho permitiram
uma avaliação mais criteriosa do uso de escores
diferenciados em função da resposta do cafeeiro aos
nutrientes. Mesmo sem ter mostrado uma eficiência
comparativa ao CFS, as relações entre o balanço de
nutrientes e a produtividade possibilitaram uma
seleção bastante adequada das melhores relações de
sensibilidade para nutrientes irresponsivos,
medianamente responsivos e responsivos. A seleção
dessas relações mostrou-se objetiva, sem o empirismo
observado em outros trabalhos, (BALDOCK e SCHULTE, 1996).
Outro aspecto relevante deste trabalho foi o
uso da técnica de probabilidade de resposta proposta
por W ADT (1996) como método de diagnóstico. O
método permite a avaliação do estado nutricional de
cada amostra, com base no IBNm da própria amostra.
Apesar disso, ainda há muito espaço para o
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.253-263, 2004
desenvolvimento de novos métodos de diagnóstico
com base nos índices do DRIS.
Uma das possibilidades é o desenvolvimento
de faixas de índices com diagnóstico para teores de
nutrientes considerados baixos, adequados e altos,
com base na distribuição normal de uma população
de índices. Assim, a comparação da amostra seria feita
com a população a que ela pertence e não apenas com
ela mesma, como ocorre com a avaliação realizada
pelo procedimento indicado por WADT (l996). Essa
pode ter sido uma das razões da falta de coincidência
entre os diagnósticos observados para alguns
nutrientes. A outra razão é a necessidade de melhor
ajuste nos valores das faixas de concentração de
nutrientes usadas pelo CFS. Aparentemente, há
necessidade de ajustes locais desses valores.
4. CONCLUSÕES
1. As relações entre IBNm e produtividade do
cafeeiro foram melhores quando se usaram escores
diferenciados para calculo do DRIS para o cafeeiro.
Os melhores coeficientes de determinação foram
obtidos quando os escores seguiram a ordem
para os nutrientes: irresponsivos<medianamente
responsivos<responsivos.
2. O uso de escores diferenciados não melhorou a praticidade do diagnóstico nutricional do DRIS
em relação ao DRIS tradicional, quando comparados
ao critério de faixas de suficiência.
REFERÊNCIAS
BALDOCK, J.O.; SCHULTE, E.E. The DRIS/Calcium problem.
In: FERTILIZE, AGLIME & PEST MANAGEMENT
CONFERENCE, 28th, 1989, Madison. Proceedings... Madison:
Department of Soil Science, University of Wisconsin, 1989.
p.36-43.
BALDOCK, J.O.; SCHULTE, E.E. Plant analysis with
standardized scores combines DRIS and sufficiency range
approaches for corn. Agronomy Journal, Madison, v.88, p.448456, 1996.
BATAGLIA, O. C.; FURLANI, A.M.C.; TEIXEIRA, J.P.F.;
FURLANI, P.R.; GALLO, J.R. Métodos de Análise Química de
Plantas. Campinas: Instituto Agronômico, 1983, 48p. (Boletim
Técnico, 78)
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Print ISSN 0006-8705
Bragantia vol.63 no.2 Campinas 2004
FERTILIDADE DO SOLO E NUTRIÇÃO DE PLANTAS
Fate of
crop
15N-urea
applied to wheat-soybean succession
Destino de 15N-uréia aplicada em sucessão trigo-soja
Antonio Enedi BoarettoI, *; Eduardo Scarpari SpolidorioII, *; José Guilherme de
FreitasIII, *; Paulo Cesar Ocheuze TrivelinI, *; Takashi MuraokaI, *; Heitor
CantarellaIII,*
ICentro
de Energia Nuclear na Agricultura - USP, Av. Centenário, 303, 13400-970 Piracicaba
(SP). E-mail: [email protected], [email protected], [email protected]
IISN Centro de Pesquisa e Promoção de Sulfato de Amônio, Av. Independência 546, cj. 31/32,
13416-220 Piracicaba (SP). E-mail: [email protected]. Bolsista da FAPESP
IIIInstituto Agronômico, Caixa Postal 28, 13001-970 Campinas (SP). E-mail:
[email protected], [email protected]
ABSTRACT
The wheat crop in São Paulo State, Brazil, is fertilized with N, P and K. The rate of applied N
(0 to 120 kg.ha-1) depends on the previous grown crop and the irrigation possibility. The
response of wheat to rates and time of N application and the fate of N applied to irrigated
wheat were studied during two years. Residual N recovery by soybean grown after the wheat
was also studied. The maximum grain productivity was obtained with 92 kg.ha-1 of N. The
efficiency of 15N-urea utilization ranged from 52% to 85%. The main loss of applied 15N, 5%
to 12% occurred as ammonia volatilized from urea applied on soil surface. The N loss by
leaching even at the N rate of 135 kg.ha-1, was less than 1% of applied 15N, due to the low
amount of rainfall during the wheat grown season and a controlled amount of irrigated water,
that were sufficient to moisten only the wheat root zone. The residual 15N after wheat harvest
represents around 40% of N applied as urea: 20% in soil, 3% in wheat root system and 16%
in the wheat straw. Soybean recovered less than 2% of the 15N applied to wheat at sowing or
at tillering stage.
Key words: Nitrogen fertilization, efficiency, ammonia, volatilization
RESUMO
No Estado de São Paulo, a cultura do trigo é adubada, além de P e K, com N, cuja dose (0 a
120 kg ha-1) depende do cultivo anterior e da possibilidade de irrigação. A resposta do trigo
às doses e épocas de aplicação e o destino do N aplicado foi estudada em dois cultivos de
trigo, seguidos pela soja. Também se avaliou a recuperação do N residual pela soja cultivada
nas mesmas parcelas após o trigo. A produtividade máxima estimada de grãos seria obtida
com a dose de 92 kg.ha-1 de N. A eficiência de absorção 15N-uréia variou de 52% a 85%. A
principal perda de N, que variou de 5% a 12%, ocorreu através de volatilização de amônia
proveniente da uréia aplicada na superfície do solo. Por lixiviação foi perdido menos que 1%
do N aplicado, pois a água da chuva ou da irrigação foi suficiente para molhar somente a
camada do solo onde se encontrava o sistema radicular do trigo. O N residual após o cultivo
do trigo correspondeu a 40% do total aplicado, posto que 20% permaneceu no solo, 3% na
matéria vegetal radicular do trigo e 16% na matéria vegetal da palha do trigo, depositada
sobre o solo. A soja recuperou menos que 2% do 15N aplicado no solo na semeadura ou no
perfilhamento do trigo.
Palavras-chave: adubação nitrogenada, eficiência, amônia, volatilização.
1. INTRODUCTION
Nitrogen and water are the most common limiting factors in agricultural systems throughout
the world. Wheat crops need sufficient N and available water for obtaining optimum and good
quality grain yield (IAEA, 2000).
Researches carried out in São Paulo State have shown good response of wheat to the N
fertilization, but it is related to the supply of water (MÉLLO JUNIOR, 1992) and the previous
grown crop (INSTITUTO AGRONÔMICO, 1996). The maximum rate of N fertilization for
irrigated wheat in São Paulo State is 92 kg.ha-1, one third at seeding and two thirds at
tillering stage (RAIJ et al., 1997).
The balance between the possible maximum productivity of the cultivar by supplying N and
minimizing pollution of environment from excessive N application is a goal to be reached. In
one side, demands for food are on increase due to the growth of population. In other side,
there are environmental and ethical pressures to minimize pollution caused by fertilizers with
N. The ideal achievement of N fertilization management is productivity and profit
maximization with minimum pollution. However, many factors, such as weather patterns,
make it difficult to achieve a suitable balance (IAEA, 2000).
It is known for a long time that, when N fertilizer is applied to soil, N suffers transformations
and the fate of this nutrient depends on many factors as soil, plant environment and fertilizer
(STEVENSON, 1982).
For reaching the target of efficient use of N fertilizer it is necessary a comprehensive
knowledge of all factors which the N fate depends on. The joint FAO/IAEA Division
implemented an international research project on the use of nuclear techniques for optimizing
fertilizer application under irrigated wheat, to increase the efficient use of N fertilizers and
consequently reduce environmental pollution. The co-ordinated research project aimed to
investigate various aspects of N use efficiency of wheat crop under irrigation through an
interregional research network of experimental sites in countries with large cultivated areas of
irrigated wheat (IAEA, 2000). The wheat grain yield response to the N fertilization and N
recovery by wheat plant varied from site to site, even between sites of the same country. The
N recovery by wheat plant of the first of third split of N application (applied at planting) was
usually less than the second two third split application applied at tillering (IAEA, 2000). The
data of most studies on fertilizer N efficiency using 15N labelled fertilizers have shown that at
harvest it generally range from 20% to 80%.
These variation are probably arisen from the interaction between factors such as form of
fertilizer, time of application, type of soil and climatic conditions (RECOUS et al al., 1988b).
The main losses of N from urea are the nitrate leaching in soil, denitrification and ammonia
volatilization. Nitrate leaching from fertilizer from the wheat rooting zone was observed in
three countries out of ten, in experiments carried out in sandy or clay soils (IAEA, 2000).
Nitrogen loss from the one soil was high as 57%, whereas average loss in the other soil was
17%. In others experiments, as RECOUS et al. (1988a), leaching loss of N from fertrilizer
appeared negligible, since only trace of inorganic N was measured in the subsoil, between 30
and 120 cm.
Part of N fertilizer applied remains in the soil after the grain harvest, immobilized by soil
microorganisms, in the root systems and in the wheat straw. There is a lack of data on the
recovery by the subsequent crop of this N.
There were some studies in Brazil using
15N
in wheat crop at late 1960's and early 70's.
These studies were carried out under a co-ordinated research project sponsored by
International Atomic Energy Agency (IAEA) with the objective of studying the efficiency of
different N sources (urea, ammonium sulphate and ammonium nitrate). Experiments were
carried out in field conditions and allowed to conclude that the efficiency of the N utilization
ranges from 5 to 27% with a quite similar response to all N sources, depending on the time of
application (MURAOKA, 1973). Another study showed that the N fertilizer applied at seeding
or at tillering stages yielded similar efficiency (BOARETTO, 1974). These results were
obtained in wheat crops without irrigation.
This work presents data of N dynamic in double crop wheat-soybean and soil fertilized with
different rates of urea under irrigation.
2. MATERIAL AND METHODS
The experimental site is located at the IAC research farm, Campinas, in São Paulo State
(latitude = 22º54'S and longitude = 47º05'W), 674 m above sea level. The soil of the
experimental site is a Dark Red Latosol (Eutrudox), with a V=54%, high P and K contents and
28 g.kg-1 of organic matter. The previous crop grown in the experimental area was soybean.
The experiments were conducted in 1995 and 1996, in two places of the same site.
Treatments are shown in table 1, and rainfall and temperature variations on the site, in both
years, are shown in table 2. Four replicates of each treatment were distributed in randomized
blocks design.
Urea, triple superphosphate and potassium chloride were applied at seeding of wheat
(cultivar IAC 24) in the planting furrow under the seeds and part of urea was broadcast
between the rows of plants at tillering stage. Labeled urea was applied at sowing and tillering
stage (5-6 Feaks scale) in different micro-plots inside the plot.
Many cultivars have been used in São Paulo State, but the IAC 24 was the predominant one
in 70% of cultivated area in 1995 and 1996.
The growth cycle of IAC 24 is around 130 days; it is aluminum tolerant and is recommended
for both irrigated and non-irrigated conditions (INSTITUTO AGRONÔMICO, 1996). The
potential yield for this cultivar under irrigation is around 5.000 kg.ha-1 of grain.
Sufficient water was supplied after sowing to almost saturate the soil from the surface up to
40 cm depth, following the recommendation for wheat crop. In both years irrigation took
place whenever the tensiometers placed at 20 cm depth reached the value of 0.6 atm. The
amount of supplied water was estimated by the amount of water evaporated from a class A
tank and crop coefficient (Kc).
Measurements of SPAD values were performed in 1995, using a chlorophyll meter were
performed before N was top-dressed at tillering and at anthesis stages. At tillering and
anthesis stages, the SPAD measurements were performed in the second leaves with visible
sheath and in the leaf flag. N content was analyzed in above ground part of wheat at tillering
and in the leaf flag at anthesis stages.
After harvesting, plants were separated in straw and grain, dried at 65 ºC and analyzed for
total N and 15N.
In the experiments of 1995 and 1996 the wheat straw was left over on the soil in the
respective plots after the wheat harvest, and soybean (Cristalina cultivar) was sown to
determine the amount of N absorbed by soybean from the fertilizer applied to wheat crop. At
the end of the soybean cycle, samples of plants were harvested, dried at 65ºC, and analyzed
for total N and 15N.
For estimating N leaching during the wheat cycle, soil water content was monitored by
mercury tensiometers installed at 20, 40, 90 and 110 cm soil depths. Soil water content,
hydraulic gradient and drainage values were calculated for 50 and 100 cm soil depths.
Soil solution was extracted from 50 and 100 cm of soil depths by porous ceramic cups, which
were evacuated for approximately 2 hours, twice a week. The collected soil solutions were
immediately placed in glass cups and deep-frozen. Details can be found in SPOLIDORIO
(1999). These samples were then analyzed for N as nitrate and ammonium (BREMNER, 1965
and BREMNER and KEENEY, 1966). Soil solution samples were prepared by micro-diffusion
(BROOKS et al., 1989) and sent to IAEA Laboratory, Seibersdorf, Austria, for 15N analysis.
As the urea was broadcasted at tillering stage, the volatilization of ammonia was estimated. A
semi-open static type collector was used to trap the ammonia volatilized from urea, which
was calibrated according to LARA CABEZAS (1987) and LARA CABEZAS and TRIVELIN (1990).
As the collector has a cap, whenever the irrigation took place, equivalent amount of water
applied by irrigation was put inside the collectors, but the same number of replicates without
irrigation inside the collectors were maintained with the aim of evaluating the effect of
irrigation on ammonia volatilization.
Wheat root system and soil were collected after wheat harvest in 1995 and before seeding of
soybean (SPOLIDORIO, 1999) for estimating the N derived from fertilizer remained in soil.
3. RESULTS AND DISCUSSION
3.1 Yield of grain and straw
The data on dry matter yields of straw and grain (12% of moisture) obtained in two years of
experimentation are shown in figure 1. The highest yield of grain in 1995 was obtained with
the application of 92 kg ha-1 estimated by regression equation, but there was no effect of N
application in 1996. In both years, 1995 and 1996, the yield of grain was higher than the São
Paulo State average yield, which is lesser than 2 t.ha-1.
Although the grain yield in 1995 was lower than the genotype potential under irrigation,
around 5 t. ha-1, which was almost reached in 1996. The difference on yield between the two
years was probably due to the high temperatures (above 28ºC) occurred in 1995 during the
ear formation stage and high insolation in this same year, reducing the IAC-24 wheat cycle.
Water content in soil surface was sufficient in both years (Figure 2).
3.2 Fate of
15N-urea
Wheat recovery of applied
15N
The recovery of applied N was high in both years (Tables 3 and 4). Wheat N recovery
depends on the time of application of urea, among others factors (STRONG, 1995). In the
present case, the urea applied broadcast at tillering stage promoted higher N use compared
to applied at seeding, probably due to better synchronization of applied N with the wheat
requirement for this nutrient. Similar results were obtained by many others authors (IAEA,
2000; RECOUS et al., 1998ab)
Loss of N by ammonia volatilization from applied urea
Urea was applied broadcast at tillering stage, between the plant rows, without incorporation
into the soil. The amount of volatilized N depends on the rate of urea application and
irrigation. The values ranged from 2.8 to 4.8 kg.ha-1 when irrigation followed the fertilization
(Figure 3), but these data increased threefold without irrigation. Considering the collector
efficiency, according to LARA CABEZAS and TRIVELIN (1990), about 13% (with irrigation) and
39% (without irrigation) of the total N-urea applied at tillering stage were volatilized as
ammonia (Figure 4).
RECOUS et al. (1988a) estimated a N loss of 3.1 kg.ha-1 when urea was applied diluted in
water on soil surface cultivated with a wheat crop using a hand-sprayer and trapped the
volatilized urea using a closed PVC cylinders.
However the authors commented that the closed-chamber technique used creates artificial
conditions which could either underestimate or overestimate the true losses of NH3 from
urea.
N leaching
Nitrates in soil can be leached below the root zone together with percolating water. The
quantity of water, which percolates through the soil surface and rate of applied N determine
the amount of fertilizer N that can be leached within any system.
The wheat was sown in June and harvested in October, months with low rainfall. The amount
of supplied water was controlled to moisten only the root zone. It is expected that such a
procedure would not cause nitrate leaching below the root zone. The result of cumulative loss
of nitrate at 50 cm soil depth confirms that less than 1 kg ha-1 of N was lost from root zone.
Only a small portion (90 g.ha-1) of it was derived from applied urea, which is around 1% of
total applied N (figure 5). The data obtained from the experiment carried out in 1996
corroborated the previous year data. As these data were obtained from the plot, which
received 135 kg.ha-1 of N, the N loss by leaching would be much lower in the normal crop
when less than 120 kg.ha-1 of N is applied.
RECOUS et al. (1988a) found a negligible amount of N leached from fertilizer in a deep loamy
soil.
Residual
soil
15N
from applied urea in wheat root system and in the different layers of
The amount of N, derived from urea, that remained in the wheat root system after the
harvest, for the treatment of 90 kg.ha-1 of N as urea, in the experiment carried out in 1995,
is shown in Table 5. It was less than 3% of the applied N. In the soil without roots it was
found around 20% of total applied N (Table 6). As it was expected (STRONGT, 1995), the
largest portion of residual N from applied urea was recovered in surface layer (0-15 cm) of
soil.
N recovery by soybean growing after wheat
The wheat straw, which remained on soil after the harvest of grain, contained 25 kg.ha1 of N,
part of it derived from N applied as urea (around 16 kg.ha-1, in the treatment which received
90 kg.ha-1 of N at 1995 experiment). The amount of N applied to wheat, which remained in
the plots, was around 36.5 kg.ha-1. This value, which corresponds to 40% of total applied N,
can be estimated adding the amount of N remained in soil (table 5) plus the amount of N in
the wheat root (table 6) and straw. Soybean recovered around 1.5 kg ha-1 of this N, only less
than 2% of applied N to wheat or less than 4% of N from the applied urea which remained in
the soil. Similar results were obtained in the 1996 experiment (table 7). According to Strong
(1995), recovery of residual N by the crops rarely exceeds 5% of the N originally applied to
the previous crop. There are no reports in the literature on the recovery of N from fertilizer
applied in wheat crop by soybean crop grown in succession.
3.3 Plant analysis for N recommendation to wheat
Nitrogen fertilization of wheat is performed in São Paulo State, part at sowing and part at
tillering stage, using information of the previous crop. The methods of testing soil available N
to detect previously possible response of wheat to N fertilization have proved not be useful
(RAIJ et al., 1997).
Plant analysis of above ground parts of wheat for determination of N concentration and SPAD
values should be performed in samples collected at early stages of development, at least at
tillering stage, to be useful for N fertilization. Data obtained from the experiments in 1995
(table 8) and 1996 showed no correlation between N fertilization and N concentration or
SPAD values at tillering stage.
Data from Vidal et al. (1999) corroborate with the present results showing that the
chlorophyll meter may not be effective in predicting N deficiency at tillering stage.
4. CONCLUSIONS
1. The wheat response to N fertilization can not be predicted by soil or tissue analysis. The
optimization of the N fertilizer applied in irrigated wheat can be reached by improving the N
recovery and minimizing its possible losses.
2. To optimize the N recovery a major portion of N fertilizer should be applied at the tillering
stage. In condition of São Paulo State the main loss of N occurs through ammonia
volatilization from urea applied broadcast. For minimizing this loss, irrigation should be done
immediately after the N fertilization. Loss of nitrate from N fertilizer by leaching beyond the
root zone is very small when irrigation is technically controlled, even when N rates applied
are beyond the wheat demands. Less than 5% of residual N in the soil was recovered by
soybean grown after wheat.
ACKNOWLEDGMENT
To IAEA - International Atomic Energy Agency, for the financial support (project: 8087/RB).
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Com bolsa de produtividade de pesquisa do CNPq
Fate of N-urea applied to wheat-soybean sucession
FATE OF
15
265
N-UREA APPLIED TO WHEAT-SOYBEAN SUCCESSION CROP (1)
ANTONIO ENEDI BOARETTO(2 ,5); EDUARDO SCARPARI SPOLIDORIO(3 ,5) ;
JOSÉ GUILHERME DE FREITAS(4 ,5) PAULO CESAR OCHEUZE TRIVELIN(2,5)
TAKASHI MURAOKA(2,5), HEITOR CANTARELLA(4,5)
ABSTRACT
The wheat crop in São Paulo State, Brazil, is fertilized with N, P and K. The rate of applied N (0
to 120 kg.ha -1) depends on the previous grown crop and the irrigation possibility. The response of wheat
to rates and time of N application and the fate of N applied to irrigated wheat were studied during two
years. Residual N recovery by soybean grown after the wheat was also studied. The maximum grain
productivity was obtained with 92 kg.ha -1 of N. The efficiency of 15N-urea utilization ranged from 52%
to 85%. The main loss of applied 15N, 5% to 12% occurred as ammonia volatilized from urea applied on
soil surface. The N loss by leaching even at the N rate of 135 kg.ha -1, was less than 1% of applied 15 N,
due to the low amount of rainfall during the wheat grown season and a controlled amount of irrigated
water, that were sufficient to moisten only the wheat root zone. The residual 15N after wheat harvest
represents around 40% of N applied as urea: 20% in soil, 3% in wheat root system and 16% in the wheat
straw. Soybean recovered less than 2% of the 15N applied to wheat at sowing or at tillering stage.
Key words: Nitrogen fertilization, efficiency, ammonia, volatilization
RESUMO
DESTINO DE 15N-URÉIA APLICADA EM SUCESSÃO TRIGO-SOJA
No Estado de São Paulo, a cultura do trigo é adubada, além de P e K, com N, cuja dose (0 a 120 kg
ha -1 ) depende do cultivo anterior e da possibilidade de irrigação. A resposta do trigo às doses e épocas
de aplicação e o destino do N aplicado foi estudada em dois cultivos de trigo, seguidos pela soja. Também se avaliou a recuperação do N residual pela soja cultivada nas mesmas parcelas após o trigo. A
produtividade máxima estimada de grãos seria obtida com a dose de 92 kg.ha-1 de N. A eficiência de
absorção 15N-uréia variou de 52% a 85%. A principal perda de N, que variou de 5% a 12%, ocorreu através de volatilização de amônia proveniente da uréia aplicada na superfície do solo. Por lixiviação foi
perdido menos que 1% do N aplicado, pois a água da chuva ou da irrigação foi suficiente para molhar
somente a camada do solo onde se encontrava o sistema radicular do trigo. O N residual após o cultivo
do trigo correspondeu a 40% do total aplicado, posto que 20% permaneceu no solo, 3% na matéria vegetal radicular do trigo e 16% na matéria vegetal da palha do trigo, depositada sobre o solo. A soja recuperou
menos que 2% do 15N aplicado no solo na semeadura ou no perfilhamento do trigo.
Palavras-chave: adubação nitrogenada, eficiência, amônia, volatilização.
( 1) Received for publication in March 17, 2003, and accepted in April 20, 2004.
( 2 ) Centro de Energia Nuclear na Agricultura - USP, Av. Centenário, 303, 13400-970 Piracicaba (SP).
E-mail: [email protected], [email protected], [email protected]
( 3) SN Centro de Pesquisa e Promoção de Sulfato de Amônio, Av. Independência 546, cj. 31/32, 13416-220 Piracicaba
(SP). E-mail: [email protected]. Bolsista da FAPESP.
( 4) Instituto Agronômico, Caixa Postal 28, 13001-970 Campinas (SP). E-mail: [email protected], [email protected]
( 5) Com bolsa de produtividade de pesquisa do CNPq.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.265-274, 2004
266
A.E. Boaretto et al.
1. INTRODUCTION
Nitrogen and water are the most common
limiting factors in agricultural systems throughout the
world. Wheat crops need sufficient N and available
water for obtaining optimum and good quality grain
yield (IAEA, 2000).
Researches carried out in São Paulo State have
shown good response of wheat to the N fertilization,
but it is related to the supply of water (M ÉLLO J UNIOR,
1992) and the previous grown crop (INSTITUTO A GRONÔMICO , 1996). The maximum rate of N fertilization for
irrigated wheat in São Paulo State is 92 kg.ha-1 , one
third at seeding and two thirds at tillering stage (RAIJ
et al., 1997).
The balance between the possible maximum
productivity of the cultivar by supplying N and
minimizing pollution of environment from excessive
N application is a goal to be reached. In one side,
demands for food are on increase due to the growth
of population. In other side, there are environmental
and ethical pressures to minimize pollution caused
by fertilizers with N. The ideal achievement of N
fertilization management is productivity and profit
maximization with minimum pollution. However,
many factors, such as weather patterns, make it
difficult to achieve a suitable balance (IAEA, 2000).
It is known for a long time that, when N
fertilizer is applied to soil, N suffers transformations
and the fate of this nutrient depends on many factors
as soil, plant environment and fertilizer (STEVENSON, 1982).
For reaching the target of efficient use of N
fertilizer it is necessary a comprehensive knowledge
of all factors which the N fate depends on. The joint
FAO/IAEA Division implemented an international
research project on the use of nuclear techniques for
optimizing fertilizer application under irrigated
wheat, to increase the efficient use of N fertilizers and
consequently reduce environmental pollution. The coordinated research project aimed to investigate
various aspects of N use efficiency of wheat crop
under irrigation through an interregional research
network of experimental sites in countries with large
cultivated areas of irrigated wheat (IAEA, 2000). The
wheat grain yield response to the N fertilization and
N recovery by wheat plant varied from site to site,
even between sites of the same country. The N
recovery by wheat plant of the first of third split of N
application (applied at planting) was usually less
than the second two third split application applied
at tillering (IAEA, 2000). The data of most studies on
fertilizer N efficiency using 15N labelled fertilizers
have shown that at harvest it generally range from
20% to 80%.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.265-274, 2004
These variation are probably arisen from the
interaction between factors such as form of fertilizer,
time of application, type of soil and climatic conditions
(RECOUS et al al., 1988b).
The main losses of N from urea are the nitrate
leaching in soil, denitrification and ammonia
volatilization. Nitrate leaching from fertilizer from the
wheat rooting zone was observed in three countries
out of ten, in experiments carried out in sandy or clay
soils (IAEA, 2000). Nitrogen loss from the one soil was
high as 57%, whereas average loss in the other soil
was 17%. In others experiments, as Recous et al.
(1988a), leaching loss of N from fertrilizer appeared
negligible, since only trace of inorganic N was
measured in the subsoil, between 30 and 120 cm.
Part of N fertilizer applied remains in the soil
after the grain harvest, immobilized by soil
microorganisms, in the root systems and in the wheat
straw. There is a lack of data on the recovery by the
subsequent crop of this N.
There were some studies in Brazil using 15N
in wheat crop at late 1960’s and early 70’s. These
studies were carried out under a co-ordinated research
project sponsored by International Atomic Energy
Agency (IAEA) with the objective of studying the
efficiency of different N sources (urea, ammonium
sulphate and ammonium nitrate). Experiments were
carried out in field conditions and allowed to conclude
that the efficiency of the N utilization ranges from 5
to 27% with a quite similar response to all N sources,
depending on the time of application (M URAOKA, 1973).
Another study showed that the N fertilizer applied at
seeding or at tillering stages yielded similar efficiency
(BOARETTO, 1974). These results were obtained in wheat
crops without irrigation.
This work presents data of N dynamic in
double crop wheat-soybean and soil fertilized with
different rates of urea under irrigation.
2. MATERIAL AND METHODS
The experimental site is located at the IAC
research farm, Campinas, in São Paulo State (latitude
= 22 o54’S and longitude = 47o05’W), 674 m above sea
level. The soil of the experimental site is a Dark Red
Latosol (Eutrudox), with a V=54%, high P and K
contents and 28 g.kg-1 of organic matter. The previous
crop grown in the experimental area was soybean. The
experiments were conducted in 1995 and 1996, in two
places of the same site. Treatments are shown in table
1, and rainfall and temperature variations on the site, in
both years, are shown in table 2. Four replicates of each
treatment were distributed in randomized blocks design.
267
Fate of N-urea applied to wheat-soybean sucession
Table 1. Nitrogen rates and time of application to wheat crop in 1995 and 1996
1995
1996
Sowing
Tillering
(1)
Sowing
Tillering
kg.ha-1 of N
kg.ha-1 of N
0
0
0
0
10 *
20 *
15
30
20 *
40 *
30 *
60 *
30 *
60 **
45 *
90 **
40 *
80 *
60
120
* 15 N as urea was applied at sowing and at tillering in the different micro-plots.
** 15N as urea was applied at sowing and at tillering in the same micro-plots
( 1 ) 5-6 Feeks scale.
Table 2. Rainfall and temperature during the wheat growing season
Rainfall
Month
1995
Lowest temperature
1996
1995
Highest temperature
1996
o
mm
1995
1996
C
June
33
40
12.6
11.1
24.8
25.3
July
20
5
14.1
11.1
25.8
24.7
August
1
27
15.1
14.0
29.1
28.6
September
69
159
15.4
15.6
27.8
26.6
October
174
163
16.6
17.5
27.1
28.6
Total
297
394
-
-
-
-
Urea, triple superphosphate and potassium
chloride were applied at seeding of wheat (cultivar
IAC 24) in the planting furrow under the seeds and
part of urea was broadcast between the rows of plants
at tillering stage. Labeled urea was applied at sowing
and tillering stage (5-6 Feaks scale) in different microplots inside the plot.
Many cultivars have been used in São Paulo
State, but the IAC 24 was the predominant one in 70%
of cultivated area in 1995 and 1996.
The growth cycle of IAC 24 is around 130
days; it is aluminum tolerant and is recommended for
both irrigated and non-irrigated conditions (I NSTITUTO
A GRONÔMICO , 1996). The potential yield for this cultivar under irrigation is around 5.000 kg.ha-1 of grain.
Sufficient water was supplied after sowing to
almost saturate the soil from the surface up to 40 cm
depth, following the recommendation for wheat crop.
In both years irrigation took place whenever the
tensiometers placed at 20 cm depth reached the value
of 0.6 atm. The amount of supplied water was
estimated by the amount of water evaporated from a
class A tank and crop coefficient (Kc).
Measurements of SPAD values were performed
in 1995, using a chlorophyll meter were performed
before N was top-dressed at tillering and at anthesis
stages. At tillering and anthesis stages, the SPAD
measurements were performed in the second leaves
with visible sheath and in the leaf flag. N content was
analyzed in above ground part of wheat at tillering
and in the leaf flag at anthesis stages.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.265-274, 2004
268
A.E. Boaretto et al.
After harvesting, plants were separated in
straw and grain, dried at 65 oC and analyzed for total N and 15N.
In the experiments of 1995 and 1996 the
wheat straw was left over on the soil in the respective
plots after the wheat harvest, and soybean (Cristalina cultivar) was sown to determine the amount of N
absorbed by soybean from the fertilizer applied to
wheat crop. At the end of the soybean cycle, samples
of plants were harvested, dried at 65 oC, and analyzed
for total N and 15N.
For estimating N leaching during the wheat
cycle, soil water content was monitored by mercury
tensiometers installed at 20, 40, 90 and 110 cm soil
depths. Soil water content, hydraulic gradient and
drainage values were calculated for 50 and 100 cm
soil depths.
Soil solution was extracted from 50 and 100
cm of soil depths by porous ceramic cups, which were
evacuated for approximately 2 hours, twice a week.
The collected soil solutions were immediately placed
in glass cups and deep-frozen. Details can be found
in S P O L I D O R I O (1999). These samples were then
analyzed for N as nitrate and ammonium (BREMNER,
1965 and B REMNER and K EENEY, 1966). Soil solution
samples were prepared by micro-diffusion (BROOKS et
al., 1989) and sent to IAEA Laboratory, Seibersdorf,
Austria, for 15 N analysis.
As the urea was broadcasted at tillering stage,
the volatilization of ammonia was estimated. A semiopen static type collector was used to trap the
ammonia volatilized from urea, which was calibrated
according to L ARA C ABEZAS (1987) and LARA C ABEZAS
and T R I V E L I N (1990). As the collector has a cap,
whenever the irrigation took place, equivalent amount
of water applied by irrigation was put inside the
collectors, but the same number of replicates without
irrigation inside the collectors were maintained with
the aim of evaluating the effect of irrigation on
ammonia volatilization.
Wheat root system and soil were collected after
wheat harvest in 1995 and before seeding of soybean
(SPOLIDORIO , 1999) for estimating the N derived from
fertilizer remained in soil.
3. RESULTS AND DISCUSSION
3.1 Yield of grain and straw
The data on dry matter yields of straw and
grain (12% of moisture) obtained in two years of
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.265-274, 2004
experimentation are shown in figure 1. The highest
yield of grain in 1995 was obtained with the
application of 92 kg ha -1 estimated by regression
equation, but there was no effect of N application in
1996. In both years, 1995 and 1996, the yield of grain
was higher than the São Paulo State average yield,
which is lesser than 2 t.ha -1 .
Although the grain yield in 1995 was lower
than the genotype potential under irrigation, around
5 t. ha -1, which was almost reached in 1996. The
difference on yield between the two years was
probably due to the high temperatures (above 28 oC)
occurred in 1995 during the ear formation stage and
high insolation in this same year, reducing the IAC24 wheat cycle. Water content in soil surface was
sufficient in both years (Figure 2).
3.2 Fate of 15N-urea
Wheat recovery of applied 15N
The recovery of applied N was high in both
years (Tables 3 and 4). Wheat N recovery depends on
the time of application of urea, among others factors
(STRONG, 1995). In the present case, the urea applied
broadcast at tillering stage promoted higher N use
compared to applied at seeding, probably due to better
synchronization of applied N with the wheat
requirement for this nutrient. Similar results were
obtained by many others authors (IAEA, 2000; RECOUS
et al., 1998ab)
Loss of N by ammonia volatilization from
applied urea
Urea was applied broadcast at tillering stage,
between the plant rows, without incorporation into
the soil. The amount of volatilized N depends on the
rate of urea application and irrigation. The values
ranged from 2.8 to 4.8 kg.ha -1 when irrigation
followed the fertilization (Figure 3), but these data
increased threefold without irrigation. Considering the
collector efficiency, according to LARA CABEZAS and
TRIVELIN (1990), about 13% (with irrigation) and 39%
(without irrigation) of the total N-urea applied at
tillering stage were volatilized as ammonia (Figure 4).
RECOUS et al. (1988a) estimated a N loss of 3.1
kg.ha-1 when urea was applied diluted in water on
soil surface cultivated with a wheat crop using a
hand-sprayer and trapped the volatilized urea using
a closed PVC cylinders.
However the authors commented that the
closed-chamber technique used creates artificial
conditions which could either underestimate or
overestimate the true losses of NH 3 from urea.
269
Fate of N-urea applied to wheat-soybean sucession
STRAW
GRAIN
1995
6000
2
kg ha
-1
y = -0.069x + 17.34x + 4040.4
R2 = 0.97
5000
4000
2
y = -0.092x + 17.01x + 3198.3
R2 = 0.90
3000
0
30
60
90
120
135
180
-1
N (kg ha )
1996
kg ha
-1
6000
5000
4000
3000
0
45
90
N (kg ha-1)
Figure 1. Effect of N rates on wheat straw and grain yield in 1995 and 1996.
0.35
1995
3
-3
WATER CONTENT (cm cm )
1996
0.30
0.25
0.20
6/18
7/2
7/16
7/30
8/13
8/27
9/10
9/24
10/8
10/22
11/5
Figure 2. Soil water content at Z r = 50 cm.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.265-274, 2004
270
A.E. Boaretto et al.
Table 3. Wheat recovery of N from urea applied at sowing and tillering - 1995
Wheat 15N recovery from applied urea
Time of application
Sowing
Tillering
Straw
N rate (kg. ha-1)
Grain
kg.ha-1
%
kg.ha-1
Total
%
10*
20*
4.4
15
18.0
60
75
20*
40*
9.4
16
33.7
56
72
30*
60*
15.7
17
53.1
59
76
40*
80*
19.3
16
63.6
53
69
* 15 N-urea.
Table 4. Wheat recovery of N from urea applied at sowing and tillering - 1996
Wheat 15N recovery from applied urea
Time of application
Sowing
Tillering
Straw
N rate (kg.ha-1)
Grain
kg.ha-1
%
kg.ha-1
Total
%
30*
60
4.4
15
11,1
37
52
45*
90
9.0
20
15.7
35
55
30
60*
12.5
21
38.7
64
85
45*
90*
31.5
23
74.9
56
79
15
N-urea.
18
60 kg/ha, with irrigation
60 kg/ha, without irrigation
90 kg/ha, with irrigation
90 kg/ha, without irrigation
16
NVf (kg ha-1)
14
12
10
8
6
4
2
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
DAYS AFTER N FERTILIZATION
Figure 3. Cumulative N loss by ammonia volatilization from applied urea (NVf) in 1996.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.265-274, 2004
Fate of N-urea applied to wheat-soybean sucession
271
35
60 kg/ha, with irrigation
60 kg/ha, without irrigation
90 kg/ha, with irrigation
90 kg/ha, without irrigation
NVf (kg ha-1)
30
25
20
15
10
5
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
DAYS AFTER N FERTILIZATION
Figure 4. Cumulative N loss by ammonia volatilization from applied urea (NVf), considering the collector efficiency,
in 1996.
N leaching
Nitrates in soil can be leached below the root
zone together with percolating water. The quantity of
water, which percolates through the soil surface and
rate of applied N determine the amount of fertilizer
N that can be leached within any system.
The wheat was sown in June and harvested
in October, months with low rainfall. The amount of
supplied water was controlled to moisten only the
root zone. It is expected that such a procedure would
not cause nitrate leaching below the root zone. The
result of cumulative loss of nitrate at 50 cm soil depth
confirms that less than 1 kg ha -1 of N was lost from
root zone. Only a small portion (90 g.ha -1) of it was
derived from applied urea, which is around 1% of total applied N (figure 5). The data obtained from the
experiment carried out in 1996 corroborated the
previous year data. As these data were obtained from
the plot, which received 135 kg.ha-1 of N, the N loss
by leaching would be much lower in the normal crop
when less than 120 kg.ha-1 of N is applied.
RECOUS et al. (1988a) found a negligible amount
of N leached from fertilizer in a deep loamy soil.
Residual 15N from applied urea in wheat root
system and in the different layers of soil
The amount of N, derived from urea, that
remained in the wheat root system after the harvest,
for the treatment of 90 kg.ha-1 of N as urea, in the
experiment carried out in 1995, is shown in Table 5.
It was less than 3% of the applied N. In the soil
without roots it was found around 20% of total
applied N (Table 6). As it was expected (STRONG t,
1995), the largest portion of residual N from applied
urea was recovered in surface layer (0-15 cm) of soil.
N recovery by soybean growing after wheat
The wheat straw, which remained on soil after
the harvest of grain, contained 25 kg.ha -1 of N, part
of it derived from N applied as urea (around 16 kg.ha1
, in the treatment which received 90 kg.ha-1 of N at
1995 experiment). The amount of N applied to wheat,
which remained in the plots, was around 36.5 kg.ha-1.
This value, which corresponds to 40% of total applied
N, can be estimated adding the amount of N remained
in soil (table 5) plus the amount of N in the wheat
root (table 6) and straw. Soybean recovered around
1.5 kg ha -1 of this N, only less than 2% of applied N
to wheat or less than 4% of N from the applied urea
which remained in the soil. Similar results were
obtained in the 1996 experiment (table 7). According
to S TRONG (1995), recovery of residual N by the crops
rarely exceeds 5% of the N originally applied to the
previous crop. There are no reports in the literature
on the recovery of N from fertilizer applied in wheat
crop by soybean crop grown in succession.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.265-274, 2004
272
A.E. Boaretto et al.
Table 5. Residual N remained in wheat root system after the harvest. (Means of treatment of 90-kg.ha-1 of 15N
in 1995)
Depth
Root dry matter
15
N
-1
-1
N
Recovery
-1
cm
kg.ha
0-5
2,860
35
5-10
1,113
13
270
0.3
kg.ha
g.ha
%
2,170
2.4
20-40
135
1
50
<0.1
40-60
153
1
40
<0.1
>60
102
<1
20
<0.1
Table 6. Residual N remained in soil after the wheat harvest. (Means of treatment of 90-kg.ha-1 of 15N in 1995)
15
Depth
cm
N
g ha
Recovery
-1
%
0-5
6,800
7.6
5-15
4,200
4.7
15-30
1,300
1.4
30-60
2,800
3.1
>60
2,900
3.2
18,000
20.0
Total
Table 7. Soybean N recovery from residual 15N-urea applied to wheat
Time of application in wheat crop
Sowing
Tillering
kg.ha
-1
N Recovery
15
N-urea
g.ha
Shoot
-1
Root
%
30
60*
1,690
3
-
45*
90*
6,430
5
<1
* 15 N.
3.3 Plant analysis for N recommendation to wheat
Nitrogen fertilization of wheat is performed in
São Paulo State, part at sowing and part at tillering
stage, using information of the previous crop. The
methods of testing soil available N to detect
previously possible response of wheat to N
fertilization have proved not be useful (RAIJ et al., 1997).
Plant analysis of above ground parts of wheat
for determination of N concentration and SPAD values
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.265-274, 2004
should be performed in samples collected at early
stages of development, at least at tillering stage, to be
useful for N fertilization. Data obtained from the
experiments in 1995 (table 8) and 1996 showed no
correlation between N fertilization and N
concentration or SPAD values at tillering stage.
Data from VIDAL et al. (1999) corroborate with
the present results showing that the chlorophyll meter may not be effective in predicting N deficiency at
tillering stage.
273
Fate of N-urea applied to wheat-soybean sucession
Table 8. N (means of 4 replicates) and SPAD values (means of 100 replicates) at tillering and anthesis
stages - 1995
Sowing
Tillering
-1
N rate (kg.ha )
Tillering
N, g.kg
-1
Anthesis
SPAD
N. g kg
-1
SPAD
0
0
33.1
35.73
19.0
43.73
10
20
34.4
36.10
29.1
45.55
20
40
35.4
35.58
25.6
45.65
30
60
34.3
35.58
27.3
46.18
40
80
36.5
35.70
36.4
46.50
4. CONCLUSIONS
1. The wheat response to N fertilization can
not be predicted by soil or tissue analysis. The
optimization of the N fertilizer applied in irrigated
wheat can be reached by improving the N recovery
and minimizing its possible losses.
2. To optimize the N recovery a major portion
of N fertilizer should be applied at the tillering stage.
In condition of São Paulo State the main loss of N
occurs through ammonia volatilization from urea
applied broadcast. For minimizing this loss,
irrigation should be done immediately after the N
fertilization. Loss of nitrate from N fertilizer by
leaching beyond the root zone is very small when
irrigation is technically controlled, even when N rates
applied are beyond the wheat demands. Less than
5% of residual N in the soil was recovered by soybean
grown after wheat.
ACKNOWLEDGMENT
To IAEA - International Atomic Energy
Agency, for the financial support (project: 8087/RB).
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Bragantia
Print ISSN 0006-8705
Bragantia vol.63 no.2 Campinas 2004
FITOTECNIA
Comportamento do cafeeiro Apoatã em consórcio
com culturas anuais
Behavior of coffee intercropped with annual crops
Edison Martins PauloI, III; Ronaldo Severiano BertonII; José Carlos CavichioliI;
Francisco Seiiti KasaiI
IPólo
Regional de Desenvolvimento Tecnológico dos Agronegócios da Alta
Paulista/DDD/APTA, Caixa Postal 191, 17800-000 Adamantina (SP)
IICentro de Pesquisa e Desenvolvimento de Solos e de Recursos Ambientais/IAC/APTA,
Caixa Postal 28, 13001-970 Campinas (SP)
IIIPós-graduando em Agronomia, Área de Sistema de Produção, UNESP, Ilha Solteira. Email: [email protected]
RESUMO
Estudou-se no Pólo Regional de Desenvolvimento Tecnológico dos Agronegócios da Alta
Paulista, em Adamantina, SP, no período de 1989 a 1993 o comportamento do cafeeiro
cv. Apoatã IAC 2258 (Coffea canephora Pierre ex Froehner), consorciado com espécies
anuais cultivadas no verão. Adotou-se o delineamento estatístico de blocos ao acaso
com cinco repetições. Os tratamentos consistiram de culturas de algodão (Gossypium
hirsutum L.) var. IAC 20; amendoim (Arachis hypogaea L.) var. Tatu; arroz (Oryza
sativa L.) var. IAC 165; mamona (Ricinus communis L.) var. Guarani e milho (Zea
mays L.) var. IAC 100-B, semeadas a 50 cm da projeção da copa das plantas de café,
e uma testemunha sem cultura intercalar. Avaliaram-se no período experimental a
produtividade, a altura e o diâmetro do caule dos cafeeiros e a fitomassa e a produção
das culturas intercalares. Os resultados mostraram que o consórcio do cafeeiro com as
plantas de mamona, milho, algodão e amendoim diminuíram significativamente a
produção de café em coco, mas não a altura e o diâmetro do caule do cafeeiro. A
produção de café foi inversamente correlacionada com a produção de fitomassa das
culturas intercalares.
Palavras-chave: Coffea canephora, cultura intercalar, produção, crescimento.
ABSTRACT
This study was conducted in Adamantina, region of Alta Paulista, São Paulo State,
Brazil, from 1989 to 1993. Yield of Apoatã coffee (Coffea canephora Pierre ex
Froehner) was evaluated during four years of intercropping with five plant species: IAC
20 - cotton (Gossypium hirsutum L.); cv. Tatu - peanut (Arachis hypogaea L.); IAC
165 - rice (Oryza sativa L.); cv. Guarani - castor bean (Ricinus communis L.) and IAC
100-B - corn (Zea mays L.). The crops were seeded 50 cm apart from coffee canopy.
The treatments were arranged in randomized complete block design with five
replications. Yield was significantly decreased when coffee was intercropped with castor
bean, corn, cotton and peanut, but height and diameter of orthotropic branches were
not affected. Linear correlation analysis showed that coffee yield was inversely
correlated with the dry biomass of the intercrops.
Key words: Coffea canephora, yield, growth.
1. INTRODUÇÃO
Pequenas e médias propriedades freqüentemente cultivam plantas anuais entre as
linhas da cultura de café com baixa densidade de plantio, obtendo maior uso do solo
durante a fase de formação da lavoura. Os aspectos positivos resultantes da adoção
dessa prática consistem na redução dos custos, na fixação da mão-de-obra na
propriedade rural, na conservação (MELLES e SILVA, 1978, INSTITUTO BRASILEIRO
DO CAFÉ, 1985, CHAVES e GUERREIRO, 1989) e no uso mais intensivo do solo, na
diversificação de culturas, na proteção contra ventos (MELLES e SILVA, 1978),
contribuindo para a produção de alimentos (CHAVES e GUERREIRO, 1989). Contudo,
as dificuldades de mecanização e de execução dos tratos fitossanitários, a concorrência
das culturas intercalares por água, nutrientes e luz, com a conseqüente redução no
crescimento e produção dos cafeeiros (MELLES e SILVA, 1978), tornam controvertida a
recomendação de culturas intercalares em cafezais.
Culturas intercalares podem ser empregadas na fase de formação do cafeeiro até o
terceiro ano da lavoura (CHAVES, 1977, MELLES et al., 1979; 1985, INSTITUTO
BRASILEIRO DO CAFÉ, 1985), devendo-se evitar o consórcio após o início da produção
de café (INSTITUTO BRASILEIRO DO CAFÉ, 1979). As plantas de porte alto,
principalmente as de ciclo longo como mamona e mandioca e, em menor escala,
algodão e milho, reconhecidamente, diminuem a produção do cafeeiro (MORAES et al.,
1967; CHAVES, 1984, INSTITUTO BRASILEIRO DO CAFÉ, 1985, CHAVES e
GUERREIRO, 1989). Entretanto, dependendo da espécie, do ciclo (CHAVES e
GUERREIRO, 1989), das adubações e do manejo das culturas envolvidas (MELLES et
al., 1985) o sistema pode ser implantado mesmo em lavouras de café adultas.
O cafeeiro Apoatã IAC 2258 (Coffea canephora Pierre ex Froehner) é produtivo e
apresenta tolerância aos nematóides, à ferrugem e ao bicho mineiro, podendo ser
utilizado como porta-enxerto na produção do café arábica (Coffea arabica L.) (VEGRO
et al., 1996). A importância socioeconômica dessa cultivar é evidente posto que,
devido a sua característica de tolerância aos nematóides, viabilizou o retorno da
cafeicultura às regiões da Alta Paulista, Noroeste e Alta Araraquarense. Além disso,
pode ser cultivado como pé franco em regiões marginais para o café arábica, como na
Região Oeste do Estado de São Paulo e no Vale do Ribeira, produzindo matéria-prima
para a indústria de café solúvel (FAZUOLI et al., 1999). Contudo, o plantio de Coffea
canephora consorciado com culturas anuais não foi estudado nas condições paulistas.
O presente trabalho objetivou investigar o comportamento da cultivar Apoatã IAC
2258, submetida ao plantio consorciado com espécies de verão, em Adamantina (SP).
2. MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi instalado no Pólo Regional de Desenvolvimento de Tecnologia dos
Agronegócios da Alta Paulista, no período de 1989 a 1993, em Adamantina (SP), com o
cafeeiro Apoatã IAC 2258, em Latossolo Vermelho, eutrófico típico, textura média, A
moderado (PRADO et al., 2003), cujas características químicas estão apresentadas na
Tabela 1. Adotou-se o delineamento de blocos ao acaso com seis tratamento e cinco
repetições. Os tratamentos constituíram de culturas de algodão (Gossypium hirsutum
L.) var. IAC 20; amendoim (Arachis hypogaea L.) var. Tatu; arroz (Oryza sativa L.)
var. IAC 165; mamona (Ricinus communis L.) var. Guarani e milho (Zea mays L.) var.
IAC 100-B, semeadas entre as linhas dos cafeeiros e uma testemunha sem cultura
intercalar. A parcela experimental contou com 16 covas com dois cafeeiros cada uma,
dispostas em quatro linhas, no espaçamento de 4,0 x 2,0 m, adubadas no plantio com
45 g de P2O5 e 18 g de K2O, respectivamente, na forma de superfosfato simples e de
KCl.
As culturas intercalares foram estabelecidas anualmente no período de 1989/90 até
1992/93, a 50 cm da projeção da copa dos cafeeiros, utilizando-se os espaçamentos
de 1,0 m entre as linhas das plantas de algodão, milho e mamona e de 0,5 m para as
de amendoim e arroz. As épocas de semeadura, densidade de plantio e os tratos
culturais seguiram a recomendação técnica para cada cultura (PEDRO JÚNIOR et al.,
1987), exceto para algodão e amendoim, que foram semeados em 30/11/1992. As
doses de adubação das culturas em cada ano da experimentação encontram-se na
Tabela 2.
No período experimental, avaliou-se a produção de café em coco nas quatro covas
centrais de cada parcela; em julho de 1993, determinaram-se a altura e o diâmetro do
caule dos cafeeiros a 30 cm do solo. A fitomassa das culturas intercalares foi obtida no
momento da colheita, coletando-se as plantas em quatro pontos amostrais de 0,5 m
cada um, marcados ao acaso nas linhas de semeadura e na área útil das parcelas,
determinando-se a massa das plantas amostradas depois de secas ao ar por um
período de 20 dias.
Anualmente, coletaram-se amostras de solo nas entrelinhas do cafeeiro, à
profundidade de 0-20 cm, para fins de análise de fertilidade, segundo o método
descrito por RAIJ e QUAGGIO (1983).
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
No primeiro triênio, excetuando-se o arroz, as demais culturas intercalares diminuiram
a produtividade do cafeeiro Apoatã IAC 2258, em relação ao tratamento testemunha,
observando-se a seguinte ordem decrescente na produção dos cafeeiros: mamona <
algodão = milho < amendoim = arroz (Tabela 3). Estudos têm mostrado que a
produção e o crescimento do cafeeiro são diminuídos pelas culturas de algodão e milho
(MENDES, 1950; CHAVES, 1978; 1984; CHAVES e GUERREIRO, 1989) mas não por
culturas de porte baixo, como a de arroz e feijoeiro (CHEBABI et al., 1984, MELLES et
al., 1985 e CHAVES e GUERREIRO, 1989). Os resultados têm possível explicação na
maior capacidade de competição das plantas intercalares de porte alto com os
cafeeiros, pelos recursos do meio, comparativamente com as de porte baixo.
Constata-se que culturas de porte alto, principalmente as de ciclo longo como
mamona, e em menor escala, algodão e milho, influenciam negativamente na
produção do cafeeiro devido à maior concorrência por água, nutrientes e luz
(INSTITUTO BRASILEIRO DO CAFÉ, 1985).
No período experimental, a maior quantidade de fitomassa foi produzida pela cultura
de mamona, seguida de milho, algodão, arroz, e amendoim (Tabela 4), havendo
correlação negativa entre a fitomassa e a produtividade do cafeeiro (r = -0,74). A
tendência em diminuir a produção apresentada pelo cafeeiro ao ser submetido a
quantidades crescentes de fitomassa (Figura 1) nas entrelinhas da lavoura deve-se,
provavelmente, às quantidades de água e nutrientes do solo extraídas
proporcionalmente à matéria seca acumulada pelas plantas intercalares.
As plantas de porte alto, além de acumularem maior quantidade de fitomassa, também
projetam sobre os cafeeiros maior área de sombra que as de porte baixo, o que explica
os resultados, pois, de acordo com RENA e MAESTRI (1987), o sombreamento
provavelmente diminui a razão C/N, inibindo a formação das gemas florais no cafeeiro.
Os resultados obtidos do consórcio do cafeeiro com a cultura do arroz não confirmam
aqueles em que o arroz provocou diminuição (MENDES, 1950) ou aumento de 30% na
produção de café (CHAVES, 1978).
A produtividade de arroz, amendoim e algodoeiro, em 1990 e 1993, foi inferior à
média do Estado de São Paulo (INSTITUTO DE ECONOMIA AGRÍCOLA, 1994) (Tabela
5). A menor produtividade dessas culturas intercalares em relação à média estadual
pode ser atribuída à competição dos cafeeiros. No primeiro ano, as culturas
intercalares apresentam produção satisfatória (CHAVES e GUERREIRO, 1989) e,
embora o milho produza regularmente, a produtividade do algodoeiro e do arroz é
prejudicada pelo cafeeiro (MENDES, 1950). Excetuando-se a mamoneira, no primeiro
ano do estudo, a produtividade das culturas intercalares foi a menor do período
experimental, provavelmente devido às condições climáticas inadequadas e
dificuldades de aplicação dos tratos culturais.
As culturas intercalares não diminuíram a altura, bem como o diâmetro do caule do
cafeeiro comparativamente à testemunha (Tabela 6).
Verifica-se que a cultura do arroz não altera essas variáveis no cafeeiro, enquanto o
milho diminui o diâmetro e o algodoeiro, a altura e o diâmetro do caule (Chaves,
1977).
O resultado da análise das amostras de solo coletadas em 1993 (Tabela 7) mostrou
que nenhuma das culturas intercalares alterou os teores de potássio e de matéria
orgânica, o pH ou a CTC do solo.
Cabe salientar que a CTC do solo poderia variar caso fossem alterados os valores de
pH e de matéria orgânica pelos tratamentos.
Comparativamente ao solo não cultivado, a cultura do milho reduziu o teor de cálcio,
enquanto as culturas de algodão, arroz e milho diminuíram as quantidades de
magnésio e a saturação por bases do solo, além de elevar os índices de H + Al.
Os resultados mostram a elevada capacidade das culturas intercalares para removerem
nutrientes do solo, competindo assim por esses recursos do meio com o cafeeiro. Vale
ressaltar que a calagem deve ser prática usual para as culturas intercalares, pois
nenhum tratamento atingiu a saturação por bases recomendada para o bom
desenvolvimento das plantas, ou seja, 50% para a cultura do arroz, 60% para a do
amendoim e a da soja e 70% para a do algodão e a do milho (RAIJ et al., 1996).
A variação observada para o fósforo nas culturas de algodão, amendoim e arroz,
provavelmente, foi devido às quantidades do fertilizante mineral adicionadas para a
suplementação desse nutriente no solo maior que às exportadas pelas culturas,
explicando o aumento do teor do elemento no solo.
4. CONCLUSÕES
1. O cultivo intercalar do arroz não reduz a produtividade do cafeeiro Apoatã IAC 2258
na fase de formação.
2. As culturas intercalares de algodão, amendoim, arroz, mamona e milho diminuem a
produtividade, mas não a altura e o diâmetro do caule do cafeeiro Apoatã IAC 2258.
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Recebido para publicação em 31 de março de 2003 e aceito em 20 de fevereiro de
2004
Cafeeiro Apoatã em consórcio com culturas anuais
275
FITOTECNIA
COMPORTAMENTO DO CAFEEIRO APOATÃ EM CONSÓRCIO
COM CULTURAS ANUAIS
EDISON MARTINS PAULO(2,4); RONALDO SEVERIANO BERTON(3);
JOSÉ CARLOS CAVICHIOLI(2); FRANCISCO SEIITI KASAI(2)
RESUMO
Estudou-se no Pólo Regional de Desenvolvimento Tecnológico dos Agronegócios da Alta Paulista,
em Adamantina, SP, no período de 1989 a 1993 o comportamento do cafeeiro cv. Apoatã IAC 2258 (Coffea
canephora Pierre ex Froehner), consorciado com espécies anuais cultivadas no verão. Adotou-se o
delineamento estatístico de blocos ao acaso com cinco repetições. Os tratamentos consistiram de culturas de algodão (Gossypium hirsutum L.) var. IAC 20; amendoim (Arachis hypogaea L.) var. Tatu; arroz
(Oryza sativa L.) var. IAC 165; mamona (Ricinus communis L.) var. Guarani e milho (Zea mays L.) var. IAC
100-B, semeadas a 50 cm da projeção da copa das plantas de café, e uma testemunha sem cultura intercalar. Avaliaram-se no período experimental a produtividade, a altura e o diâmetro do caule dos cafeeiros
e a fitomassa e a produção das culturas intercalares. Os resultados mostraram que o consórcio do cafeeiro com as plantas de mamona, milho, algodão e amendoim diminuíram significativamente a produção
de café em coco, mas não a altura e o diâmetro do caule do cafeeiro. A produção de café foi inversamente correlacionada com a produção de fitomassa das culturas intercalares.
Palavras-chave: Coffea canephora, cultura intercalar, produção, crescimento.
ABSTRACT
BEHAVIOR OF COFFEE INTERCROPPED WITH ANNUAL CROPS
This study was conducted in Adamantina, region of Alta Paulista, São Paulo State, Brazil, from
1989 to 1993. Yield of Apoatã coffee (Coffea canephora Pierre ex Froehner) was evaluated during four
years of intercropping with five plant species: IAC 20 - cotton (Gossypium hirsutum L.); cv. Tatu - peanut
(Arachis hypogaea L.); IAC 165 - rice (Oryza sativa L.); cv. Guarani - castor bean (Ricinus communis L.) and
IAC 100-B - corn (Zea mays L.). The crops were seeded 50 cm apart from coffee canopy. The treatments
were arranged in randomized complete block design with five replications. Yield was significantly
decreased when coffee was intercropped with castor bean, corn, cotton and peanut, but height and
diameter of orthotropic branches were not affected. Linear correlation analysis showed that coffee yield
was inversely correlated with the dry biomass of the intercrops.
Key words: Coffea canephora, yield, growth.
( 1) Recebido para publicação em 31 de março de 2003 e aceito em 20 de fevereiro de 2004.
(2) Pólo Regional de Desenvolvimento Tecnológico dos Agronegócios da Alta Paulista/DDD/APTA, Caixa Postal 191, 17800-000
Adamantina (SP).
( 3) Centro de Pesquisa e Desenvolvimento de Solos e de Recursos Ambientais/IAC/APTA, Caixa Postal 28, 13001-970
Campinas (SP).
( 4) Pós-graduando em Agronomia, Área de Sistema de Produção, UNESP, Ilha Solteira. E-mail: [email protected]
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.275-281, 2004
276
E.M. Paulo et al.
1. INTRODUÇÃO
Pequenas
e
médias
propriedades
freqüentemente cultivam plantas anuais entre as linhas da cultura de café com baixa densidade de
plantio, obtendo maior uso do solo durante a fase de
formação da lavoura. Os aspectos positivos resultantes da adoção dessa prática consistem na redução dos
custos, na fixação da mão-de-obra na propriedade rural, na conservação (M ELLES e S ILVA , 1978, INSTITUTO
B RASILEIRO do CAFÉ , 1985, C HAVES e GUERREIRO , 1989) e
no uso mais intensivo do solo, na diversificação de
culturas, na proteção contra ventos (MELLES e S ILVA ,
1978), contribuindo para a produção de alimentos
(C HAVES e GUERREIRO, 1989). Contudo, as dificuldades
de mecanização e de execução dos tratos
fitossanitários, a concorrência das culturas intercalares por água, nutrientes e luz, com a conseqüente
redução no crescimento e produção dos cafeeiros
(M ELLES e S ILVA , 1978), tornam controvertida a recomendação de culturas intercalares em cafezais.
Culturas intercalares podem ser empregadas
na fase de formação do cafeeiro até o terceiro ano da
lavoura (C HAVES , 1977, M ELLES et al., 1979; 1985, INS TITUTO B RASILEIRO do C AFÉ , 1985), devendo-se evitar o
consórcio após o início da produção de café (INSTITUTO B RASILEIRO do C AFÉ , 1979). As plantas de porte alto,
principalmente as de ciclo longo como mamona e mandioca e, em menor escala, algodão e milho,
reconhecidamente, diminuem a produção do cafeeiro
(M ORAES et al., 1967; CHAVES , 1984, INSTITUTO B RASILEIR O do C A F É , 1985, C H A V E S e G U E R R E I R O , 1989).
Entretanto, dependendo da espécie, do ciclo (C HAVES
e G UERREIRO , 1989), das adubações e do manejo das
culturas envolvidas (M ELLES et al., 1985) o sistema
pode ser implantado mesmo em lavouras de café
adultas.
O cafeeiro Apoatã IAC 2258 (Coffea canephora
Pierre ex Froehner) é produtivo e apresenta tolerância aos nematóides, à ferrugem e ao bicho mineiro,
podendo ser utilizado como porta-enxerto na produção do café arábica (Coffea arabica L.) (V EGRO et al.,
1996). A importância socioeconômica dessa cultivar
é evidente posto que, devido a sua característica de
tolerância aos nematóides, viabilizou o retorno da cafeicultura às regiões da Alta Paulista, Noroeste e Alta
Araraquarense. Além disso, pode ser cultivado como
pé franco em regiões marginais para o café arábica,
como na Região Oeste do Estado de São Paulo e no
Vale do Ribeira, produzindo matéria-prima para a
indústria de café solúvel (F AZUOLI et al., 1999). Contudo, o plantio de Coffea canephora consorciado com
culturas anuais não foi estudado nas condições
paulistas.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.275-281, 2004
O presente trabalho objetivou investigar o comportamento da cultivar Apoatã IAC 2258, submetida
ao plantio consorciado com espécies de verão, em
Adamantina (SP).
2. MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi instalado no Pólo Regional
de Desenvolvimento de Tecnologia dos Agronegócios
da Alta Paulista, no período de 1989 a 1993, em
Adamantina (SP), com o cafeeiro Apoatã IAC 2258,
em Latossolo Vermelho, eutrófico típico, textura média, A moderado (P R A D O et al., 2003), cujas
características químicas estão apresentadas na Tabela 1. Adotou-se o delineamento de blocos ao acaso com
seis tratamento e cinco repetições. Os tratamentos constituíram de culturas de algodão (Gossypium hirsutum
L.) var. IAC 20; amendoim (Arachis hypogaea L.) var.
Tatu; arroz (Oryza sativa L.) var. IAC 165; mamona
(Ricinus communis L.) var. Guarani e milho (Zea mays
L.) var. IAC 100-B, semeadas entre as linhas dos cafeeiros e uma testemunha sem cultura intercalar. A
parcela experimental contou com 16 covas com dois
cafeeiros cada uma, dispostas em quatro linhas, no
espaçamento de 4,0 x 2,0 m, adubadas no plantio com
45 g de P2O5 e 18 g de K2O, respectivamente, na forma
de superfosfato simples e de KCl.
As culturas intercalares foram estabelecidas
anualmente no período de 1989/90 até 1992/93, a 50
cm da projeção da copa dos cafeeiros, utilizando-se
os espaçamentos de 1,0 m entre as linhas das plantas de algodão, milho e mamona e de 0,5 m para as
de amendoim e arroz. As épocas de semeadura, densidade de plantio e os tratos culturais seguiram a
recomendação técnica para cada cultura (P EDRO J ÚNIOR
et al., 1987), exceto para algodão e amendoim, que foram semeados em 30/11/1992. As doses de adubação
das culturas em cada ano da experimentação encontram-se na Tabela 2.
No período experimental, avaliou-se a produção de café em coco nas quatro covas centrais de cada
parcela; em julho de 1993, determinaram-se a altura e
o diâmetro do caule dos cafeeiros a 30 cm do solo. A
fitomassa das culturas intercalares foi obtida no momento da colheita, coletando-se as plantas em quatro
pontos amostrais de 0,5 m cada um, marcados ao acaso nas linhas de semeadura e na área útil das parcelas,
determinando-se a massa das plantas amostradas depois de secas ao ar por um período de 20 dias.
Anualmente, coletaram-se amostras de solo nas
entrelinhas do cafeeiro, à profundidade de 0-20 cm,
para fins de análise de fertilidade, segundo o método
descrito por RAIJ e QUAGGIO (1983).
277
Cafeeiro Apoatã em consórcio com culturas anuais
Tabela 1. Resultados da análise química do solo anterior à implantação da lavoura de café e das culturas
intercalares
Tratamentos
P
mg.dm
M.O.
3
g.dm
ph
K
Ca
Mg
3
S.B.
mmol.dm
H+Al
T
V
-3
%
Algodão
11
19
5,0
3,5
9,2
6,2
18,9
17,0
36,0
52
Amendoim
7
17
5,0
3,9
9,2
6,2
19,3
16,6
35,8
53
Arroz
10
17
5,0
3,9
9,8
6,6
20,3
17,8
38,4
53
Mamona
8
17
4,9
3,3
9,2
6,0
18,5
16,6
35,0
52
Milho
8
17
4,9
3,3
9,2
6,4
18,9
17,6
36,6
52
Testemunha
8
16
4,8
3,4
8,0
5,6
17,0
18,0
35,0
49
0,58 ns
2,13 ns
1,69 ns
1,23 ns
0,85 ns
1,03 ns
1,26 ns
2,12 ns
1,65 ns
0,99 ns
50,53
9,76
2,14
15,97
15,70
12,31
12,38
5,47
6,12
7,35
F
C.V. (%)
ns: não significativo.
Tabela 2. Doses de nitrogênio, fósforo e potássio fornecidas ao cafeeiro e às culturas intercalares durante o
período experimental
Culturas
N
P2O5
intercalares
K2O
Ano agrícola
89
90
91
92
89
90
91
92
89
90
91
92
kg.ha -1
Algodão
60
70
75
66
72
80
60
67
20
42
40
58
-
17
-
-
54
60
40
40
10
34
10
10
Arroz
60
67
70
80
36
50
20
40
-
27
-
-
Café
20
25
100
100
63
4
62
25
23
15
95
50
Mamona
60
69
75
71
54
70
40
40
20
37
20
20
Milho
60
69
75
77
45
65
30
50
20
35
20
27
Amendoim
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
No primeiro triênio, excetuando-se o arroz, as
demais culturas intercalares diminuiram a produtividade do cafeeiro Apoatã IAC 2258, em relação ao
tratamento testemunha, observando-se a seguinte ordem decrescente na produção dos cafeeiros: mamona
‹ algodão = milho ‹ amendoim = arroz (Tabela 3). Estudos têm mostrado que a produção e o crescimento
do cafeeiro são diminuídos pelas culturas de algodão
e milho (MENDES , 1950; CHAVES, 1978; 1984; C HAVES e
GUERREIRO, 1989) mas não por culturas de porte baixo,
como a de arroz e feijoeiro (CHEBABI et al., 1984, MELLES
et al., 1985 e CHAVES e GUERREIRO , 1989). Os resultados têm possível explicação na maior capacidade de
competição das plantas intercalares de porte alto com
os cafeeiros, pelos recursos do meio, comparativamente com as de porte baixo.
Constata-se que culturas de porte alto, principalmente as de ciclo longo como mamona, e em
menor escala, algodão e milho, influenciam negativamente na produção do cafeeiro devido à maior
concorrência por água, nutrientes e luz (INSTITUTO BRASILEIRO do C AFÉ , 1985).
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.275-281, 2004
278
E.M. Paulo et al.
Tabela 3. Produtividade do cafeeiro cv. Apoatã IAC
2258 submetido a culturas intercalares
Tratamento
Produção de café em coco (1)
kg.ha -1
Algodão
2.919,9 c
Amendoim
3.527,4 b
Arroz
4.539,9 ab
Mamona
1.377,8 d
Milho
3.082,0 c
Testemunha
5.008,8 a
F
9,08**
C.V. (%)
28,08
Médias seguidas por letras distintas diferem entre si pelo teste de
Duncan a 5%.
** Significativo a 1% de probabilidade.
( 1 ) Primeira produção efetiva de café (1993).
No período experimental, a maior quantidade de fitomassa foi produzida pela cultura de
mamona, seguida de milho, algodão, arroz, e amendoim (Tabela 4), havendo correlação negativa entre a
fitomassa e a produtividade do cafeeiro (r = -0,74). A
tendência em diminuir a produção apresentada pelo
cafeeiro ao ser submetido a quantidades crescentes de
fitomassa (Figura 1) nas entrelinhas da lavoura devese, provavelmente, às quantidades de água e nutrientes
do solo extraídas proporcionalmente à matéria seca
acumulada pelas plantas intercalares.
As plantas de porte alto, além de acumularem
maior quantidade de fitomassa, também projetam sobre os cafeeiros maior área de sombra que as de porte
baixo, o que explica os resultados, pois, de acordo com
RENA e MAESTRI (1987), o sombreamento provavelmente
diminui a razão C/N, inibindo a formação das gemas
florais no cafeeiro.
Tabela 4. Fitomassa seca da parte aérea sem os frutos das culturas intercalares ao cafeeiro Apoatã IAC 2258
acumulada até a colheita
Ano da produção
Tratamento
90
91
92
93
Total
5,22 bc
6,64ab
25,67 bc
t.ha -1
Algodão
6,57 b
7,24 b
Amendoim
4,30 cd
3,89 c
3,83 c
3,71 b
15,73 d
Arroz
6,25 bc
5,22 bc
7,64 b
3,41 b
22,52 c
Mamona
4,12 d
12,43 a
11,58 a
8,66 a
36,79 a
Milho
13,75 a
4,52 bc
4,70 c
8,63 a
31,60 ab
F
35,11**
15,66**
14,20**
5,26**
15,99**
21,22
29,39
28,10
40,12
17,18
CV (%)
Médias seguidas por letras distintas, na vertical, diferem entre si pelo teste de Duncan a 5%.
**Significativo a 1% de probabilidade.
-1
café em coco (kg.ha )
5000
y = -107,73x + 5979,8
R2 = 0,5544
4000
algodão
3000
amendoim
arroz
2000
mamona
milho
1000
0
0
10
20
30
40
-1
fitomassa seca das culturas (t.ha )
Figura 1. Produção de café em coco relacionada à produção de fitomassa seca total das culturas intercalares.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.275-281, 2004
279
Cafeeiro Apoatã em consórcio com culturas anuais
atribuída à competição dos cafeeiros. No primeiro
ano, as culturas intercalares apresentam produção
satisfatória (CHAVES E GUERREIRO , 1989) e, embora o
milho produza regularmente, a produtividade do algodoeiro e do arroz é prejudicada pelo cafeeiro (MENDES,
1950). Excetuando-se a mamoneira, no primeiro ano
do estudo, a produtividade das culturas intercalares
foi a menor do período experimental, provavelmente
devido às condições climáticas inadequadas e dificuldades de aplicação dos tratos culturais.
Os resultados obtidos do consórcio do cafeeiro com a cultura do arroz não confirmam aqueles
em que o arroz provocou diminuição (MENDES , 1950)
ou aumento de 30% na produção de café (CHAVES, 1978).
A produtividade de arroz, amendoim e algodoeiro, em 1990 e 1993, foi inferior à média do Estado
de São Paulo (INSTITUTO de ECONOMIA A GRÍCOLA, 1994)
(Tabela 5). A menor produtividade dessas culturas intercalares em relação à média estadual pode ser
Tabela 5. Produtividade das culturas intercalares ao cafeeiro cv. Apoatã IAC 2258 durante o período
experimental
Ano da colheita
Tratamento
1990
1991
kg.ha
1992
1993
-1
Algodão
739
1.985
1.400
1.066
Amendoim
562
1.760
950
1.049
Arroz
201
1.051
1.175
1.477
Mamona
1.851
2.127
1.195
1.213
Milho
1.151
4.956
2.603
2.418
As culturas intercalares não diminuíram a altura, bem como o diâmetro do caule do cafeeiro
comparativamente à testemunha (Tabela 6).
Verifica-se que a cultura do arroz não altera
essas variáveis no cafeeiro, enquanto o milho diminui o diâmetro e o algodoeiro, a altura e o diâmetro do
caule (CHAVES, 1977).
O resultado da análise das amostras de solo
coletadas em 1993 (Tabela 7) mostrou que nenhuma
das culturas intercalares alterou os teores de potássio e de matéria orgânica, o pH ou a CTC do solo.
Cabe salientar que a CTC do solo poderia variar caso fossem alterados os valores de pH e de
matéria orgânica pelos tratamentos.
Tabela 6. Altura e diâmetro do caule do cafeeiro cv. Apoatã IAC 2258 submetido a culturas intercalares
Tratamento
Altura da planta
Diâmetro do caule
cm
mm
Algodão
238,5
35,4 bc
Amendoim
255,7
45,0 a
Arroz
254,4
41,1 ab
Mamona
236,8
32,1 c
Milho
260,7
34,1 bc
Testemunha
262,2
38,3 abc
F
2,30ns
C.V.
6,48
4,37**
13,63
Médias seguidas por letras distintas diferem entre si pelo teste de Duncan a 5%.
ns: não significativo. ** significativo a 1% de probabilidade.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.275-281, 2004
280
E.M. Paulo et al.
Tabela 7. Resultados da análise química do solo após cultivo com culturas intercalares por quatro anos
consecutivos
Tratamentos
P
mg.dm
M.O.
-3
g.dm
ph
K
Ca
-3
Mg
S.B.
mmol.dm
H+Al
T
-3
V
%
Algodão
27ab
14
4,5bc
3,9
11,7abc
4,4bcd
20,0abc
26,4ab
46,4
43b
Amendoim
31a
15
5,1a
4,5
13,3ab
5,4ab
23,2ab
19,8d
43,0
54a
Arroz
25ab
16
4,3c
4,0
10,0bc
4,0cd
18,0bc
28,8a
46,8
38bc
Mamona
18b
15
4,8ab
4,3
14,9a
5,0abc
24,2a
24,2bc
48,4
49a
Milho
15b
16
4,5bc
3,8
8,6c
3,2d
15,6c
27,2ab
42,8
36c
Testemunha
15b
16
4,9a
4,3
12,9ab
6,0a
23,2ab
21,8cd
45,0
51a
2,76*
0,82ns
7,88**
0,97ns
3,55*
5,31**
3,94*
12,33**
1,06ns
13,94**
41,4
12,6
5,1
15,8
22,9
21,0
10,6
9,7
F
C.V. (%)
18,6
8,8
Médias seguidas por letras distintas, na vertical, diferem entre si pelo teste de Duncan a 5%.
ns: não significativo.*, ** Significativo a 5% e a 1% de probabilidade.
Comparativamente ao solo não cultivado, a
cultura do milho reduziu o teor de cálcio, enquanto
as culturas de algodão, arroz e milho diminuíram as
quantidades de magnésio e a saturação por bases do
solo, além de elevar os índices de H + Al.
Os resultados mostram a elevada capacidade
das culturas intercalares para removerem nutrientes
do solo, competindo assim por esses recursos do meio
com o cafeeiro. Vale ressaltar que a calagem deve ser
prática usual para as culturas intercalares, pois nenhum tratamento atingiu a saturação por bases
recomendada para o bom desenvolvimento das plantas, ou seja, 50% para a cultura do arroz, 60% para a
do amendoim e a da soja e 70% para a do algodão e a
do milho (RAIJ et al., 1996).
A variação observada para o fósforo nas culturas de algodão, amendoim e arroz, provavelmente,
foi devido às quantidades do fertilizante mineral adicionadas para a suplementação desse nutriente no
solo maior que às exportadas pelas culturas, explicando o aumento do teor do elemento no solo.
4. CONCLUSÕES
1. O cultivo intercalar do arroz não reduz a
produtividade do cafeeiro Apoatã IAC 2258 na fase
de formação.
2. As culturas intercalares de algodão,
amendoim, arroz, mamona e milho diminuem a
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.275-281, 2004
produtividade, mas não a altura e o diâmetro do caule do cafeeiro Apoatã IAC 2258.
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MORAES, M.V.; FIGUEIREDO, J.I.; LAZZARINI, V.; MORAES,
F.R.P.; BRILHO, C.C.; TOLEDO, S.V.; VIANNA, A.C.C. Ensaios de culturas intercalares. In: LAZZARINI et al. Experimentação cafeeira: 1929-1963. Campinas: Secretaria da Agricultura do Estado de São Paulo/Instituto Agronômico, 1967.
p.90-94.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.275-281, 2004
Bragantia
Print ISSN 0006-8705
Bragantia vol.63 no.2 Campinas 2004
FITOTECNIA
Manejo de plantas daninhas em beterraba com
metamitron e sua persistência em Argissolo
Weed control in table beet with metamitron and its persistence in
Ultisol-Kandiucults
Robert DeuberI; Maria do Carmo de Salvo Soares NovoI; Paulo Espíndola
TraniII; Ronaldo Tavares de AraújoIII; Ademir SantiniIV
ICentro
de Ecofisiologia e Biofísica, Instituto Agronômico (IAC), Caixa Postal 28, 13001970 Campinas (SP). E-mail: [email protected]
IICentro de Horticultura, IAC, Caixa Postal 28, 13001-970 Campinas (SP). E-mail:
[email protected]
IIIMestre em Produção Vegetal, IAC. Casa da Agricultura de Santa Cruz da Conceição
(SP)
IVMestre em Produção Vegetal, IAC. Bayer CropScience, Caixa Postal 921, 13140-000
Paulínia (SP)
RESUMO
O experimento foi realizado no Centro Avançado de Pesquisa Tecnológica do
Agronegócio de Frutas (IAC), localizado no município de Jundiaí (SP), em condições
usuais de cultivo da beterraba (Beta vulgaris L.) cultivar Tall Top Wonder, em Argissolo
Vermelho-Amarelo, distrófico. Os objetivos do experimento foram avaliar a eficácia de
metamitron, aplicado em pré-emergência, no controle de plantas daninhas; verificar
sua seletividade à cultura, e determinar seu período residual. O experimento foi
disposto em blocos ao acaso, com quatro repetições; as parcelas foram divididas em
duas partes, sendo uma para a beterraba e outra para o estudo do efeito residual.
Foram avaliados os efeitos de doses de metamitron (2,8, 3,5 e 4,2 kg.ha-1 de i.a),
mantendo-se duas testemunhas: uma sempre capinada e outra mantida com plantas
daninhas até o fim do ciclo. As avaliações do controle das plantas daninhas e da
seletividade à cultura foram realizadas aos 28 e 70 dias após a aplicação (DAA) do
herbicida. A persistência foi avaliada aos 0, 21, 40 e 70 DAA, em biotestes, com alface
(Lactuca sativa L.) cultivar Elisa Crespa como planta-teste. As principais plantas
daninhas na área experimental foram: Eleusine indica (L.) Gaertn. (capim-pé-degalinha), Galinsoga parviflora Cav (picão-branco) e Coronopus didymus (L.) Sm.
(mentruz). As doses de metamitron aplicadas não causaram sintomas visíveis de
intoxicação à parte aérea das plantas de beterraba. O picão branco e o mentruz foram
eficientemente controlados com quaisquer das doses de metamitron. Aos 28 DAA, o
capim-pé-de-galinha foi totalmente controlado pelas doses de metamitron aplicadas.
Entretanto, aos 70 DAA, somente com as doses de 3,5 e 4,2 kg.ha-1 obteve-se
controle eficiente dessa espécie. A atividade residual de metamitron, para as doses de
2,8 e 3,5 kg.ha-1, foi igual a 70 dias e para 4,2 kg.ha-1 foi superior a esse período. O
controle de plantas daninhas resultou na obtenção de raízes do tipo comercial em
maior número e com mais biomassa de matéria fresca.
Palavras-chave: controle químico, período residual, produção, Beta vulgaris L.,
bioensaio.
ABSTRACT
In order to study weed control efficiency and soil persistence, a field experiment was
carried out in Ultisol-Kandiucult with table beet (Beta vulgaris L.) cultivar Tall Top. The
treatments were: metamitron applied in pre-emergence at 2,8; 3,5 and 4,2 kg.ha-1 a.i,
plus two controls, one weeded and another always with weeds, in a randomized block
design with four replications. Weed control and selectivity were evaluated at 28 and 70
days and persistence in soil at 0, 21, 49 and 70 days after treatments (DAA), with
bioassays using lettuce (Lactuca sativa L.) cultivar Elisa Crespa. The main weeds
occuring in the trial were Eleusine indica (L.) Gaertn, Galinsoga parviflora Cav. and
Coronopus dydimus (L.) Sm. Metamitron at the applied rates was apparently selective
to table beets, considering the leaves. G. parviflora and C. dydimus were efficiently
controlled with any of the applied rates up to 70 DAA. E. indica was well controlled
until 28 DAA with all rates and until 70 DAA only with 3,5 and 4,2 kg.ha-1. Residual
activity for 2,8 and 3,5 kg, lasted until 70 DAA, but for 4,2 kg it was longer. Chemical
weed control improved yield with an increase on table beet roots of commercial type.
Key words: chemical control, residual period, yield, Beta vulgaris L., bioassay.
1. INTRODUÇÃO
A beterraba, planta da família Chenopodiaceae, é originária da Europa, de elevado
valor nutricional, destacando-se, entre as hortaliças, pelo seu conteúdo em vitaminas
do complexo B e os nutrientes potássio, sódio, ferro, cobre e zinco (FERREIRA e
TIVELLI, 1990).
Segundo CAMARGO FILHO e MAZZEI (2002), no Estado de São Paulo existem,
aproximadamente, 700 propriedades agrícolas, perfazendo 5.000 ha, onde são
produzidas 115.000 toneladas de beterraba por ano. Ainda, segundo esses autores, ao
contrário da cenoura e de outras raízes tuberosas, o mercado e o consumo "per capita"
de raízes de beterraba apresentaram acréscimo substancial nas quantidades
comercializadas no ETSP-CEAGESP (São Paulo - Capital). A comercialização mensal, no
período de 1984 a 1991, foi de 60.975 caixas de 22 kg e, no de 1991 a 1994, de
80.452 caixas.
Um dos fatores determinantes para se alcançar boas produções de hortaliças, entre
elas a beterraba, é o manejo adequado das plantas daninhas. Com o incremento, em
anos recentes, do sistema de sucessão de cultivos, tornou-se importante o estudo da
presença de resíduos de herbicidas no solo, uma vez que os ciclos dessas culturas são
geralmente curtos. TRANI e PASSOS (1998) recomendam a alface como uma das
hortaliças em sucessão à beterraba.
Para a cultura da beterraba, há poucas opções de herbicidas destinados ao controle de
plantas daninhas. Recentemente foi introduzido o metamitron, pertencente ao grupo
químico das triazinonas, a ser aplicado tanto em pré- como em pós-emergência
precoce e é seletivo à beterraba. O produto é absorvido principalmente pelas raízes,
mas não atua sobre as sementes das plantas daninhas. Sua ação ocorre quando se
inicia o processo fotossintético inibindo o transporte de elétrons (HERBICIDE
HANDBOOK COMMITTEE, 2002).
O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia do herbicida metamitron no manejo de
plantas daninhas e sua seletividade às plantas de beterraba cv. Tall Top Wonder, bem
como determinar seu período residual no solo.
2. MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi instalado a campo, no Centro Avançado de Pesquisa Tecnológica do
Agronegócio de Frutas, do Instituto Agronômico, localizado no município de Jundiaí
(SP), em condições usuais de cultivo da beterraba (Beta vulgaris L.) cultivar Tall Top
Wonder, em Argissolo Vermelho-Amarelo, distrófico.
As análises químicas e granulométricas de amostra de solo, coletada na camada de 020 cm de profundidade, apresentaram os seguintes resultados: pH (em CaCl2): 5,1; 17
g.dm-3 de M.O.; 43 mg.dm-3 de P (resina); 3,6 mmolc.dm-3 de K; 14 mmolc.dm-3 de
Ca; 4 mmolc.dm-3 de Mg; H+Al: 23 mmolc.dm-3 e CTC 49,4; V% = 44 mmolc.dm-3;
19,2% de argila; 15,8% de silte: 47,4% de areia grossa e 17,6% de areia fina. A
calagem e a adubação foram realizadas conforme as recomendações de TRANI et al.
(1997).
O plantio no campo foi realizado em 15/5/2002, utilizando-se mudas de beterraba com
30 dias de idade, provenientes de bandejas de 72 células, cultivadas em substrato
Plantmax HT da Eucatex.
As parcelas mediam 1,00 m de largura por 3,00 m de comprimento, sendo divididas
em duas partes de 1,50 m por 1,00 m. Em uma das partes, as mudas de beterraba
foram plantadas em quatro linhas espaçadas de 0,25 m entre linhas e de 0,10 cm
entre plantas. Na outra parte da parcela nada foi plantado e destinou-se ao estudo da
persistência do metamitron.
Foram realizados tratamentos fitossanitários preventivos, com mancozeb, para evitar a
cercosporiose e curativos, com paration metílico, para o controle de vaquinha
(Diabrotica speciosa) nas doses e freqüência de aplicação indicadas por FERREIRA e
TIVELLI (1990).
O delineamento adotado foi o de blocos ao acaso, com quatro repetições para a cultura
da beterraba. Foram estudados os efeitos de doses de metamitron, (2,8, 3,5 e 4,2
kg.ha-1 de ingrediente ativo), empregando-se a formulação comercial Goltik, contendo
70% desse composto. Além desses tratamentos, havia duas testemunhas, uma sempre
capinada e outra mantida com plantas daninhas durante todo o ciclo.
O metamitron foi aplicado em área total sobre as plantas de beterraba e préemergência das plantas daninhas, em toda a extensão das parcelas (3,00 m2), logo
após o transplantio das mudas, com pulverizador costal a CO2, dotado de uma barra
com dois bicos de jato plano (80.02), espaçados de 0,50 m, e consumo de calda
correspondente a 400 L.ha-1, à pressão constante de 2,15 kgf.cm-2 . A condição
térmica do local foi adequada ao desenvolvimento da cultura, sendo necessária a
irrigação suplementar por aspersão.
Para a determinação do período residual, a partir da aplicação do herbicida foram
realizadas amostragens, na camada de 0 a 10 cm de profundidade, aos 0, 21, 49 e 70
dias DAA, nas metades das parcelas sem plantio de beterraba. Para essas análises,
obedeceu-se ao delineamento de parcelas subdivididas no tempo, cada época
correspondendo a uma subparcela. As amostras de terra de cada época foram
destorroadas e passadas por peneira de 2 mm antes de serem utilizadas nos testes.
A atividade residual do metamitron no solo foi avaliada por meio de bioensaios, nos
quais o desenvolvimento da planta-teste, em condições de casa-de-vegetação, indica a
presença do produto aplicado.
O método de SANTELMAN et al. (1971) foi aplicado na forma descrita por NOVO et al.
(1991). Como planta-teste empregou-se a alface (Lactuca sativa L.) cultivar Elisa
Crespa, sendo semeadas dez sementes por vaso e desbastadas após a germinação
para cinco plantas.
As plantas de alface foram cortadas rente ao solo, aos 21 dias após a semeadura,
sendo avaliada a biomassa de matéria fresca da parte aérea, uma vez que a
quantidade de material era muito pequena para se determinar a massa seca.
Para o estudo da relação entre o efeito de doses de metamitron e o crescimento da
parte aérea, a biomassa de matéria fresca da parte aérea foi transformada em
porcentagem em relação ao desenvolvimento da planta-teste do tratamentotestemunha considerado igual a 100%.
As avaliações de eficiência no controle das plantas daninhas e de seletividade às
plantas de beterraba do herbicida metamitron foram realizadas, nas duas linhas
centrais, aos 28 e 70 DAA, por amostragem, em área correspondente a 5% da parcela.
Utilizaram-se amostradores de 0,25 x 0,25 m aos 28 DAA e circulares com 0,50 m de
diâmetro aos 70 DAA. Considerou-se eficiente o tratamento que resultou em redução
igual ou superior a 80 % da infestação calculada em relação à testemunha sem capina.
Aos 90 DAA, foram medidas nas linhas de bordadura de cada subparcela, a altura de
dez plantas. Todas as plantas das duas linhas centrais foram colhidas, separadas as
raízes da parte aérea e determinadas a biomassa de matéria fresca. As raízes foram
separadas por tamanho, e consideradas como 'tipo comercial' as que não
apresentavam defeitos e com diâmetro médio entre 5 e 8 cm. As raízes com diâmetros
inferiores ou superiores a esses ou as que apresentavam defeitos foram consideradas
como 'tipo descarte'. Após a classificação, as raízes foram contadas e pesadas. Foi,
também, determinado o diâmetro médio das raízes comerciais, sendo medidas, ao
acaso, dez unidades de cada parcela.
Para os dados da atividade residual do metamitron em alface, as variáveis foram
submetidas à análise de variância de acordo com o método para experimentos com
parcelas subdivididas no tempo (STEEL e TORREIE, 1980), empregando-se o teste F. O
efeito de doses por época foi avaliado através de regressão polinomial. O efeito de
época de amostragem (subparcela) para cada dose foi caracterizado pela equação de
ajuste que melhor representou o comportamento da variável porcentagem de
crescimento em relação à testemunha, sendo consideradas as equações que tinham
significado biológico.
Os outros dados, quando significativos, apresentaram suas médias comparadas pelo
teste de Tukey a 5% de probabilidade. Os dados em porcentagem e de número de
raízes, antes de serem analisados estatisticamente, foram transformados,
respectivamente, em arco seno de raiz de x/100 e em raiz de x.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Em relação à fitotoxicidade, verificou-se que metamitron, em todas as doses aplicadas,
foi, aparentemente, seletivo às plantas de beterraba, não sendo observados sintomas
de intoxicação até os 70 DAA na parte aérea.
As principais espécies daninhas presentes na área experimental foram: Eleusine indica
(L.) Gaertn. (capim-pé-de-galinha), Galinsoga parviflora Cav (picão-branco) e
Coronopus didymus (L.) Sm. (mentruz).
As porcentagens de controle das plantas daninhas identificadas no experimento
encontram-se na tabela 1. Tanto na amostragem realizada aos 28, quanto aos 70 DAA,
picão-branco e mentruz foram totalmente controlados com quaisquer das doses
aplicadas. MATALLO et al. (1991) verificaram que quando foram aplicadas doses entre
3,5 e 5,6 kg/ha de metamitron, houve controle superior a 91% para o picão-branco.
O capim-pé-de-galinha (Tabela 1), aos 28 DAA, foi totalmente controlado com
quaisquer das doses de metamitron aplicadas. Entretanto, aos 70 DAA, somente com
as doses de 3,5 e 4,2 kg.ha-1 observou-se controle eficiente dessa espécie. MATALLO
et al. (1991) notaram que na dose de 2,8 kg/ha, o metamitron mostrou controle
diferenciado, por espécie; para o picão-branco e o capim-pé-de-galinha, o controle foi,
respectivamente, muito bom (superior a 81%) e regular ( acima de 41%).
Quanto aos dados de persistência, observou-se que a biomassa de matéria fresca das
plantas de alface, para a dose zero, diminuiu linearmente em função do tempo (Tabela
2). Para a dose de 2,8 kg.ha-1, ao contrário, com o passar do tempo houve aumento
linear na biomassa da matéria fresca em vista da degradação do produto. Para as
doses de 3,5 e 4,2 kg.ha-1, a biomassa de matéria fresca da parte aérea, seguiu uma
equação do segundo grau. A redução da massa seca na testemunha pode ser explicada
pela ocorrência de elevada infestação de plantas daninhas que consumiram,
gradativamente, os nutrientes disponíveis do solo.
O efeito de doses de metamitron no crescimento da alface em relação à testemunha,
nas diferentes épocas de amostragens está apresentado na figura 1. Pode-se observar
que para quaisquer doses, houve resposta exponencial em relação ao efeito de época
para cada uma. Verificou-se que, para as doses 2,8 e 3,5 kg.ha-1, o período residual
foi de 70 dias e para 4,2 kg.ha-1 foi pouco superior, ainda que não determinado
(Tabela 3). Dados da HERBICIDE HANDBOOK COMMITTEE (2002) ressaltam que sob
condições normais de cultivo, a persistência desse produto é de quatro a seis semanas.
Acredita-se que a maior persistência observada nesse experimento deve-se às
temperaturas mais baixas nas condições de outono-inverno. Não foram encontrados
relatos de avaliação de persistência de metamitron para as condições do Brasil.
Considerando-se a dose de 3,5 kg.ha-1 suficiente para o controle de plantas daninhas
em beterraba, metamitron não deverá apresentar riscos às culturas plantadas em
seqüência.
Verificou-se que, nos tratamentos em que foi feita capina ou aplicado metamitron, na
dose de 4,2 kg.ha-1 , ocorreu maior número de raízes comerciais de beterraba, quando
comparados com a testemunha não capinada (Tabela 4).
O não-controle das plantas daninhas afetou a qualidade das raízes, observando-se que
no tratamento não capinado ocorreu maior número de raízes tipo descarte, quando
comparado aos tratamentos em que se empregou metamitron em dose acima de 3,5
kg.ha-1 e a testemunha capinada. Segundo TOZANI et al. (1997), quando a beterraba
convive com a comunidade de plantas daninhas durante todo o ciclo, ocorre redução
de 84% na produção; sugere-se que para obter a produção adequada é necessário
manter a cultura no limpo até os 50 dias. Na avaliação do número de raízes total (tipos
comercial + descarte) não se observou diferença entre os tratamentos (Tabela 4).
Quando se realizou o controle das plantas daninhas, houve aumento no diâmetro das
raízes comerciais (Tabela 4). A biomassa de matéria fresca de raiz do tipo comercial foi
maior no tratamento capinado e menor no não-capinado. Não houve diferença entre o
tratamento capinado e as doses de 3,5 e 4,2 kg.ha-1 de metamitron. Não houve
diferença entre tratamentos quanto à massa de matéria fresca da parte aérea e de raíz
do tipo descarte (Tabela 5). A biomassa de matéria fresca de raíz do tipo comercial foi
maior no tratamento capinado e menor no não-capinado. Não houve diferença entre o
tratamento capinado e as doses 3,5 e 4,2 kg.ha-1 de metamitron.
A produção de raízes do tipo comercial no tratamento com 2,8 kg.ha-1 de metamitron
foi inferior ao da testemunha capinada devido à infestação do capim-pé-de-galinha
(Tabela 1). Em relação à biomassa da matéria fresca total de raízes (tipos comercial +
descarte), verificou-se que apenas a testemunha não capinada apresentou resultado
inferior ao da capinada (Tabela 5). Segundo FILGUEIRA (2000), a produtividade da
beterraba situa-se entre 2,0 e 3,5 kg.m-2, verificando-se que todos os tratamentos,
exceto a testemunha não capinada, apresentaram produção de raízes de beterraba
com qualidade comercial.
4. CONCLUSÕES
1. Metamitron aplicado nas diversas doses não causou fitotoxicidade à cultura da
beterraba.
2. O picão-branco e o mentruz foram eficientemente controlados com quaisquer das
doses de metamitron. Aos 28 dias, o capim-pé-de-galinha foi controlado com
quaisquer das doses de metamitron aplicada; aos 70 DAA, somente com doses de 3,5
e 4,2 kg.ha-1 obteve-se controle eficiente.
3. O período residual de metamitron para as doses de 2,8 e 3,5 kg.ha-1 foi de 70 dias
e para 4,2 kg.ha-1 foi superior a esse período.
4. O controle de plantas daninhas resultou em maior número e maior quantidade de
biomassa de matéria fresca de raízes do tipo comercial.
REFERÊNCIAS
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100).
Recebido para publicação em 18 de fevereiro de 2003 e aceito em 1.º de março de
284
R. Deuber et al.
bioassays using lettuce (Lactuca sativa L.) cultivar Elisa Crespa. The main weeds occuring in the trial
were Eleusine indica (L.) Gaertn, Galinsoga parviflora Cav. and Coronopus dydimus (L.) Sm. Metamitron at
the applied rates was apparently selective to table beets, considering the leaves. G. parviflora and C. dydimus
were efficiently controlled with any of the applied rates up to 70 DAA. E. indica was well controlled
until 28 DAA with all rates and until 70 DAA only with 3,5 and 4,2 kg.ha-1. Residual activity for 2,8 and
3,5 kg, lasted until 70 DAA, but for 4,2 kg it was longer. Chemical weed control improved yield with an
increase on table beet roots of commercial type.
Key words: chemical control, residual period, yield, Beta vulgaris L., bioassay.
1. INTRODUÇÃO
2. MATERIAL E MÉTODOS
A beterraba, planta da família Chenopodiaceae,
é originária da Europa, de elevado valor nutricional,
destacando-se, entre as hortaliças, pelo seu conteúdo
em vitaminas do complexo B e os nutrientes potássio,
sódio, ferro, cobre e zinco (FERREIRA e T IVELLI, 1990).
O experimento foi instalado a campo, no Centro Avançado de Pesquisa Tecnológica do Agronegócio
de Frutas, do Instituto Agronômico, localizado no
município de Jundiaí (SP), em condições usuais de
cultivo da beterraba (Beta vulgaris L.) cultivar Tall Top
Wonder, em Argissolo Vermelho-Amarelo, distrófico.
Segundo CAMARGO F ILHO e M AZZEI (2002), no
Estado de São Paulo existem, aproximadamente, 700
propriedades agrícolas, perfazendo 5.000 ha, onde são
produzidas 115.000 toneladas de beterraba por ano.
Ainda, segundo esses autores, ao contrário da cenoura e de outras raízes tuberosas, o mercado e o consumo
“per capita” de raízes de beterraba apresentaram
acréscimo
substancial
nas
quantidades
comercializadas no ETSP-CEAGESP (São Paulo - Capital). A comercialização mensal, no período de 1984
a 1991, foi de 60.975 caixas de 22 kg e, no de 1991 a
1994, de 80.452 caixas.
Um dos fatores determinantes para se alcançar boas produções de hortaliças, entre elas a
beterraba, é o manejo adequado das plantas daninhas.
Com o incremento, em anos recentes, do sistema de
sucessão de cultivos, tornou-se importante o estudo
da presença de resíduos de herbicidas no solo, uma
vez que os ciclos dessas culturas são geralmente curtos. T RANI e P ASSOS (1998) recomendam a alface como
uma das hortaliças em sucessão à beterraba.
Para a cultura da beterraba, há poucas
opções de herbicidas destinados ao controle de plantas daninhas. Recentemente foi introduzido o
metamitron, pertencente ao grupo químico das
triazinonas, a ser aplicado tanto em pré- como em pósemergência precoce e é seletivo à beterraba. O produto
é absorvido principalmente pelas raízes, mas não atua
sobre as sementes das plantas daninhas. Sua ação
ocorre quando se inicia o processo fotossintético inibindo o transporte de elétrons (HERBICIDE HANDBOOK
C OMMITTEE, 2002).
O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia
do herbicida metamitron no manejo de plantas daninhas e sua seletividade às plantas de beterraba cv. Tall
Top Wonder, bem como determinar seu período residual no solo.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.283-289, 2004
As análises químicas e granulométricas de
amostra de solo, coletada na camada de 0-20 cm de
profundidade, apresentaram os seguintes resultados:
pH (em CaCl2): 5,1; 17 g.dm -3 de M.O.; 43 mg.dm-3 de
P (resina); 3,6 mmolc.dm-3 de K; 14 mmolc.dm -3 de Ca;
4 mmolc.dm-3 de Mg; H+Al: 23 mmolc.dm-3 e CTC 49,4;
V% = 44 mmolc.dm -3; 19,2% de argila; 15,8% de silte:
47,4% de areia grossa e 17,6% de areia fina. A calagem
e a adubação foram realizadas conforme as recomendações de TRANI et al. (1997).
O plantio no campo foi realizado em 15/5/
2002, utilizando-se mudas de beterraba com 30 dias
de idade, provenientes de bandejas de 72 células, cultivadas em substrato Plantmax HT da Eucatex.
As parcelas mediam 1,00 m de largura por
3,00 m de comprimento, sendo divididas em duas partes de 1,50 m por 1,00 m. Em uma das partes, as mudas
de beterraba foram plantadas em quatro linhas espaçadas de 0,25 m entre linhas e de 0,10 cm entre plantas.
Na outra parte da parcela nada foi plantado e destinou-se ao estudo da persistência do metamitron.
Foram realizados tratamentos fitossanitários
preventivos, com mancozeb, para evitar a
cercosporiose e curativos, com paration metílico, para
o controle de vaquinha (Diabrotica speciosa) nas doses
e freqüência de aplicação indicadas por FERREIRA e
T IVELLI (1990).
O delineamento adotado foi o de blocos ao acaso, com quatro repetições para a cultura da beterraba.
Foram estudados os efeitos de doses de metamitron,
(2,8, 3,5 e 4,2 kg.ha-1 de ingrediente ativo), empregando-se a formulação comercial Goltik, contendo 70%
desse composto. Além desses tratamentos, havia duas
testemunhas, uma sempre capinada e outra mantida
com plantas daninhas durante todo o ciclo.
Manejo de plantas daninhas em beterraba com metamitron
O metamitron foi aplicado em área total sobre
as plantas de beterraba e pré-emergência das plantas
daninhas, em toda a extensão das parcelas (3,00 m2),
logo após o transplantio das mudas, com pulverizador costal a CO 2, dotado de uma barra com dois bicos
de jato plano (80.02), espaçados de 0,50 m, e consumo de calda correspondente a 400 L.ha-1 , à pressão
constante de 2,15 kgf.cm-2 . A condição térmica do local foi adequada ao desenvolvimento da cultura,
sendo necessária a irrigação suplementar por aspersão.
Para a determinação do período residual, a
partir da aplicação do herbicida foram realizadas
amostragens, na camada de 0 a 10 cm de profundidade, aos 0, 21, 49 e 70 dias DAA, nas metades das
parcelas sem plantio de beterraba. Para essas análises, obedeceu-se ao delineamento de parcelas
subdivididas no tempo, cada época correspondendo
a uma subparcela. As amostras de terra de cada época foram destorroadas e passadas por peneira de 2 mm
antes de serem utilizadas nos testes.
A atividade residual do metamitron no solo foi
avaliada por meio de bioensaios, nos quais o desenvolvimento da planta-teste, em condições de
casa-de-vegetação, indica a presença do produto
aplicado.
O método de SANTELMAN et al. (1971) foi aplicado na forma descrita por NOVO et al. (1991). Como
planta-teste empregou-se a alface (Lactuca sativa L.) cultivar Elisa Crespa, sendo semeadas dez sementes por
vaso e desbastadas após a germinação para cinco
plantas.
As plantas de alface foram cortadas rente ao
solo, aos 21 dias após a semeadura, sendo avaliada a
biomassa de matéria fresca da parte aérea, uma vez
que a quantidade de material era muito pequena para
se determinar a massa seca.
Para o estudo da relação entre o efeito de doses de metamitron e o crescimento da parte aérea, a
biomassa de matéria fresca da parte aérea foi transformada em porcentagem em relação ao
desenvolvimento da planta-teste do tratamento-testemunha considerado igual a 100%.
As avaliações de eficiência no controle das
plantas daninhas e de seletividade às plantas de beterraba do herbicida metamitron foram realizadas, nas
duas linhas centrais, aos 28 e 70 DAA, por
amostragem, em área correspondente a 5% da parcela. Utilizaram-se amostradores de 0,25 x 0,25 m aos
28 DAA e circulares com 0,50 m de diâmetro aos 70
DAA. Considerou-se eficiente o tratamento que resultou em redução igual ou superior a 80 % da infestação
calculada em relação à testemunha sem capina.
285
Aos 90 DAA, foram medidas nas linhas de
bordadura de cada subparcela, a altura de dez plantas. Todas as plantas das duas linhas centrais foram
colhidas, separadas as raízes da parte aérea e determinadas a biomassa de matéria fresca. As raízes
foram separadas por tamanho, e consideradas como
‘tipo comercial’ as que não apresentavam defeitos e
com diâmetro médio entre 5 e 8 cm. As raízes com diâmetros inferiores ou superiores a esses ou as que
apresentavam defeitos foram consideradas como ‘tipo
descarte’. Após a classificação, as raízes foram contadas e pesadas. Foi, também, determinado o diâmetro
médio das raízes comerciais, sendo medidas, ao acaso, dez unidades de cada parcela.
Para os dados da atividade residual do
metamitron em alface, as variáveis foram submetidas
à análise de variância de acordo com o método para
experimentos com parcelas subdivididas no tempo
(STEEL e TORREIE, 1980), empregando-se o teste F. O
efeito de doses por época foi avaliado através de regressão polinomial. O efeito de época de amostragem
(subparcela) para cada dose foi caracterizado pela
equação de ajuste que melhor representou o comportamento da variável porcentagem de crescimento em
relação à testemunha, sendo consideradas as equações que tinham significado biológico.
Os outros dados, quando significativos, apresentaram suas médias comparadas pelo teste de Tukey
a 5% de probabilidade. Os dados em porcentagem e
de número de raízes, antes de serem analisados estatisticamente, foram transformados, respectivamente,
em arco seno de raiz de x/100 e em raiz de x.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Em relação à fitotoxicidade, verificou-se que
metamitron, em todas as doses aplicadas, foi, aparentemente, seletivo às plantas de beterraba, não sendo
observados sintomas de intoxicação até os 70 DAA
na parte aérea.
As principais espécies daninhas presentes na
área experimental foram: Eleusine indica (L.) Gaertn.
(capim-pé-de-galinha), Galinsoga parviflora Cav (picãobranco) e Coronopus didymus (L.) Sm. (mentruz).
As porcentagens de controle das plantas daninhas identificadas no experimento encontram-se na
tabela 1. Tanto na amostragem realizada aos 28, quanto aos 70 DAA, picão-branco e mentruz foram
totalmente controlados com quaisquer das doses aplicadas. MATALLO et al. (1991) verificaram que quando
foram aplicadas doses entre 3,5 e 5,6 kg/ha de
metamitron, houve controle superior a 91% para o
picão-branco.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.283-289, 2004
286
R. Deuber et al.
Tabela 1. Porcentagem de controle de picão-branco (Galinsoga parviflora Cav) - GASPA, mentruz (Coronopus
didymus) - CODPI e capim-pé-de-galinha (Eleusine indica (L.) Gaertn.) - ELEIN, nas avaliações realizadas
aos 28 e 70 DAA de metamitron em Jundiaí (SP), 2002
Porcentagem de controle
Doses de metamitron
GASPA
(1)
CODPI
ELEIN
28 dias
70 dias
28 dias
70 dias
28 dias
70 dias
0b
0b
0b
0b
0b
0c
2,8
100 a
100 a
100 a
100 a
100 a
40 b
3,5
100 a
100 a
100 a
100 a
100 a
100 a
4,2
100 a
100 a
100 a
100 a
100 a
100 a
kg.ha-1
0
( 1 ) Dados transformados em arco seno raiz de x/100 para análise estatística.
O capim-pé-de-galinha (Tabela 1), aos 28
DAA, foi totalmente controlado com quaisquer das
doses de metamitron aplicadas. Entretanto, aos 70
DAA, somente com as doses de 3,5 e 4,2 kg.ha -1 observou-se controle eficiente dessa espécie. MATALLO et
al. (1991) notaram que na dose de 2,8 kg/ha, o
metamitron mostrou controle diferenciado, por espécie; para o picão-branco e o capim-pé-de-galinha, o
controle foi, respectivamente, muito bom (superior a
81%) e regular ( acima de 41%).
Quanto aos dados de persistência, observouse que a biomassa de matéria fresca das plantas de
alface, para a dose zero, diminuiu linearmente em função do tempo (Tabela 2). Para a dose de 2,8 kg.ha -1 ,
ao contrário, com o passar do tempo houve aumento
linear na biomassa da matéria fresca em vista da
degradação do produto. Para as doses de 3,5 e 4,2
kg.ha -1, a biomassa de matéria fresca da parte aérea,
seguiu uma equação do segundo grau. A redução da
massa seca na testemunha pode ser explicada pela
ocorrência de elevada infestação de plantas daninhas
que consumiram, gradativamente, os nutrientes disponíveis do solo.
O efeito de doses de metamitron no crescimento da alface em relação à testemunha, nas diferentes
épocas de amostragens está apresentado na figura 1.
Pode-se observar que para quaisquer doses, houve
resposta exponencial em relação ao efeito de época
para cada uma. Verificou-se que, para as doses 2,8 e
3,5 kg.ha -1 , o período residual foi de 70 dias e para
4,2 kg.ha -1 foi pouco superior, ainda que não determinado (Tabela 3). Dados da H ERBICIDE H ANDBOOK
C OMMITTEE (2002) ressaltam que sob condições normais de cultivo, a persistência desse produto é de
quatro a seis semanas. Acredita-se que a maior
persistência observada nesse experimento deve-se
às temperaturas mais baixas nas condições de
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.283-289, 2004
outono-inverno. Não foram encontrados relatos de
avaliação de persistência de metamitron para as
condições do Brasil. Considerando-se a dose de 3,5
kg.ha-1 suficiente para o controle de plantas daninhas
em beterraba, metamitron não deverá apresentar
riscos às culturas plantadas em seqüência.
Verificou-se que, nos tratamentos em que foi
feita capina ou aplicado metamitron, na dose de 4,2
kg.ha-1 , ocorreu maior número de raízes comerciais
de beterraba, quando comparados com a testemunha
não capinada (Tabela 4).
O não-controle das plantas daninhas afetou
a qualidade das raízes, observando-se que no tratamento não capinado ocorreu maior número de raízes
tipo descarte, quando comparado aos tratamentos em
que se empregou metamitron em dose acima de 3,5
kg.ha-1 e a testemunha capinada. Segundo TOZANI et
al. (1997), quando a beterraba convive com a comunidade de plantas daninhas durante todo o ciclo,
ocorre redução de 84% na produção; sugere-se que
para obter a produção adequada é necessário manter
a cultura no limpo até os 50 dias. Na avaliação do
número de raízes total (tipos comercial + descarte) não
se observou diferença entre os tratamentos (Tabela 4).
Quando se realizou o controle das plantas
daninhas, houve aumento no diâmetro das raízes comerciais (Tabela 4). A biomassa de matéria fresca de
raiz do tipo comercial foi maior no tratamento capinado e menor no não-capinado. Não houve diferença
entre o tratamento capinado e as doses de 3,5 e 4,2
kg.ha-1 de metamitron. Não houve diferença entre tratamentos quanto à massa de matéria fresca da parte
aérea e de raíz do tipo descarte (Tabela 5). A biomassa
de matéria fresca de raíz do tipo comercial foi maior
no tratamento capinado e menor no não-capinado.
Não houve diferença entre o tratamento capinado e
as doses 3,5 e 4,2 kg.ha-1 de metamitron.
287
% DE CRESCIMENTO EM RELAÇÃO À
TESTEMUNHA (arc sen raiz x/100)
Manejo de plantas daninhas em beterraba com metamitron
90
75
60
45
30
15
0
0
7
14
21
28
35
42
49
56
63
70
DIAS APÓS A APLICAÇÃO
2,8 KG/HA
3,5 KG/HA
4,2 KG/HA
Figura 1. Efeito de doses de metamitron, aplicado em Argissolo, no crescimento da planta-teste (alface) em relação à
testemunha nas diferentes épocas.
Tabela 2. Efeito de doses de metamitron, aplicado em Argissolo, na biomassa da matéria fresca de plantas de
alface para as diferentes épocas de amostragens de solo para bioensaio, em Jundiaí (SP), 2002
Biomassa da matéria fresca das plantas de alface (mg.planta-1)
Épocas de amostragem
nas diferentes doses de metamitron
0 kg.ha-1
2,8 kg.ha-1
3,5 kg.ha-1
4,2 kg.ha -1
0 dias
150,0
0,0
0,0
0,0
21 dias
145,0
13,5
10,5
0,0
49 dias
77,5
63,3
50,5
34,2
70 dias
92,5
90,8
85,0
90,0
a1
152,67241
-5,81897
-0,34483
0,30172
b
-1,04064
1,36269
0,21053
-0,61917
c
-
-
0,016521
0,02709
87,38
98,82
99,99
99,99
r 2 /R2 2
( 1 ) Coeficientes das equações de regressão linear (a e b) ou quadrática (a, b e c) respectivamente.
( 2 ) Coeficientes de determinação linear e quadrático respectivamente.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.283-289, 2004
288
R. Deuber et al.
Tabela 3. Equações de ajuste referentes ao efeito de época de amostragem para cada dose de metamitron quanto à porcentagem de crescimento em relação à testemunha
Equação de ajuste (1)
Dose de metamitron
kg.ha
Período residual
-1
dias
2,8
0,0260
1/ (0,7673 + -0,6770 x
3,5
112,8853/ (1 + 30,2334 exp
4,2
1/ (0,2267 – 0,0735 x
)
70
(-0,0682 x )
0,2524
)
70
)
> 70
( 1 ) Os dados foram transformados em arco seno de raiz de x/100.
Tabela 4. Efeitos dos tratamentos no número e no diâmetro de raízes de beterraba no experimento
desenvolvido em Jundiaí (SP).
Número de raízes (1)
Tratamentos
Comercial
Descarte
Diâmetro de raiz
Total
comercial
n o /1,5 m 2
cm
Testemunha capinada
30,68 a
13,93 c
44,61 a
6,77 a
Test. não capinada
20,04 b
32,97 a
53,01 a
5,83 b
-1
27,73 ab
24,17 ab
51,90 a
6,72 a
-1
30,20 ab
19,52 bc
49,72 a
6,71 a
-1
33,21 a
17,46 bc
50,67 a
6,59 ab
C.V. (%)
8,55
8,95
4,90
5,99
DMS 5%
1,02
0,93
0,78
0,88
2,8 kg.ha de metamitron
3,5 kg.ha de metamitron
4,2 kg.ha de metamitron
( 1 ) Dados transformados em raiz de x para análise estatística, sendo apresentados os dados originais.
Tabela 5. Efeito dos tratamentos nas biomassas de matéria frescas (BMF) de raízes e da parte aérea e na altura
média de plantas de beterraba no experimento realizado em Jundiaí (SP)
BMF de raiz
Tratamentos
Comercial
Descarte
Total
BMF
Altura média
Parte aérea
de plantas
-2
g.1,5 m
cm
Testemunha capinada
3.772 a
460 a
4.232 a
1.839,25 a
38,03 a
Test. Não capinada
1.018 c
889 a
1.907 b
1.221,63 a
38,55 a
2.505 b
808 a
3.313 a
2.020,75 a
37,90 a
de metamitron
2.980 ab
780 a
3.760 a
2.047,53 a
39,40 a
de metamitron
2.997 ab
724 a
3.721 a
2.168,50 a
35,73 a
C.V. (%)
19,60
39,78
17,93
27,60
10,65
DMS 5%
1.173,26
657
1369
1.157,31
9,10
-1
2,8 kg.ha de metamitron
-1
3,5 kg.ha
-1
4,2 kg.ha
Obs. Dados transformados em raiz de x para análise estatística, sendo apresentados os dados originais. Valores nas colunas, seguidos de
letras iguais não diferem entre si a 5% pelo teste de Tukey.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.283-289, 2004
Manejo de plantas daninhas em beterraba com metamitron
A produção de raízes do tipo comercial no tratamento com 2,8 kg.ha-1 de metamitron foi inferior ao
da testemunha capinada devido à infestação do capim-pé-de-galinha (Tabela 1). Em relação à biomassa
da matéria fresca total de raízes (tipos comercial +
descarte), verificou-se que apenas a testemunha não
capinada apresentou resultado inferior ao da capinada (Tabela 5). Segundo F I L G U E I R A (2000), a
produtividade da beterraba situa-se entre 2,0 e 3,5
kg.m-2, verificando-se que todos os tratamentos, exceto
a testemunha não capinada, apresentaram produção
de raízes de beterraba com qualidade comercial.
4. CONCLUSÕES
1. Metamitron aplicado nas diversas doses
não causou fitotoxicidade à cultura da beterraba.
2. O picão-branco e o mentruz foram eficientemente controlados com quaisquer das doses de
metamitron. Aos 28 dias, o capim-pé-de-galinha foi
controlado com quaisquer das doses de metamitron
aplicada; aos 70 DAA, somente com doses de 3,5 e
4,2 kg.ha-1 obteve-se controle eficiente.
3. O período residual de metamitron para as
doses de 2,8 e 3,5 kg.ha-1 foi de 70 dias e para 4,2
kg.ha -1 foi superior a esse período.
4. O controle de plantas daninhas resultou
em maior número e maior quantidade de biomassa de
matéria fresca de raízes do tipo comercial.
REFERÊNCIAS
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n.4, p.56-58, 2002.
289
FILGUEIRA, F.A.R. Chenopodiaceae - beterraba e hortaliças herbáceas. In: FILGUEIRA, F.A.R. Novo Manual de Olericultura:
agroecologia moderna e comercialização de hortaliças. Viçosa: UFV, 2000. p.362-366.
HERBICIDE HANDBOOK COMMITTEE. Herbicide
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MATALLO, M.B.; SALVO, S.; BLANCO, H.G. Seletividade e
eficiência do metamitron sobre plantas daninhas na cultura
da beterraba hortícola. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE
HERBICIDAS E PLANTAS DANINHAS, 18., 1991, Brasília.
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NOVO, M.C.S.S.; LOPES, E.S.; ORTOLANI, M.C.A. Levantamento da nodulação, persistência de herbicidas e isolamento
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TOZANI, R.; SOUZA, C.L.M.; MORAIS, V.; COELHO, R.G.;
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TRANI, P.E. ; PASSOS, F.A. Beterraba. In: FAHL, J.I. et al. (Eds.).
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FERREIRA, M.D.; TIVELLI, S.W. Cultura da beterraba: recomendações gerais. 3.ed. Guaxupé: COOXUPÉ, 1990. 14p. (Boletim Técnico Olericultura, 2).
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.283-289, 2004
Bragantia
Print ISSN 0006-8705
Bragantia vol.63 no.2 Campinas 2004
TECNOLOGIA DE SEMENTES
Beneficiamento e qualidade de sementes de café
arábica
Processing and quality of arabica coffee seeds
Gerson Silva GiomoI; Luiz Fernandes RazeraII; Paulo Boller GalloI
IPólo
de Desenvolvimento Tecnológico dos Agronegócios do Nordeste Paulista, Agência
Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (APTA), Caixa Postal 58, 13730-970 Mococa
(SP). E-mail: [email protected]
IICentro de Insumos Estratégicos e Serviços Especializados, Agência Paulista de
Tecnologia dos Agronegócios (APTA), Caixa Postal 28, 13001-970 Campinas-(SP)
RESUMO
Com o objetivo de estudar os efeitos do beneficiamento na qualidade das sementes de
café arábica, submeteu-se um lote de sementes de café Catuaí Amarelo à ação
conjunta de máquina de ar e peneiras (pré-limpeza) e mesa gravitacional. As frações
obtidas durante as operações realizadas pelos equipamentos em cada etapa do
beneficiamento foram amostradas, constituindo-se os tratamentos. As sementes foram
avaliadas pelo teste de germinação, primeira contagem da germinação, emergência de
plântulas em casa de vegetação, índice de velocidade de emergência de plântulas e
massa seca de plântulas. Foram realizadas também determinações de teor de água,
proporção de sementes chatas e de sementes mocas e quantidade de sementes
beneficiadas. Verificou-se que o beneficiamento em máquina de ar e peneiras e em
mesa gravitacional pode contribuir para o aprimoramento da qualidade fisiológica das
sementes de café, sendo equipamentos eficientes para a separação do lote em frações
com qualidade fisiológica distinta. As sementes de menor tamanho e menor densidade
apresentam qualidade fisiológica inferior à das demais e as sementes mocas podem
revelar qualidade fisiológica similar à das sementes chatas.
Palavras-chave: Coffea arabica L., tipos de sementes, germinação, qualidade
fisiológica.
ABSTRACT
A coffee seed lot of Catuaí Amarelo cultivar was processed by air-screen machine and
gravity table in order to study the effect of processing on seed quality. Samples were
obtained in each step of the process constituting the treatments. It were evaluated on
to germination, at 15 and 30 days, emergence index and speed in green house, and
seedling dry matter. Water content, shape (peaberry and flat seeds) and the amount of
seeds processed were also determined. Processing in air screen machine and gravity
table improved the physiological quality of the coffee seeds; the equipments were
efficient to separate a coffee seed lot into fractions of distinct physiological quality.
Both, small and the light seeds showed inferior physiological quality compared to the
other types. Peaberry seeds may have physiological quality similar to flat seeds.
Key words: Coffea arabica L., kind of seeds, seed germination, physiological seed
quality.
1. INTRODUÇÃO
O beneficiamento constitui parte essencial dentre as diversas etapas de produção de
sementes, quando os lotes precisam ser manuseados adequadamente para aprimorar
a qualidade. O tamanho e a densidade são fatores diferenciais utilizados nas
separações realizadas durante o beneficiamento (VAUGHAN et al., 1976) e podem
constituir indicativos de qualidade fisiológica das sementes. Assim, dentro de um
mesmo lote, as sementes de menor tamanho ou menor densidade podem apresentar,
de modo geral, menores valores de germinação e vigor do que as demais (POPINIGIS,
1985). Entretanto, segundo CARVALHO e NAKAGAWA (2000), os efeitos do tamanho e
da densidade das sementes sobre a germinação, vigor, crescimento inicial e produção
da planta não estão ainda inteiramente elucidados.
As sementes de café são extraídas de frutos maduros (estádio cereja) por
processamento "via-úmida" (SILVA, 2000), sendo comum nos lotes a presença de
fragmentos do epicarpo (casca) e do endocarpo (pergaminho), de frutos não
descascados (café em coco), de sementes sem pergaminho, de sementes quebradas e
de sementes miúdas, que precisam ser removidos durante o beneficiamento para
aprimorar a qualidade do lote. Quanto à forma, segundo FAZUOLI (1986), há
predominância de sementes chatas (achatadas) nos lotes de café arábica, embora
ocorram sementes mocas (ovaladas) em freqüência variável.
A semente moca origina-se do desenvolvimento exclusivo de uma única semente, de
forma ovalada, no fruto (CARVALHO e KRUG, 1949; MENDES, 1957). De acordo com
CASTRO (1960), as sementes mocas têm potencial genético e fisiológico idêntico ao
das sementes chatas, podendo originar plantas que vão produzir tanto sementes
chatas quanto mocas, em proporção variável segundo as características da cultivar e
da sua interação com o ambiente; a diferença entre esses dois tipos de sementes é
morfológica, não havendo, portanto, motivo de natureza fisiológica para se removerem
as sementes mocas dos lotes de café (GIOMO et al., 2001a, b). No entanto, para o
Estado de Minas Gerais há um limite de tolerância de 12% de sementes mocas nos
lotes de café para fins de comercialização (LOBATO e CARVALHO, 1988).
As máquinas utilizadas no beneficiamento de sementes realizam as separações com
base em diferenças físicas entre os componentes do lote e, para que as operações
sejam realizadas de maneira eficaz, é necessário o uso de um ou mais equipamentos
especializados que permitam a remoção de materiais indesejáveis, promovendo um
efetivo aprimoramento da qualidade dos lotes (WELCH, 1973; VAUGHAN et al., 1976).
BUITRAGO et al. (1991) observaram, em lotes de feijão, que o uso exclusivo da
máquina de ar e peneiras não melhorou a qualidade das sementes. Essas, porém,
coletadas na descarga superior da mesa gravitacional apresentaram qualidade superior
à das sementes das demais frações. Por sua vez, BORGES et al. (1991) verificaram
que a máquina de ar e peneiras e a mesa gravitacional podem causar injúrias
mecânicas, com reflexos negativos à qualidade das sementes de feijão.
Trabalhando com sementes de milho, BAUDET e MISRA (1991) verificaram que a mesa
gravitacional foi eficiente para separar o lote em frações com qualidade distinta,
quando as sementes coletadas na descarga superior apresentaram melhor qualidade
física e fisiológica, nas comparações com as demais frações. ALEXANDRE e SILVA
(2001) avaliaram a eficiência da mesa gravitacional no beneficiamento de sementes de
ervilhaca-comum (Vicia sativa L.) e verificaram que a separação das sementes,
segundo a massa volumétrica e densidade, proporcionou alterações favoráveis ao lote,
cujas sementes de maior densidade apresentaram qualidade fisiológica superior.
Na maioria das pesquisas realizadas observa-se que há concordância quanto à
necessidade de remoção das sementes de menor tamanho e menor densidade do lote,
pois a pequena quantidade de substâncias de reserva pode proporcionar um lento
desenvolvimento às plântulas. Além disso, em inúmeros trabalhos já se verificou que a
separação das sementes por tamanho e densidade é vantajosa para o aprimoramento
da qualidade de diversas espécies.
O presente trabalho foi realizado com o objetivo de estudar os efeitos do
beneficiamento em máquina de ar e peneiras e em mesa gravitacional na qualidade
fisiológica das sementes de café arábica.
2. MATERIAL E MÉTODOS
Foram estudadas as sementes da cultivar Catuaí Amarelo IAC 62 de café arábica
(Coffea arabica L.), produzidas no Pólo Regional de Desenvolvimento Tecnológico dos
Agronegócios do Nordeste Paulista, sediado em Mococa (SP). O lote de sementes foi,
inicialmente, submetido à pré-limpeza em máquina de ar e peneiras visando à remoção
de sementes miúdas e de materiais leves (resíduos de cascas e de pergaminhos). Para
tanto, utilizaram-se peneiras com perfurações oblongas de 13/64 x ¾ de polegada na
desfolha e circulares de 18/64 de polegada na peneiração.
Em seguida, as sementes retidas na peneira inferior foram encaminhadas à mesa
gravitacional regulada de acordo com as recomendações de GREGG e FAGUNDES
(1975). As seções de descarga foram ajustadas de maneira a permitir maior
concentração de materiais indesejáveis (sementes sem pergaminho, sementes com
pergaminho danificado e sementes com casca) na descarga inferior. Após a
estabilização do funcionamento dos equipamentos coletaram-se amostras de
aproximadamente dois quilogramas de sementes em cada etapa do beneficiamento
para comparação com as sementes não beneficiadas do lote original.
A seqüência operacional utilizada permitiu a obtenção dos seguintes tratamentos: NB –
sementes não beneficiadas (lote original); PL13 e PL<18 – sementes retidas na peneira
13/64 x ¾ de polegada e sementes que atravessaram a peneira 18/64 de polegada da
máquina de ar e peneiras respectivamente; MGS, MGIS, MGII e MGI – sementes
retidas na peneira 18/64 de polegada da máquina de ar e peneiras e coletadas nas
descargas superior, intermediária-superior, intermediária-inferior e inferior da mesa
gravitacional respectivamente. Logo após, as sementes foram submetidas às seguintes
avaliações:
a) Teor de água: determinado pelo método da estufa a 105 ± 3 ºC durante 24 horas,
conforme as recomendações das Regras para Análise de Sementes (Brasil, 1992).
Foram utilizadas duas subamostras de 25 sementes sem pergaminho para cada
repetição e o cálculo do teor de água foi feito com base na massa de sementes
úmidas;
b) Proporção de sementes chatas e mocas: determinada em quatro amostras de
500 gramas para cada tratamento, em que as sementes chatas e mocas foram
separadas e tiveram suas massas determinadas. As percentagens foram obtidas
dividindo-se a massa de cada tipo de semente (chata ou moca) pela massa total de
sementes de cada amostra respectiva (chatas + mocas);
c) Quantidade de sementes beneficiadas: todos os materiais separados na
máquina de ar e peneiras e na mesa gravitacional foram recolhidos, e dividiu-se a
massa de cada fração pela massa total de sementes do lote, obtendo-se o percentual
de sementes beneficiadas. A quantidade de sementes obtidas em cada fração foi
utilizada para o cálculo da média ponderada da porcentagem de germinação;
d) Teste de germinação: realizado com quatro subamostras de 50 sementes sem
pergaminho para cada tratamento, colocadas em rolos de papel toalha "germitest"
umedecido com água destilada na proporção de 2,5 vezes a massa do papel seco.
O endocarpo foi cuidadosamente removido, de acordo com as recomendações de
HUXLEY (1965) e as sementes, colocadas para germinar à temperatura constante de
30 ºC na presença de luz. A contagem final foi realizada no trigésimo dia após a
semeadura, computando-se o número de plântulas normais, conforme os critérios
estabelecidos pelas Regras para Análise de Sementes (BRASIL, 1992). Foram
determinadas, também, as porcentagens de plântulas anormais e de sementes mortas.
Calculou-se a média ponderada da germinação do novo lote obtido após o
beneficiamento, considerando-se a germinação (%) e a quantidade de sementes (kg)
dos melhores tratamentos.
e) Primeira contagem da germinação: foi determinada juntamente com o teste de
germinação, computando-se o número de plântulas normais no 15.º dia após a
semeadura, conforme método descrito por NAKAGAWA (1999);
f) Teste de emergência de plântulas: realizado em casa de vegetação, de acordo
com o método de NAKAGAWA (1994). Foram semeadas diretamente no solo quatro
subamostras de 50 sementes com pergaminho para cada tratamento, a uma
profundidade de 1,5 cm e em sulcos espaçados de 25 cm. A contagem das plântulas foi
feita após a conclusão da emergência, aos 77 dias da semeadura, estando as plântulas
no estádio de folhas cotiledonares expandidas (orelha-de-onça);
g) Velocidade de emergência de plântulas: determinada juntamente com o teste
de emergência de plântulas. Foi feita a contagem das plântulas diariamente, desde o
surgimento da primeira plântula até a finalização da emergência. Calculou-se a
velocidade de emergência conforme os critérios propostos por MAGUIRE (1962);
h) Massa seca de plântulas: no fim do teste de emergência, as plântulas foram
extraídas do solo, lavadas em água corrente e colocadas para secar em estufa com
circulação de ar à temperatura de 60 ºC, até atingirem massa constante. A massa
obtida foi dividida pelo número de plântulas da parcela, obtendo-se a massa de
matéria seca por plântula, em miligramas (mg).
Adotou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado, considerando-se
sete tratamentos com quatro repetições. Para fins estatísticos, os dados obtidos em
porcentagem foram transformados em arco seno de (x/100)½, porém nos resultados
são apresentados os valores originais. A comparação entre as médias foi feita pelo
teste de Tukey a 5% de probabilidade. Os dados de quantidade de sementes
beneficiadas e a proporção de sementes chatas e mocas não foram submetidos à
análise estatística.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Segundo os dados apresentados na Tabela 1, observa-se que o lote original (NB)
apresentou cerca de 19% de sementes mocas antes do beneficiamento. No entanto, a
maioria dessas sementes ficou retida na peneira 13/64 x ¾ de polegada da máquina
de ar e peneiras, de maneira que o material conduzido à mesa gravitacional passou a
ser constituído, predominantemente, por sementes chatas. Assim, a quantidade de
sementes mocas baixou para menos de 1% nos tratamentos obtidos na mesa
gravitacional (MGS, MGIS, MGII e MGI), indicando o efeito positivo da máquina de ar e
peneiras para a separação de sementes mocas.
Os dados de germinação, apresentados na Tabela 2, mostram que as sementes foram
separadas em dois grupos distintos de acordo com a qualidade fisiológica. Observa-se
que as sementes dos tratamentos PL13 e MGS expressaram os maiores valores de
germinação, enquanto as sementes dos tratamentos NB, PL<18 e MGI apresentaram
os menores valores. Já as sementes dos tratamentos MGIS e MGII indicaram valores
intermediários de germinação, porém sem diferir significativamente dos tratamentos
cujas sementes apresentaram os maiores ou os menores valores de germinação.
Os dados da primeira contagem da germinação revelam que as sementes dos
tratamentos MGIS, MGS e PL13 apresentaram vigor superior, diferindo
significativamente das sementes com menor valor de vigor (MGI). Os tratamentos NB,
MGII e PL<18 não diferiram significativamente entre si, embora tenham apresentado
sementes com valores numéricos intermediários de vigor, em relação aos tratamentos
cujas sementes apresentaram vigor superior ou inferior. Esses resultados reforçam os
efeitos benéficos da máquina de ar e peneiras e da mesa gravitacional no
aprimoramento da qualidade das sementes de café.
A porcentagem de plântulas anormais não diferiu significativamente entre os
tratamentos, não servindo, portanto, como parâmetro diferenciador da qualidade
fisiológica das sementes neste experimento. Já em relação às sementes mortas,
observa-se que os tratamentos PL13 e MGS apresentaram os menores valores, motivo
pelo qual possuíram sementes com qualidade fisiológica superior. Nos tratamentos NB,
MGIS e MGII foram verificados valores intermediários, porém sem diferir
significativamente dos tratamentos PL<18 e PL13 que apresentaram, respectivamente,
os maiores e os menores valores de sementes mortas.
Constata-se, adicionalmente, que as sementes dos tratamentos PL<18 e MGI
constituíram materiais de baixa qualidade fisiológica, pelo teste de germinação, devido
ao alto percentual de sementes mortas. Ressalta-se que o lote original (NB), mesmo
sendo recém-colhido, já apresentava elevadas porcentagens de plântulas anormais e
de sementes mortas.
Confrontando-se os resultados do teste de germinação com os valores de teor de água
(Tabela 1), infere-se que o elevado grau de umidade das sementes durante o
beneficiamento não foi prejudicial à qualidade, haja vista que as sementes submetidas
à ação da máquina de ar e peneiras e mesa gravitacional (tratamentos PL13, MGS,
MGIS e MGII) apresentaram qualidade fisiológica superior à das sementes não
beneficiadas do lote original (tratamento NB). Assim, embora não tenham sido feitas
avaliações de danos mecânicos, é provável que o endocarpo rígido (pergaminho) possa
ter protegido as sementes contra abrasões e impactos durante as operações do
beneficiamento, preservando sua integridade física.
As determinações da porcentagem e da velocidade de emergência de plântulas em
casa de vegetação proporcionaram resultados idênticos na avaliação da qualidade
fisiológica, indicando vigor superior para as sementes dos tratamentos MGS, MGIS,
PL13 e NB, e vigor inferior para as sementes dos tratamentos PL<18 e MGI. Nota-se,
também, que as sementes do tratamento MGII apresentaram superioridade numérica
dessas variáveis em relação aos tratamentos PL<18 e MGI, porém sem diferir
significativamente desses tratamentos.
A avaliação da massa seca de plântulas indicou vigor superior para as sementes dos
tratamentos NB, PL13 e MGS e inferior para as sementes do tratamento PL<18. O
vigor das sementes dos tratamentos MGIS, MGII e MGI foi intermediário, em termos
numéricos, porém não diferiu significativamente das sementes dos demais
tratamentos. A não-detecção da baixa qualidade fisiológica das sementes do
tratamento MGI, pela avaliação de massa seca de plântulas, pode ter sido devido ao
longo período decorrido entre a emergência das plântulas e a determinação dessa
variável (77 dias). Assim, as plântulas que emergiram primeiro atingiram antes o
estádio de folhas cotiledonares completamente desenvolvidas (orelha-de-onça) e
podem ter realizado fotossíntese, incrementando a produção de matéria seca e
contribuindo para igualar as médias.
Observa-se que as sementes dos tratamentos PL<18 e MGI apresentaram baixos
valores de germinação e vigor em quase todos os testes realizados, mostrando que a
remoção dessas frações do lote poderia contribuir para a melhoria da qualidade
fisiológica das sementes, porém com descarte de 5% do lote original, conforme os
dados apresentados na tabela 1. Confrontando-se os dados de germinação com o
padrão de sementes fiscalizadas de café (germinação > 70%), somente as sementes
dos tratamentos PL13 e MGS poderiam ser comercializadas. Entretanto, considerandose a média ponderada de germinação das sementes dos melhores tratamentos (PL13,
MGS, MGIS e MGII), constata-se que a composição da mistura dessas sementes
resultaria em novo lote com 70% de germinação, atendendo ao padrão mínimo
recomendado para o Estado de São Paulo (São Paulo, 1997). Dessa forma, a
germinação das sementes não beneficiadas passaria de 62% para 70% no novo lote,
obtido após o beneficiamento, revelando que a máquina de ar e peneiras e a mesa
gravitacional foram benéficas para o aprimoramento da qualidade fisiológica das
sementes de café.
As sementes do tratamento PL13, constituído por aproximadamente 76% de sementes
mocas, apresentaram qualidade fisiológica similar à das sementes dos tratamentos
MGS e MGIS, constituídos quase exclusivamente por sementes chatas. Assim,
considerando-se a qualidade fisiológica dessas sementes e as observações feitas por
CARVALHO e KRUG (1949), MENDES (1957), CASTRO (1960) e GIOMO et al. (2001a,
b), não há motivo de natureza fisiológica para que as sementes mocas sejam
removidas do lote. Outro inconveniente advindo da remoção das sementes mocas do
lote (PL13) seria o descarte de 26% do lote original, conforme os dados apresentados
na Tabela 1, o que certamente acarretaria prejuízos ao produtor de sementes de café.
4. CONCLUSÕES
1. O beneficiamento em máquina de ar e peneiras e mesa gravitacional pode contribuir
para o aprimoramento da qualidade fisiológica das sementes de café.
2. A máquina de ar e peneiras e a mesa gravitacional são equipamentos eficientes para
a separação do lote de sementes de café em frações com qualidade fisiológica distinta.
3. As sementes de café de menor tamanho e menor densidade apresentam qualidade
fisiológica inferior à das demais.
4. As sementes mocas de café podem apresentar qualidade fisiológica similar à das
sementes chatas.
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Recebido para publicação em 12 de junho de 2003 e aceito em 16 de abril de 2004
Beneficiamento e qualidade de sementes de café arábica
291
TECNOLOGIA DE SEMENTES
BENEFICIAMENTO E QUALIDADE DE SEMENTES DE CAFÉ ARÁBICA (1)
GERSON SILVA GIOMO(2 ); LUIZ FERNANDES RAZERA(3 ); PAULO BOLLER GALLO(2)
RESUMO
Com o objetivo de estudar os efeitos do beneficiamento na qualidade das sementes de café arábica, submeteu-se um lote de sementes de café Catuaí Amarelo à ação conjunta de máquina de ar e peneiras
(pré-limpeza) e mesa gravitacional. As frações obtidas durante as operações realizadas pelos equipamentos em cada etapa do beneficiamento foram amostradas, constituindo-se os tratamentos. As sementes
foram avaliadas pelo teste de germinação, primeira contagem da germinação, emergência de plântulas
em casa de vegetação, índice de velocidade de emergência de plântulas e massa seca de plântulas. Foram
realizadas também determinações de teor de água, proporção de sementes chatas e de sementes mocas e
quantidade de sementes beneficiadas. Verificou-se que o beneficiamento em máquina de ar e peneiras e
em mesa gravitacional pode contribuir para o aprimoramento da qualidade fisiológica das sementes de
café, sendo equipamentos eficientes para a separação do lote em frações com qualidade fisiológica distinta. As sementes de menor tamanho e menor densidade apresentam qualidade fisiológica inferior à
das demais e as sementes mocas podem revelar qualidade fisiológica similar à das sementes chatas.
Palavras-chave: Coffea arabica L., tipos de sementes, germinação, qualidade fisiológica.
ABSTRACT
PROCESSING AND QUALITY OF ARABICA COFFEE SEEDS
A coffee seed lot of Catuaí Amarelo cultivar was processed by air-screen machine and gravity
table in order to study the effect of processing on seed quality. Samples were obtained in each step of
the process constituting the treatments. It were evaluated on to germination, at 15 and 30 days,
emergence index and speed in green house, and seedling dry matter. Water content, shape (peaberry
and flat seeds) and the amount of seeds processed were also determined. Processing in air screen machine
and gravity table improved the physiological quality of the coffee seeds; the equipments were efficient
to separate a coffee seed lot into fractions of distinct physiological quality. Both, small and the light
seeds showed inferior physiological quality compared to the other types. Peaberry seeds may have
physiological quality similar to flat seeds.
Key words: Coffea arabica L., kind of seeds, seed germination, physiological seed quality.
( 1) Recebido para publicação em 12 de junho de 2003 e aceito em 16 de abril de 2004.
( 2) Pólo de Desenvolvimento Tecnológico dos Agronegócios do Nordeste Paulista, Agência Paulista de Tecnologia dos
Agronegócios (APTA), Caixa Postal 58, 13730-970 Mococa (SP). E-mail: [email protected]
( 3) Centro de Insumos Estratégicos e Serviços Especializados, Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (APTA),
Caixa Postal 28, 13001-970 Campinas-(SP).
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.291-297, 2004
292
G.S. Giomo et al.
1. INTRODUÇÃO
O beneficiamento constitui parte essencial
dentre as diversas etapas de produção de sementes,
quando os lotes precisam ser manuseados adequadamente para aprimorar a qualidade. O tamanho e a
densidade são fatores diferenciais utilizados nas separações realizadas durante o beneficiamento
(V AUGHAN et al., 1976) e podem constituir indicativos
de qualidade fisiológica das sementes. Assim, dentro
de um mesmo lote, as sementes de menor tamanho ou
menor densidade podem apresentar, de modo geral,
menores valores de germinação e vigor do que as demais (P OPINIGIS, 1985). Entretanto, segundo CARVALHO
e N AKAGAWA (2000), os efeitos do tamanho e da densidade das sementes sobre a germinação, vigor,
crescimento inicial e produção da planta não estão
ainda inteiramente elucidados.
As sementes de café são extraídas de frutos
maduros (estádio cereja) por processamento “via-úmida” (SILVA , 2000), sendo comum nos lotes a presença
de fragmentos do epicarpo (casca) e do endocarpo
(pergaminho), de frutos não descascados (café em
coco), de sementes sem pergaminho, de sementes quebradas e de sementes miúdas, que precisam ser
removidos durante o beneficiamento para aprimorar
a qualidade do lote. Quanto à forma, segundo FAZUOLI
(1986), há predominância de sementes chatas (achatadas) nos lotes de café arábica, embora ocorram
sementes mocas (ovaladas) em freqüência variável.
A semente moca origina-se do desenvolvimento exclusivo de uma única semente, de forma ovalada,
no fruto (C ARVALHO e KRUG , 1949; MENDES , 1957). De
acordo com CASTRO (1960), as sementes mocas têm potencial genético e fisiológico idêntico ao das sementes
chatas, podendo originar plantas que vão produzir
tanto sementes chatas quanto mocas, em proporção
variável segundo as características da cultivar e da
sua interação com o ambiente; a diferença entre esses dois tipos de sementes é morfológica, não havendo,
portanto, motivo de natureza fisiológica para se removerem as sementes mocas dos lotes de café (GIOMO
et al., 2001a, b). No entanto, para o Estado de Minas
Gerais há um limite de tolerância de 12% de sementes mocas nos lotes de café para fins de
comercialização (LOBATO e C ARVALHO, 1988).
As máquinas utilizadas no beneficiamento de
sementes realizam as separações com base em diferenças físicas entre os componentes do lote e, para que
as operações sejam realizadas de maneira eficaz, é
necessário o uso de um ou mais equipamentos
especializados que permitam a remoção de materiais
indesejáveis, promovendo um efetivo aprimoramento
da qualidade dos lotes (WELCH, 1973; VAUGHAN et al., 1976).
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.291-297, 2004
BUITRAGO et al. (1991) observaram, em lotes de
feijão, que o uso exclusivo da máquina de ar e peneiras não melhorou a qualidade das sementes. Essas,
porém, coletadas na descarga superior da mesa
gravitacional apresentaram qualidade superior à das
sementes das demais frações. Por sua vez, B ORGES et
al. (1991) verificaram que a máquina de ar e peneiras
e a mesa gravitacional podem causar injúrias mecânicas, com reflexos negativos à qualidade das sementes
de feijão.
Trabalhando com sementes de milho, BAUDET
e M ISRA (1991) verificaram que a mesa gravitacional
foi eficiente para separar o lote em frações com
qualidade distinta, quando as sementes coletadas na
descarga superior apresentaram melhor qualidade
física e fisiológica, nas comparações com as demais
frações. ALEXANDRE e SILVA (2001) avaliaram a eficiência
da mesa gravitacional no beneficiamento de sementes
de ervilhaca-comum (Vicia sativa L.) e verificaram que
a separação das sementes, segundo a massa
volumétrica e densidade, proporcionou alterações
favoráveis ao lote, cujas sementes de maior densidade
apresentaram qualidade fisiológica superior.
Na maioria das pesquisas realizadas observase que há concordância quanto à necessidade de
remoção das sementes de menor tamanho e menor
densidade do lote, pois a pequena quantidade de substâncias de reserva pode proporcionar um lento
desenvolvimento às plântulas. Além disso, em inúmeros trabalhos já se verificou que a separação das
sementes por tamanho e densidade é vantajosa para
o aprimoramento da qualidade de diversas espécies.
O presente trabalho foi realizado com o objetivo de estudar os efeitos do beneficiamento em
máquina de ar e peneiras e em mesa gravitacional na
qualidade fisiológica das sementes de café arábica.
2. MATERIAL E MÉTODOS
Foram estudadas as sementes da cultivar
Catuaí Amarelo IAC 62 de café arábica (Coffea arabica L.),
produzidas no Pólo Regional de Desenvolvimento
Tecnológico dos Agronegócios do Nordeste Paulista,
sediado em Mococa (SP). O lote de sementes foi, inicialmente, submetido à pré-limpeza em máquina de ar
e peneiras visando à remoção de sementes miúdas e
de materiais leves (resíduos de cascas e de pergaminhos). Para tanto, utilizaram-se peneiras com
perfurações oblongas de 13/64 x ¾ de polegada na
desfolha e circulares de 18/64 de polegada na
peneiração.
Beneficiamento e qualidade de sementes de café arábica
Em seguida, as sementes retidas na peneira
inferior foram encaminhadas à mesa gravitacional regulada de acordo com as recomendações de GREGG e
F AGUNDES (1975). As seções de descarga foram ajustadas de maneira a permitir maior concentração de
materiais indesejáveis (sementes sem pergaminho, sementes com pergaminho danificado e sementes com
casca) na descarga inferior. Após a estabilização do
funcionamento dos equipamentos coletaram-se amostras de aproximadamente dois quilogramas de
sementes em cada etapa do beneficiamento para comparação com as sementes não beneficiadas do lote
original.
A seqüência operacional utilizada permitiu a
obtenção dos seguintes tratamentos: NB – sementes
não beneficiadas (lote original); PL13 e PL<18 – sementes retidas na peneira 13/64 x ¾ de polegada e
sementes que atravessaram a peneira 18/64 de polegada da máquina de ar e peneiras respectivamente;
MGS, MGIS, MGII e MGI – sementes retidas na peneira 18/64 de polegada da máquina de ar e peneiras e
coletadas nas descargas superior, intermediária-superior, intermediária-inferior e inferior da mesa
gravitacional respectivamente. Logo após, as sementes foram submetidas às seguintes avaliações:
a) Teor de água: determinado pelo método da
estufa a 105 ± 3 ºC durante 24 horas, conforme as recomendações das Regras para Análise de Sementes
(BRASIL , 1992). Foram utilizadas duas subamostras de
25 sementes sem pergaminho para cada repetição e o
cálculo do teor de água foi feito com base na massa
de sementes úmidas;
b) Proporção de sementes chatas e mocas: determinada em quatro amostras de 500 gramas para
cada tratamento, em que as sementes chatas e mocas
foram separadas e tiveram suas massas determinadas.
As percentagens foram obtidas dividindo-se a massa
de cada tipo de semente (chata ou moca) pela massa
total de sementes de cada amostra respectiva (chatas
+ mocas);
c) Quantidade de sementes beneficiadas: todos os materiais separados na máquina de ar e
peneiras e na mesa gravitacional foram recolhidos, e
dividiu-se a massa de cada fração pela massa total de
sementes do lote, obtendo-se o percentual de sementes beneficiadas. A quantidade de sementes obtidas em
cada fração foi utilizada para o cálculo da média ponderada da porcentagem de germinação;
d) Teste de germinação: realizado com quatro subamostras de 50 sementes sem pergaminho para
cada tratamento, colocadas em rolos de papel toalha
“germitest” umedecido com água destilada na proporção de 2,5 vezes a massa do papel seco.
293
O endocarpo foi cuidadosamente removido,
de acordo com as recomendações de H UXLEY (1965) e
as sementes, colocadas para germinar à temperatura
constante de 30 ºC na presença de luz. A contagem
final foi realizada no trigésimo dia após a semeadura, computando-se o número de plântulas normais,
conforme os critérios estabelecidos pelas Regras para
Análise de Sementes (BRASIL, 1992). Foram determinadas, também, as porcentagens de plântulas anormais
e de sementes mortas. Calculou-se a média ponderada da germinação do novo lote obtido após o
beneficiamento, considerando-se a germinação (%) e
a quantidade de sementes (kg) dos melhores tratamentos.
e) Primeira contagem da germinação: foi determinada juntamente com o teste de germinação,
computando-se o número de plântulas normais no 15.o
dia após a semeadura, conforme método descrito por
NAKAGAWA (1999);
f) Teste de emergência de plântulas: realizado em casa de vegetação, de acordo com o método
de NAKAGAWA (1994). Foram semeadas diretamente no
solo quatro subamostras de 50 sementes com pergaminho para cada tratamento, a uma profundidade de
1,5 cm e em sulcos espaçados de 25 cm. A contagem
das plântulas foi feita após a conclusão da emergência, aos 77 dias da semeadura, estando as plântulas
no estádio de folhas cotiledonares expandidas (orelha-de-onça);
g) Velocidade de emergência de plântulas:
determinada juntamente com o teste de emergência de
plântulas. Foi feita a contagem das plântulas diariamente, desde o surgimento da primeira plântula até
a finalização da emergência. Calculou-se a velocidade de emergência conforme os critérios propostos por
MAGUIRE (1962);
h) Massa seca de plântulas: no fim do teste
de emergência, as plântulas foram extraídas do solo,
lavadas em água corrente e colocadas para secar em
estufa com circulação de ar à temperatura de 60 ºC,
até atingirem massa constante. A massa obtida foi dividida pelo número de plântulas da parcela,
obtendo-se a massa de matéria seca por plântula, em
miligramas (mg).
Adotou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado, considerando-se sete
tratamentos com quatro repetições. Para fins estatísticos, os dados obtidos em porcentagem foram
transformados em arco seno de (x/100)½ , porém nos
resultados são apresentados os valores originais. A
comparação entre as médias foi feita pelo teste de
Tukey a 5% de probabilidade. Os dados de quantidade de sementes beneficiadas e a proporção de
sementes chatas e mocas não foram submetidos à análise estatística.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.291-297, 2004
294
G.S. Giomo et al.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Segundo os dados apresentados na Tabela 1,
observa-se que o lote original (NB) apresentou cerca
de 19% de sementes mocas antes do beneficiamento.
No entanto, a maioria dessas sementes ficou retida na
peneira 13/64 x ¾ de polegada da máquina de ar e
peneiras, de maneira que o material conduzido à mesa
gravitacional passou a ser constituído, predominantemente, por sementes chatas. Assim, a quantidade de
sementes mocas baixou para menos de 1% nos tratamentos obtidos na mesa gravitacional (MGS, MGIS,
MGII e MGI), indicando o efeito positivo da máquina
de ar e peneiras para a separação de sementes mocas.
Os dados de germinação, apresentados na Tabela 2, mostram que as sementes foram separadas em
dois grupos distintos de acordo com a qualidade fisiológica. Observa-se que as sementes dos tratamentos
PL13 e MGS expressaram os maiores valores de
germinação, enquanto as sementes dos tratamentos
NB, PL<18 e MGI apresentaram os menores valores.
Já as sementes dos tratamentos MGIS e MGII indicaram valores intermediários de germinação, porém sem
diferir significativamente dos tratamentos cujas sementes apresentaram os maiores ou os menores
valores de germinação.
Os dados da primeira contagem da germinação revelam que as sementes dos tratamentos MGIS,
MGS e PL13 apresentaram vigor superior, diferindo
significativamente das sementes com menor valor de
vigor (MGI). Os tratamentos NB, MGII e PL<18 não
diferiram significativamente entre si, embora tenham
apresentado sementes com valores numéricos intermediários de vigor, em relação aos tratamentos cujas
sementes apresentaram vigor superior ou inferior. Esses resultados reforçam os efeitos benéficos da
máquina de ar e peneiras e da mesa gravitacional no
aprimoramento da qualidade das sementes de café.
Tabela 1. Valores médios para o teor de água (%), proporção de sementes chatas e mocas (%), e quantidade de
sementes em cada fração (kg e %), obtidos em lote de sementes de café Catuaí Amarelo beneficiado em
máquina de ar e peneiras e mesa gravitacional
Tratamento
Teor de água
Proporção de sementes
Chatas
Quantidade de sementes
Mocas
%
kg
%
NB
48,5 a
80,8 b
19,2 c
(376)
(100)
PL13
44,2 b
23,8 d
76,2 a
98
26
PL<18
39,5 d
66,8 c
33,2 b
8
2
MGS
44,1 b
99,9 a
0,1 d
118
31
MGIS
43,2 bc
99,9 a
0,1 d
93
25
MGII
42,1 c
99,9 a
0,1 d
49
13
MGI
38,1 d
99,9 a
0,1 d
10
3
CV (%)
1,6 3,3
14,5 -
-
Médias seguidas de mesma letra na coluna não diferem significativamente entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.
A porcentagem de plântulas anormais não diferiu significativamente entre os tratamentos, não
servindo, portanto, como parâmetro diferenciador da
qualidade fisiológica das sementes neste experimento. Já em relação às sementes mortas, observa-se que
os tratamentos PL13 e MGS apresentaram os menores valores, motivo pelo qual possuíram sementes com
qualidade fisiológica superior. Nos tratamentos NB,
MGIS e MGII foram verificados valores intermediários, porém sem diferir significativamente dos
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.291-297, 2004
tratamentos PL<18 e PL13 que apresentaram, respectivamente, os maiores e os menores valores de
sementes mortas.
Constata-se, adicionalmente, que as sementes
dos tratamentos PL<18 e MGI constituíram materiais
de baixa qualidade fisiológica, pelo teste de germinação, devido ao alto percentual de sementes mortas.
Ressalta-se que o lote original (NB), mesmo sendo recém-colhido, já apresentava elevadas porcentagens de
plântulas anormais e de sementes mortas.
295
Beneficiamento e qualidade de sementes de café arábica
Tabela 2. Valores médios de germinação (GE), primeira contagem da germinação (PC), plântulas anormais
(PA), sementes mortas (SM), emergência de plântulas em casa de vegetação (EC), índice de velocidade de
emergência (IVE) e massa de matéria seca de plântulas (MSP), obtidos em lote de sementes de café Catuaí
Amarelo beneficiado em máquina de ar e peneiras e mesa gravitacional
Tratamento
GE
PC
PA
SM
EC
IVE
%
MSP
mg
NB
62,0 b
38,0 abc
22,0 a
16,0 abc
73,0 a
1,2 a
94,1a
PL13
73,0 a
41,5 ab
17,0 a
9,0 c
74,0 a
1,2 a
93,0 a
PL<18
57,5 b
34,0 bc
17,5 a
25,0 a
55,0 b
0,8 b
67,1b
MGS
73,0 a
42,0 ab
17,5 a
9,5 bc
79,0 a
1,3 a
92,3a
MGIS
65,5 ab
43,5 a
19,0 a
14,5 abc
75,0 a
1,2 a
86,3ab
MGII
64,5 ab
36,5 abc
19,0 a
16,5 abc
66,0 ab
1,1 ab
82,4ab
MGI
58,5 b
32,0 c
20,5 a
21,0 ab
54,0 b
0,8 b
81,2ab
6,8
10,7
20,0
8,3
9,7
10,4
CV (%)
31,6
Médias seguidas de mesma letra na coluna não diferem significativamente entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.
Confrontando-se os resultados do teste de germinação com os valores de teor de água (Tabela 1),
infere-se que o elevado grau de umidade das sementes durante o beneficiamento não foi prejudicial à
qualidade, haja vista que as sementes submetidas à
ação da máquina de ar e peneiras e mesa
gravitacional (tratamentos PL13, MGS, MGIS e MGII)
apresentaram qualidade fisiológica superior à das sementes não beneficiadas do lote original (tratamento
NB). Assim, embora não tenham sido feitas avaliações
de danos mecânicos, é provável que o endocarpo rígido (pergaminho) possa ter protegido as sementes
contra abrasões e impactos durante as operações do
beneficiamento, preservando sua integridade física.
As determinações da porcentagem e da velocidade de emergência de plântulas em casa de
vegetação proporcionaram resultados idênticos na
avaliação da qualidade fisiológica, indicando vigor
superior para as sementes dos tratamentos MGS,
MGIS, PL13 e NB, e vigor inferior para as sementes
dos tratamentos PL<18 e MGI. Nota-se, também, que
as sementes do tratamento MGII apresentaram superioridade numérica dessas variáveis em relação aos
tratamentos PL<18 e MGI, porém sem diferir significativamente desses tratamentos.
A avaliação da massa seca de plântulas indicou vigor superior para as sementes dos tratamentos
NB, PL13 e MGS e inferior para as sementes do tratamento PL<18. O vigor das sementes dos tratamentos
MGIS, MGII e MGI foi intermediário, em termos numéricos, porém não diferiu significativamente das
sementes dos demais tratamentos. A não-detecção da
baixa qualidade fisiológica das sementes do tratamento MGI, pela avaliação de massa seca de plântulas,
pode ter sido devido ao longo período decorrido entre a emergência das plântulas e a determinação dessa
variável (77 dias). Assim, as plântulas que emergiram
primeiro atingiram antes o estádio de folhas
cotiledonares completamente desenvolvidas (orelhade-onça) e podem ter realizado fotossíntese,
incrementando a produção de matéria seca e contribuindo para igualar as médias.
Observa-se que as sementes dos tratamentos
PL<18 e MGI apresentaram baixos valores de germinação e vigor em quase todos os testes realizados,
mostrando que a remoção dessas frações do lote poderia contribuir para a melhoria da qualidade
fisiológica das sementes, porém com descarte de 5%
do lote original, conforme os dados apresentados na
tabela 1. Confrontando-se os dados de germinação
com o padrão de sementes fiscalizadas de café (germinação ≥ 70%), somente as sementes dos tratamentos
PL13 e MGS poderiam ser comercializadas. Entretanto, considerando-se a média ponderada de germinação
das sementes dos melhores tratamentos (PL13, MGS,
MGIS e MGII), constata-se que a composição da mistura dessas sementes resultaria em novo lote com 70%
de germinação, atendendo ao padrão mínimo recomendado para o Estado de São Paulo (SÃO P AULO ,
1997). Dessa forma, a germinação das sementes não
beneficiadas passaria de 62% para 70% no novo lote,
obtido após o beneficiamento, revelando que a máquina de ar e peneiras e a mesa gravitacional foram
benéficas para o aprimoramento da qualidade fisiológica das sementes de café.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.291-297, 2004
296
G.S. Giomo et al.
As sementes do tratamento PL13, constituído
por aproximadamente 76% de sementes mocas, apresentaram qualidade fisiológica similar à das sementes
dos tratamentos MGS e MGIS, constituídos quase exclusivamente por sementes chatas. Assim,
considerando-se a qualidade fisiológica dessas sementes e as observações feitas por CARVALHO e KRUG (1949),
MENDES (1957), CASTRO (1960) e GIOMO et al. (2001a, b),
não há motivo de natureza fisiológica para que as sementes mocas sejam removidas do lote. Outro
inconveniente advindo da remoção das sementes
mocas do lote (PL13) seria o descarte de 26% do lote
original, conforme os dados apresentados na Tabela
1, o que certamente acarretaria prejuízos ao produtor
de sementes de café.
BUITRAGO, I.C.; VILLELA, F.A.; TILLMANN, M.A.A.; SILVA,
J.B. Perdas e qualidade de sementes de feijão beneficiadas em
máquina de ventiladores e peneiras e mesa de gravidade.
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4. CONCLUSÕES
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RENA, A.B.; MALAVOLTA, E.; ROCHA, M.; YAMADA, T.
(Eds.). Cultura do cafeeiro: fatores que afetam a produtividade. Piracicaba: POTAFÓS, 1986. p.87-113.
1. O beneficiamento em máquina de ar e peneiras e mesa gravitacional pode contribuir para o
aprimoramento da qualidade fisiológica das sementes de café.
GIOMO, G.S.; RAZERA, L.F.; GALLO, P.B. Beneficiamento de
sementes de café (Coffea arabica L.) em máquina de ar e peneiras e mesa gravitacional. In: SIMPÓSIO DE PESQUISA DE
CAFÉS DO BRASIL, 2., 2001, Vitória. Resumos... Brasília:
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2. A máquina de ar e peneiras e a mesa
gravitacional são equipamentos eficientes para a separação do lote de sementes de café em frações com
qualidade fisiológica distinta.
GIOMO, G.S.; RAZERA, L.F.; GALLO, P.B. Qualidade fisiológica de sementes de café (Coffea arabica L.) beneficiadas em
máquina de ventiladores e peneiras e mesa gravitacional.
Informativo ABRATES, Curitiba, v.11, n.2, p.68, 2001b.
3. As sementes de café de menor tamanho e
menor densidade apresentam qualidade fisiológica
inferior à das demais.
GREGG, B.R.; FAGUNDES, S.R.F. Manual de operações da
mesa de gravidade. Brasília: AGIPLAN, 1975. 78p.
4. As sementes mocas de café podem apresentar qualidade fisiológica similar à das sementes
chatas.
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Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.291-297, 2004
Bragantia
Print ISSN 0006-8705
Bragantia vol.63 no.2 Campinas 2004
AGROMETEOROLOGIA
Comparação microclimática de ambiente de várzea
e de posto meteorológico
Microclimatic comparison of the environment of weather station
and floodplains
Andrew Patrick Ciarelli BruniniI; Mario José Pedro JúniorII; Paulo Boller
GalloIII
ICurso
de Pós Graduação em Agricultura Tropical e Subtropical, Instituto Agronômico
(IAC), Caixa Postal 28 , 13001-970 Campinas (SP)
IIInstituto Agronômico (IAC/APTA). Bolsista do CNPq. E-mail: [email protected]
IIIPolo Regional de Desenvolvimento Tecnológico do Nordeste Paulista (DDD/APTA),
Caixa Postal 58, 13730-970 Mococa (SP)
RESUMO
Foi realizado um estudo visando comparar os ambientes de várzea sistematizada e de
posto meteorológico, no município de Mococa (SP), por meio de medições de
temperatura e umidade relativa do ar, radiação solar global e velocidade do vento. No
ambiente de várzea, foi medido também o saldo de radiação. A comparação de médias
foi feita por análise de dados pareados, de outubro a março (representando as
condições de primavera/verão) e de abril a julho (outono e inverno). A
evapotranspiração na escala diária foi estimada pelo método de Penman–Monteith,
adotado como padrão pela FAO. No período outono-inverno (O-I), observou-se que,
para a temperatura máxima do ar, a diferença média entre os ambientes foi de 0,1 ºC;
para a temperatura mínima do ar, a várzea apresentou média inferior de 3,4 ºC,
enquanto no período de primavera-verão as temperaturas máximas, na várzea, foram,
em média, 0,9 ºC mais elevadas que no posto meteorológico. Os valores de
evapotranspiração, no período de primavera/verão, os dois ambientes analisados
foram muito semelhantes. A evapotranspiração em ambos os ambientes variou entre
1,0 e 7,8 mm por dia com valores máximos ocorrendo no período outubro/novembro.
Durante o outono/inverno as estimativas feitas para o posto meteorológico foram
superiores em 1,6 mm por dia às da várzea. No período de outono-inverno foram mais
acentuadas as diferenças entre várzea e posto meteorológico.
Palavras-chave: microclima, várzea, temperatura, umidade relativa,
evapotranspiração.
ABSTRACT
A study was conducted to compare the systematic flood plain environment and that of
a Weather Station. The survey was conducted in the Mococa county, São Paulo State,
Brazil. The measurements of the microclimatic parameters at the weather station and
floodplain environment were made by means of the automated weather station (SCI)
determining: temperature and relative humidity of the air, and global solar radiation.
In the floodplain environment the net radiation was also measured. The average values
were compared by paired comparison analysis, for the months from October to March
(representing spring and summer conditions) and the months from April to July
(representing autumn and winter conditions).The evapotranspiration in the daily scale
was estimated by the Penman-Monteith method adopted by FAO. During the autumnwinter (O-I) period, in the floodplain, it was observed that the average maximum air
temperature were 0.1ºC and the minimum air temperature was found to be 3.4ºC
lower than the weather station environment. During autumn-winter period the
maximum temperatures, at the floodplain, were 0,9 ºC higher than the standard
weather conditions. Considering the evapotranspiration in the spring/summer period,
the values in the two conditions analyzed (station vs. floodplain) were very similar.
Evapotranspiration in both environments varied between 1.0 and 7.8 mm/day with
maximum values occurring during the October/November period. On the other hand,
the estimates made during the autumn/winter period for the weather station were
higher, than those made for the floodplain. In the autumn/winter period the
evapotranspiration estimated for the station were mostly superior( 1.6 mm/day) to
those of the floodplain. During the autumn/winter period the differences between the
environment of flood plains and weather station were higher showing that for the
floodplains the microclimatic parameters are more extreme than for the weather
station.
Key-words: microclimate, temperature, relative humidity, evapotranspiration.
1. INTRODUÇÃO
As várzeas são extensões de terra localizadas à margem de rios ou lagos, cuja
topografia permite a exploração de culturas adaptadas a esse ambiente e apresentam
grande potencial de exploração no Estado de São Paulo. Apesar da importância em
conhecer o comportamento da temperatura e da umidade relativa nesse ambiente,
poucos trabalhos existem na quantificação das condições de várzea e suas relações
com as características macroclimáticas determinadas em condição de Posto
Meteorológico.
YOSHINO (1975) descreve que em condições de microclima como várzeas, vales e
bases de montanha a temperatura do ar é mínima no local onde a altitude é menor,
tanto pelo resfriamento da superfície como pelo acúmulo do ar frio. Esse mesmo autor
também ressalta que a temperatura máxima do ar apresenta menores diferenças, por
ser essa função da taxa de resfriamento do ar e da exposição de vertente.
CAMARGO (1972) afirma que os terrenos de baixada para onde converge o ar frio das
adjacências, tornando-se cada vez mais frios e úmidos, ficam mais sujeitos à
ocorrência de temperaturas mínimas mais baixas. Essa redução mais acentuada de
temperatura propicia um aumento da umidade relativa do ar, induzindo, muitas vezes,
à ocorrência de orvalho e neblina.
Os trabalhos existentes na literatura visam quantificar as variações da temperatura e
umidade do ar em diferentes ambientes, porém poucos estão diretamente relacionados
ao ambiente de várzea.
Embora o clima seja determinado pelos parâmetros ou fatores climáticos, grandes
extensões de água ou florestas têm impactos locais pela redução, principalmente, na
amplitude térmica, embora GEIGER (1950) afirme que a caracterização isolada da
influência de uma floresta sobre o clima seja dificultada pelos fatores macroclimáticos
e a própria variabilidade sazonal e temporal dos elementos meteorológicos.
A evapotranspiração é outro fator importante a ser avaliado, principalmente, devido às
características topográficas e de umidade do solo que ocorrem em condições de
várzea.
Existem inúmeras fórmulas de estimativa da evapotranspiração (PEREIRA et al. 1997),
e o uso de cada uma delas está condicionado à disponibilidade ou existência dos
parâmetros necessários à sua aplicação. Dentre essas destaca-se a de Penman
(PENMAN, 1948), principalmente para estimativas diárias.
BERLATO e MOLION (1981), analisando a fórmula de Penman para estimativa da
evaporação, verificaram que sua expressão fora derivada para a superfície livre de
água e, no caso de se analisar a evapotranspiração, os fatores de solo e planta devem
ser incluídos. Posteriormente, objetivando estimativas de evapotranspiração para
culturas agrícolas, a fórmula de Penman foi adaptada, tendo sido incluídos parâmetros
de resistência da cultura e do ar ao transporte de vapor d'água .
ABTEW (1996) comparou diferentes métodos para estimativa da evapotranspiração em
regiões de terras úmidas, nos Everglades da Flórida, e observou que a fórmula de
Penman-Monteith apresentou as menores diferenças em comparação aos valores
medidos.
WESSEL e ROUSE (1994), ao modelar a evaporação de Tundra, comparando diferentes
métodos e uma versão modificada do método de Penman-Monteith ,verificam que este
último obteve maior potencial de uso nessas condições.
MAO et al (2002) estudaram as taxas de evapotranspiração estimadas e medidas em
diferentes ambientes de áreas inundáveis na Flórida (USA), utilizando o método de
Penman-Monteith. Os resultados mostraram que as estimativas da evapotranspiração,
em base mensal, foram muito próximas aos valores medidos.
O rápido avanço das técnicas de medidas dos parâmetros meteorológicos com o uso de
Estações Meteorológicas Automáticas (HUBBARD e SIVAKUMAR, 2001) deve ser
considerado na utilização dos diferentes métodos de estimativa da evapotranspiração,
em especial para uso da fórmula de Penman-Monteith.
Com base no trabalho de ALLEN et al. (1989), a FAO (ALLEN et al.,1998) recomendou
a adoção do método de Penman-Monteith como padrão para a estimativa da
evapotranspiração de referência e vários testes têm sido realizados nas condições
brasileiras para a escala diária.
PEREIRA et al. (2002b) comprovaram o uso adequado dos dados de estações
meteorológicas automáticas (EMA) para estimativa da evapotranspiração de referência
diária, com base no boletim FAO-56 (ALLEN et al., 1998), comparando com os
resultados de estações convencionais e de medidas lisimétricas de evapotranspiração.
As várzeas devido às áreas características peculiares de topografia e alta
disponibilidade de umidade do solo durante todo o ano necessitam de estudos mais
detalhados de medição de temperatura e umidade de ar e de estimativa de
evapotranspiração. Portanto, foi desenvolvido este experimento visando caracterizar o
ambiente de várzea e comparar com ambiente de posto meteorológico.
3. MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi desenvolvido em área experimental do Pólo Regional de
Desenvolvimento Tecnológico dos Agronegócios do Nordeste Paulista (DDD/APTA),
localizado no município de Mococa (latitude: 21º 28' Sul; longitude: 47º 01'Oeste e
altitude: 665 m).
O clima da região, de acordo com a classificação de Köppen, é Aw, com verão úmido e
inverno seco. A temperatura média anual é de 22,4 ºC, e o total médio anual de
precipitação pluvial é de 1.514 mm.
Os ambientes monitorados foram de posto meteorológico e de várzea sistematizada.
As medições dos parâmetros microclimáticos em ambiente de posto meteorológico com
grama batatais, e área útil 30 x 30 m foram feitas por meio de Estação Meteorológica
Automática, modelo Campbell Scientific, e os sensores utilizados foram: a)
temperatura do ar/umidade relativa do ar –modelo HMP45C; b) anemômetro – MetOne, modelo 014A; c) radiação solar - radiômetro – Kipp e Zonen - modelo SP Lite.
A estação meteorológica automática possuía um sistema de coleta e armazenamento
dos registros dos sinais dos sensores (Campbell Scientific, modelo CR 10X).
A várzea sistematizada compreende uma área de 15 ha sendo grande parte cultivada
com arroz inundado durante o verão e aveia e trigo no inverno. Aproximadamente 2/3
foi deixada em pousio, local onde se realizou o monitoramento dos parâmetros em
escala microclimática. Confronta-se ao Norte com o rio das Onças e sua vegetação
ciliar, e ao Sudoeste com uma pequena elevação que configura a área de várzea.
A vegetação dominante constituía-se de plantas daninhas, composta de tiriricão
(Echinochloa crusgalli) (80%), capim arroz (Cyperus esculentus) (15%) e outras de
menor ocorrência (5%). Dessa maneira, a vegetação se assemelhava à de grama do
Posto Meteorológico, sendo a altura da cobertura vegetal entre 15 e 20 cm na maioria
do período de realização do experimento. No ambiente de várzea foi medido, além dos
parâmetros relacionados para ambiente de posto meteorológico, o saldo de radiação
por meio de saldo radiômetro (Campbell Scientific, Inc – modelo Q-7).
Para caracterizar a variação dos valores diários da temperatura do ar máxima e
mínima, radiação solar global, umidade relativa do ar em ambiente de várzea e de
posto meteorológico e saldo de radiação apenas na várzea, foram analisados os
valores extremos e/ou médias diárias dos valores obtidos nas estações meteorológicas
automáticas. As medições foram feitas no período de outubro de 2001 a julho de 2002
agrupando-se outubro a março, representando as condições de primavera/verão, e
abril a julho, representando outono/inverno.
Os valores diários dos diferentes parâmetros foram submetidos à análise de variância
de dados emparelhados ou pareados (SOKAL e ROHLF, 1969) para comparação entre
os diferentes ambientes analisados e verificou-se a significância pelo teste F.
A evapotranspiração foi estimada pelo método de Penman, adaptado por ALLEN et al.
(1989) em escala diária. Atualmente, é o método-padrão adotado pela FAO (ALLEN et
al., 1998), sendo ETP (mm.d-1) dada pela seguinte fórmula, conforme descrito em
Pereira et al.(2002a):
sendo: Rn - o saldo de radiação total diária (MJ.m-2.d-1); G - o fluxo de calor no solo
(MJ m-2 .d-1); g = 0,063 kPa ºC-1 - a constante psicrométrica; T - a temperatura
média do ar (ºC); U2 - a velocidade do vento a 2 m de altura (m.s-1); es - a pressão de
saturação de vapor (kPa); ea - a pressão parcial de vapor (kPa); e s - a declividade da
curva de pressão de vapor na temperatura do ar, em kPa ºC-1, dado por:
s = (4098.es) / (T + 237,3)2
es = (esTmax + esTmin) / 2
esTmax = 0,6108.e[(17,27.Tmax)
/ (237,3 + Tmax)]
esTmin = 0,6108.e[(17,27Tmin) / (237,3 + Tmin)]
ea = (URmed.es) / 100
URmed = (URmax + URmin) / 2
T = (Tmax + Tmin) / 2
sendo: Tmax - a temperatura máxima do ar (ºC); Tmin - a temperatura mínima do ar
(ºC); Urmax - a umidade relativa máxima do ar (%); Urmin - a umidade relativa
mínima do ar (%).
Para o ambiente de posto meteorológico o saldo de radiação foi estimado em função da
radiação solar global como sugerido por Pereira (1998):
Rn = 0,574 Rs
Rs - a radiação solar global (MJ. m-2.d-1)
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
A caracterização do microclima, as análises e a comparação entre os ambientes de
várzea e os de posto meteorológico foram divididas em virtude das estações do ano, e
das características do estudo, em dois segmentos: primavera/verão e outono/inverno.
3.1 Temperatura do ar
A variação dos valores de temperatura do ar máxima e mínima diários referentes ao
período primavera/verão é mostrada na Figura 1. Esse período é caracterizado por um
aumento de temperatura do ar do início da primavera até março, e com uma
característica de precipitação pluviométrica com índices menores, baixos na primavera
e maiores durante o verão.
Os valores máximos e mínimos médios foram, respectivamente, de 31,3 ºC e 18,9 ºC
para a várzea e de 30,4 ºC e 19,4 ºC, para as condições do posto meteorológico,
mostrando-se as temperaturas máximas superiores, em 0,9 ºC, na várzea em relação
ao posto meteorológico, enquanto as mínimas foram inferiores, em média 0,5 ºC, na
condição de várzea.
A variação dos valores diários das temperaturas máximas e mínimas nos ambientes
durante o período de outono/inverno é apresentada na Figura 2. Deve-se ressaltar que
o período outono/inverno caracteriza-se por uma diminuição constante da temperatura
do ar, de abril a julho, assim como da precipitação pluvial.
Observa-se que com relação à temperatura máxima do ar durante o período de
outono/inverno as diferenças não são marcantes entre os ambientes (Várzea-Posto),
com diferença média de 0,2 ºC. Em relação à temperatura mínima do ar, porém, a
várzea foi em média 3,2 ºC inferior à do posto, no período outono/inverno, com
valores extremos até de 6,4 ºC inferior à do posto (15/maio). Esse fato pode ser
explicado pelo maior acúmulo de ar frio na baixada (várzea), em função da sua
topografia.
Esses resultados corroboram as afirmações de YOSHINO (1975), ao afirmar que
comparando-se as características térmicas de clima local (microclima) em relação às
variações macroclimáticas, as maiores diferenças são observadas na temperatura
mínima do ar devido ao acúmulo de ar frio.
A amplitude térmica nas condições de várzea foi maior que no posto meteorológico. Na
várzea, no período primavera/verão a amplitude térmica média foi 12,3 ºC, enquanto
no posto a amplitude térmica média foi 11,0 ºC. Já no período outono/inverno, a
amplitude térmica média da várzea foi 17,7 ºC, enquanto no posto, 14,2 ºC, devido às
condições topoclimáticas, que permitem maior acúmulo de ar frio nas condições de
várzea, induzindo à menor temperatura noturna e, conseqüentemente, maior
amplitude térmica que no posto meteorológico. Deve-se salientar também que essas
condições se acentuam a partir de maio, quando as condições locais para acúmulo de
ar frio são favorecidas.
3.2 Umidade relativa do ar
A comparação dos valores extremos da umidade relativa do ar é apresentada na figura
3 para o período primavera/verão e na figura 4 para outono/inverno.
Observa-se que ocorreram pequenas diferenças nos valores máximos da umidade
relativa do ar; na várzea, notaram-se valores superiores ao do posto meteorológico,
provavelmente em vista da maior umidade do solo em condições de várzea. Com
relação aos valores da umidade relativa mínima do ar verificou-se que as diferenças
foram muito menores.
Na várzea, os valores máximos da umidade do ar no período outono/inverno (Figura
4), ficaram sempre próximos a 100%, enquanto no posto oscilou entre 70% e 98%. Já
os valores mínimos de UR foram semelhantes em ambos os ambientes avaliados.
Os maiores valores de UR máxima na várzea, obtidos tanto no período de
primavera/verão quanto de outono/inverno, podem ter sido influenciados pelas
características de topoclima, mais próprias ao acúmulo de ar frio e também por duas
outras situações, ou seja, o solo mais úmido que no posto, devido ao lençol freático
mais superficial e à proximidade do rio que favorece maior umidade do ar.
3.3 Evapotranspiração
Os valores obtidos de evapotranspiração estimada para o posto meteorológico
gramado e em condição de várzea são mostrados nas figuras 5 e 6, para os períodos
de primavera/verão e outono/inverno.
Observa-se que no período de primavera/verão os valores de evapotranspiração nas
condições analisadas (posto e várzea) foram muito semelhantes (Figura 5). A
evapotranspiração em ambos os ambientes variou entre extremos de 1,0 e 7,8 mm por
dia com ocorrência de valores mais elevados no período outubro/novembro. Por outro
lado, durante o outono/inverno as estimativas feitas para posto meteorológico foram
superiores às da várzea. Esse fato provavelmente está relacionado às diferenças de
umidade do ar e velocidade do vento entre os ambientes, tornando o parâmetro
aerodinâmico da fórmula de Penman mais influente e com peso maior no caso das
estimativas para o posto.
Nesse período (outono/inverno) fica evidenciado, principalmente no período de abril a
junho, quando as condições de advecção, sendo mais acentuadas no ambiente de
posto meteorológico, propiciam estimativas de evapotranspiração maiores no posto do
que no ambiente de várzea.
A comparação entre a evapotranspiração em condições de várzea e a
evapotranspiração no posto meteorológico, para os dois períodos de análise, indicou
haver diferenças entre os ambientes, principalmente no período de outono/inverno.
Para analisar a causa dessas diferenças foram feitas correlações da evapotranspiração
com a radiação solar e o saldo de radiação.
Os resultados obtidos de coeficiente de determinação das correlações entre a
evapotranspiração e a radiação solar global e o saldo de radiação (Rn), são
apresentados na tabela 1.
Nota-se que no período primavera/verão, devido à alta correlação entre a
evapotranspiração e a radiação solar e o saldo de radiação, o efeito advectivo, ou seja,
do termo aerodinâmico da fórmula de Penman foi menor, com coeficiente de
determinação (R²) de 0,86 para as condições de posto e 0,93 para as de várzea.
MATZENAUER et al (1999) correlacionaram a ET obtida em lisímetro com valores de
radiação solar global incidente para a cultura de milho. Esses autores relataram haver
alta relação entre ET e Rg, do mesmo modo como encontrado neste trabalho.
Por outro lado, durante o período de outono inverno, nas condições de posto
meteorológico, os coeficientes de determinação foram mais baixos (R2= 0,58),
demonstrando maior efeito do termo aerodinâmico nas estimativas da
evapotranspiração que no ambiente de várzea, para a qual o coeficiente de
determinação foi mais elevado (R2= 0,88).
Esse fato ocorreu, provavelmente, porque as condições de umidade de solo da várzea
fizeram com que o termo do balanço de energia da fórmula de Penman tivesse maior
influência, quando comparado ao posto onde o solo estava mais seco.
3.4 Resumo das comparações microclimáticas em ambiente de várzea e posto
meteorológico
Na tabela 2 são apresentados os valores da diferença média dos parâmetros analisados
para as condições de posto meteorológico e várzea, para as épocas primavera/verão e
outono/inverno e os resultados de significância da análise de dados pareados.
Durante o período de primavera-verão (P/V) os valores de temperatura máxima,
umidade relativa máxima e amplitude térmica foram superiores no ambiente de várzea
em relação ao de posto meteorológico. Entretanto, os valores de temperatura mínima,
umidade relativa mínima, velocidade do vento e evapotranspiração foram inferiores na
várzea quando comparados aos do posto.
A mesma tendência desses parâmetros analisados se manteve durante o período de
outono-inverno(O/I). Pode-se notar, porém, pela Tabela 2, que as diferenças entre os
valores de temperatura mínima e evapotranspiração da várzea e do posto foram
intensificadas em relação ao período P/V. Fato não caracterizado para a umidade
relativa mínima e velocidade do vento.
As diferenças entre várzea e posto com relação à temperatura máxima no O/I e à
evapotranspiração na P/V, apesar de serem muito pequenas, foram significativas ao
nível de 5% pela análise de dados pareados. A comparação da umidade relativa
mínima nos dois ambientes mostrou-se não significativa.
A comparação das diferenças entre os ambientes de várzea e de posto meteorológico
(Tabela 2) permitiu verificar que a várzea, devido às suas características topográficas,
influenciou nos parâmetros microclimáticos analisados, de maneira a se sobrepor aos
efeitos macroclimáticos.
O ambiente de várzea influiu favorecendo a ocorrência de maiores diferenças das
condições microclimáticas, fazendo com que as temperaturas e umidade relativa
máximas fossem mais elevadas, e as mínimas, mais baixas, quando comparadas ao
posto meteorológico. Conseqüentemente, a amplitude térmica no ambiente de várzea
foi mais elevada que no posto meteorológico. Essa característica fica mais evidente no
período de outono/inverno, com relação à temperatura mínima, quando a diferença
entre os ambientes foi mais acentuada.
4. CONCLUSÕES
1. No período de primavera-verão o ambiente de várzea mostrou temperaturas
máximas e amplitudes térmicas mais elevadas e temperaturas mínimas menores;
umidade relativa máxima mais elevada e umidade relativa mínima e evapotranspiração mais baixas.
2. No período de outono inverno no ambiente de várzea foram observadas maiores
diferenças de temperatura mínima, umidade relativa máxima, amplitude térmica e
evapotranspiração em comparação ao de posto meteorológico, sendo mais acentuadas
que no período de primavera-verão. Ainda, foi notado um efeito mais acentuado do
fator aerodinâmico da fórmula de estimativa da evapotranspiração.
REFERÊNCIAS
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in south Florida. Water Resources Bulletin, Herndon, v. 32, n.3, p.465-473, 1996.
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reference evapotranspiration. Agronomy Journal, Madison, v. 81, p.650-662, 1989.
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Agronomia e Zootecnia "Manoel Carlos Gonçalves", 1972. 166p. (mimeografado).
GEIGER, R. The climate near the ground. 2nd ed. Cambridge, Massachusets, USA:
Harvard University Printing Office, 1950. 482p.
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MAO, L.M.; BERGMAN, M.J.; TAI, C.C. Evapotranspiration measurement and estimation
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PEREIRA, A.R.; SENTELHAS, P.C.; FOLEGATTI, M.V.; VILLA NOVA, N.A.; MAGGIOTTO,
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Recebido para publicação em 11 de julho de 2003 e aceito em 26 de abril de 2004
Comparação microclimática de ambiente de várzea e de posto meteorológico
299
AGROMETEOROLOGIA
COMPARAÇÃO MICROCLIMÁTICA DE AMBIENTE DE VÁRZEA E
DE POSTO METEOROLÓGICO (1)
ANDREW PATRICK CIARELLI BRUNINI(2 ); MARIO JOSÉ PEDRO JÚNIOR(3 ); PAULO BOLLER GALLO(4 )
RESUMO
Foi realizado um estudo visando comparar os ambientes de várzea sistematizada e de posto
meteorológico, no município de Mococa (SP), por meio de medições de temperatura e umidade relativa
do ar, radiação solar global e velocidade do vento. No ambiente de várzea, foi medido também o saldo
de radiação. A comparação de médias foi feita por análise de dados pareados, de outubro a março (representando as condições de primavera/verão) e de abril a julho (outono e inverno). A evapotranspiração
na escala diária foi estimada pelo método de Penman–Monteith, adotado como padrão pela FAO. No
período outono-inverno (O-I), observou-se que, para a temperatura máxima do ar, a diferença média
entre os ambientes foi de 0,1 o C; para a temperatura mínima do ar, a várzea apresentou média inferior
de 3,4 oC, enquanto no período de primavera-verão as temperaturas máximas, na várzea, foram, em média, 0,9 °C mais elevadas que no posto meteorológico. Os valores de evapotranspiração, no período de
primavera/verão, os dois ambientes analisados foram muito semelhantes. A evapotranspiração em ambos os ambientes variou entre 1,0 e 7,8 mm por dia com valores máximos ocorrendo no período outubro/
novembro. Durante o outono/inverno as estimativas feitas para o posto meteorológico foram superiores em 1,6 mm por dia às da várzea. No período de outono-inverno foram mais acentuadas as diferenças
entre várzea e posto meteorológico.
Palavras-chave: microclima, várzea, temperatura, umidade relativa, evapotranspiração.
ABSTRACT
MICROCLIMATIC COMPARISON OF THE ENVIRONMENT OF WEATHER
STATION AND FLOODPLAINS
A study was conducted to compare the systematic flood plain environment and that of a Weather
Station. The survey was conducted in the Mococa county, São Paulo State, Brazil. The measurements of
the microclimatic parameters at the weather station and floodplain environment were made by means
of the automated weather station (SCI) determining: temperature and relative humidity of the air, and
global solar radiation. In the floodplain environment the net radiation was also measured. The average
values were compared by paired comparison analysis, for the months from October to March (representing
spring and summer conditions) and the months from April to July (representing autumn and winter
(1) Recebido para publicação em ll de julho de 2003 e aceito em 26 de abril de 2004.
(2) Curso de Pós Graduação em Agricultura Tropical e Subtropical, Instituto Agronômico (IAC), Caixa Postal 28 , 13001-970
Campinas (SP).
(3) Instituto Agronômico (IAC/APTA). Bolsista do CNPq. E-mail: [email protected]
(4) Polo Regional de Desenvolvimento Tecnológico do Nordeste Paulista (DDD/APTA), Caixa Postal 58, 13730-970 Mococa (SP).
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.299-308, 2004
300
A.P.C. Brunini at al.
conditions).The evapotranspiration in the daily scale was estimated by the Penman-Monteith method
adopted by FAO. During the autumn-winter (O-I) period, in the floodplain, it was observed that the
average maximum air temperature were 0.1°C and the minimum air temperature was found to be 3.4°C
lower than the weather station environment. During autumn-winter period the maximum temperatures,
at the floodplain, were 0,9 °C higher than the standard weather conditions. Considering the
evapotranspiration in the spring/summer period, the values in the two conditions analyzed (station vs.
floodplain) were very similar. Evapotranspiration in both environments varied between 1.0 and 7.8 mm/
day with maximum values occurring during the October/November period. On the other hand, the
estimates made during the autumn/winter period for the weather station were higher, than those made
for the floodplain. In the autumn/winter period the evapotranspiration estimated for the station were
mostly superior( 1.6 mm/day) to those of the floodplain. During the autumn/winter period the differences
between the environment of flood plains and weather station were higher showing that for the floodplains
the microclimatic parameters are more extreme than for the weather station.
Key-words: microclimate, temperature, relative humidity, evapotranspiration.
1. INTRODUÇÃO
As várzeas são extensões de terra localizadas
à margem de rios ou lagos, cuja topografia permite a
exploração de culturas adaptadas a esse ambiente e
apresentam grande potencial de exploração no Estado de São Paulo. Apesar da importância em conhecer
o comportamento da temperatura e da umidade relativa nesse ambiente, poucos trabalhos existem na
quantificação das condições de várzea e suas relações
com as características macroclimáticas determinadas
em condição de Posto Meteorológico.
YOSHINO (1975) descreve que em condições de
microclima como várzeas, vales e bases de montanha
a temperatura do ar é mínima no local onde a altitude é menor, tanto pelo resfriamento da superfície
como pelo acúmulo do ar frio. Esse mesmo autor também ressalta que a temperatura máxima do ar
apresenta menores diferenças, por ser essa função da
taxa de resfriamento do ar e da exposição de vertente.
CAMARGO (1972) afirma que os terrenos de baixada para onde converge o ar frio das adjacências,
tornando-se cada vez mais frios e úmidos, ficam mais
sujeitos à ocorrência de temperaturas mínimas mais
baixas. Essa redução mais acentuada de temperatura propicia um aumento da umidade relativa do ar,
induzindo, muitas vezes, à ocorrência de orvalho e
neblina.
Os trabalhos existentes na literatura visam
quantificar as variações da temperatura e umidade do
ar em diferentes ambientes, porém poucos estão diretamente relacionados ao ambiente de várzea.
Embora o clima seja determinado pelos
parâmetros ou fatores climáticos, grandes extensões
de água ou florestas têm impactos locais pela redução, principalmente, na amplitude térmica, embora
GEIGER (1950) afirme que a caracterização isolada da
influência de uma floresta sobre o clima seja dificultada
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.299-308, 2004
pelos fatores macroclimáticos e a própria variabilidade
sazonal e temporal dos elementos meteorológicos.
A evapotranspiração é outro fator importante
a ser avaliado, principalmente, devido às características topográficas e de umidade do solo que ocorrem
em condições de várzea.
Existem inúmeras fórmulas de estimativa da
evapotranspiração (PEREIRA et al. 1997), e o uso de cada
uma delas está condicionado à disponibilidade ou
existência dos parâmetros necessários à sua aplicação. Dentre essas destaca-se a de Penman (P ENMAN,
1948), principalmente para estimativas diárias.
BERLATO e MOLION (1981), analisando a fórmula de Penman para estimativa da evaporação,
verificaram que sua expressão fora derivada para a
superfície livre de água e, no caso de se analisar a
evapotranspiração, os fatores de solo e planta devem
ser incluídos. Posteriormente, objetivando estimativas
de evapotranspiração para culturas agrícolas, a fórmula de Penman foi adaptada, tendo sido incluídos
parâmetros de resistência da cultura e do ar ao transporte de vapor d’água .
A BTEW (1996) comparou diferentes métodos
para estimativa da evapotranspiração em regiões de
terras úmidas, nos Everglades da Flórida, e observou
que a fórmula de Penman-Monteith apresentou as menores diferenças em comparação aos valores medidos.
W ESSEL e R OUSE (1994), ao modelar a evaporação de Tundra, comparando diferentes métodos e uma
versão modificada do método de Penman-Monteith ,verificam que este último obteve maior potencial de uso
nessas condições.
M A O et al (2002) estudaram as taxas de
evapotranspiração estimadas e medidas em diferentes ambientes de áreas inundáveis na Flórida (USA),
utilizando o método de Penman-Monteith. Os resultados
Comparação microclimática de ambiente de várzea e de posto meteorológico
mostraram que as estimativas da evapotranspiração,
em base mensal, foram muito próximas aos valores
medidos.
O rápido avanço das técnicas de medidas dos
parâmetros meteorológicos com o uso de Estações
Meteorológicas Automáticas (HUBBARD e S IVAKUMAR,
2001) deve ser considerado na utilização dos diferentes métodos de estimativa da evapotranspiração, em
especial para uso da fórmula de Penman-Monteith.
Com base no trabalho de ALLEN et al. (1989),
a FAO (ALLEN et al.,1998) recomendou a adoção do método de Penman-Monteith como padrão para a
estimativa da evapotranspiração de referência e vários testes têm sido realizados nas condições brasileiras
para a escala diária.
PEREIRA et al. (2002b) comprovaram o uso adequado dos dados de estações meteorológicas
automáticas
(EMA)
para
estimativa
da
evapotranspiração de referência diária, com base no
boletim FAO-56 (ALLEN et al., 1998), comparando com
os resultados de estações convencionais e de medidas
lisimétricas de evapotranspiração.
As várzeas devido às áreas características peculiares de topografia e alta disponibilidade de
umidade do solo durante todo o ano necessitam de
estudos mais detalhados de medição de temperatura
e umidade de ar e de estimativa de evapotranspiração.
Portanto, foi desenvolvido este experimento visando
caracterizar o ambiente de várzea e comparar com
ambiente de posto meteorológico.
3. MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi desenvolvido em área experimental do Pólo Regional de Desenvolvimento
Tecnológico dos Agronegócios do Nordeste Paulista
(DDD/APTA), localizado no município de Mococa
(latitude: 21º 28’ Sul; longitude: 47º 01’Oeste e altitude: 665 m).
O clima da região, de acordo com a classificação de Köppen, é Aw, com verão úmido e inverno seco.
A temperatura média anual é de 22,4 ºC, e o total médio anual de precipitação pluvial é de 1.514 mm.
Os ambientes monitorados foram de posto
meteorológico e de várzea sistematizada. As medições
dos parâmetros microclimáticos em ambiente de posto meteorológico com grama batatais, e área útil 30 x
30 m foram feitas por meio de Estação Meteorológica
Automática, modelo Campbell Scientific, e os sensores
utilizados foram: a) temperatura do ar/umidade relativa do ar –modelo HMP45C; b) anemômetro –
Met-One, modelo 014A; c) radiação solar - radiômetro
– Kipp e Zonen - modelo SP Lite.
301
A estação meteorológica automática possuía
um sistema de coleta e armazenamento dos registros
dos sinais dos sensores (Campbell Scientific, modelo
CR 10X).
A várzea sistematizada compreende uma área
de 15 ha sendo grande parte cultivada com arroz
inundado durante o verão e aveia e trigo no inverno.
Aproximadamente 2/3 foi deixada em pousio, local
onde se realizou o monitoramento dos parâmetros em
escala microclimática. Confronta-se ao Norte com o
rio das Onças e sua vegetação ciliar, e ao Sudoeste
com uma pequena elevação que configura a área de
várzea.
A vegetação dominante constituía-se de plantas daninhas, composta de tiriricão (Echinochloa
crusgalli) (80%), capim arroz (Cyperus esculentus) (15%)
e outras de menor ocorrência (5%). Dessa maneira, a
vegetação se assemelhava à de grama do Posto
Meteorológico, sendo a altura da cobertura vegetal
entre 15 e 20 cm na maioria do período de realização
do experimento. No ambiente de várzea foi medido,
além dos parâmetros relacionados para ambiente de
posto meteorológico, o saldo de radiação por meio de
saldo radiômetro (Campbell Scientific, Inc – modelo
Q-7).
Para caracterizar a variação dos valores diários da temperatura do ar máxima e mínima, radiação
solar global, umidade relativa do ar em ambiente de
várzea e de posto meteorológico e saldo de radiação
apenas na várzea, foram analisados os valores extremos e/ou médias diárias dos valores obtidos nas
estações meteorológicas automáticas. As medições foram feitas no período de outubro de 2001 a julho de
2002 agrupando-se outubro a março, representando
as condições de primavera/verão, e abril a julho, representando outono/inverno.
Os valores diários dos diferentes parâmetros
foram submetidos à análise de variância de dados
emparelhados ou pareados (SOKAL e ROHLF, 1969) para
comparação entre os diferentes ambientes analisados
e verificou-se a significância pelo teste F.
A evapotranspiração foi estimada pelo método de Penman, adaptado por ALLEN et al. (1989) em
escala diária. Atualmente, é o método-padrão adotado pela FAO (ALLEN et al., 1998), sendo ETP (mm.d-1)
dada pela seguinte fórmula, conforme descrito em PEREIRA et al.(2002a):
ETP =
γ 900 U 2 (e s − e a )
T + 273
s + γ (1 + 0,34 U 2 )
0,408 s (Rn - G) +
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.299-308, 2004
302
A.P.C. Brunini at al.
sendo: Rn - o saldo de radiação total diária
(MJ.m -2.d-1 ); G - o fluxo de calor no solo (MJ m-2 .d-1);
g = 0,063 kPa ºC -1 - a constante psicrométrica; T - a
temperatura média do ar (ºC); U2 - a velocidade do vento a 2 m de altura (m.s -1); e s - a pressão de saturação
de vapor (kPa); e a - a pressão parcial de vapor (kPa);
e s - a declividade da curva de pressão de vapor na
temperatura do ar, em kPa ºC-1, dado por:
s = (4098.es) / (T + 237,3)2
es = (esTmax + es Tmin) / 2
esTmax = 0,6108.e
[(17,27.Tmax) / (237,3 + Tmax)]
es Tmin = 0,6108.e [(17,27Tmin) / (237,3 + Tmin)]
ea = (URmed.es) / 100
URmed = (URmax + URmin) / 2
T = (Tmax + Tmin) / 2
sendo: Tmax - a temperatura máxima do ar (ºC); Tmin
- a temperatura mínima do ar ( ºC); Urmax - a umidade relativa máxima do ar (%); Urmin - a umidade
relativa mínima do ar (%).
Para o ambiente de posto meteorológico o saldo de radiação foi estimado em função da radiação
solar global como sugerido por PEREIRA (1998):
superiores, em 0,9 ºC, na várzea em relação ao posto
meteorológico, enquanto as mínimas foram inferiores,
em média 0,5 ºC, na condição de várzea.
A variação dos valores diários das temperaturas máximas e mínimas nos ambientes durante o
período de outono/inverno é apresentada na Figura
2. Deve-se ressaltar que o período outono/inverno caracteriza-se por uma diminuição constante da
temperatura do ar, de abril a julho, assim como da precipitação pluvial.
Observa-se que com relação à temperatura
máxima do ar durante o período de outono/inverno
as diferenças não são marcantes entre os ambientes
(Várzea-Posto), com diferença média de 0,2 ºC. Em
relação à temperatura mínima do ar, porém, a várzea
foi em média 3,2 ºC inferior à do posto, no período
outono/inverno, com valores extremos até de 6,4 ºC
inferior à do posto (15/maio). Esse fato pode ser explicado pelo maior acúmulo de ar frio na baixada
(várzea), em função da sua topografia.
Esses resultados corroboram as afirmações de
YOSHINO (1975), ao afirmar que comparando-se as características térmicas de clima local (microclima) em
relação às variações macroclimáticas, as maiores diferenças são observadas na temperatura mínima do
ar devido ao acúmulo de ar frio.
A caracterização do microclima, as análises e
a comparação entre os ambientes de várzea e os de
posto meteorológico foram divididas em virtude das
estações do ano, e das características do estudo, em
dois segmentos: primavera/verão e outono/inverno.
A amplitude térmica nas condições de várzea
foi maior que no posto meteorológico. Na várzea, no
período primavera/verão a amplitude térmica média
foi 12,3 ºC, enquanto no posto a amplitude térmica
média foi 11,0 ºC. Já no período outono/inverno, a
amplitude térmica média da várzea foi 17,7 ºC, enquanto no posto, 14,2 ºC, devido às condições
topoclimáticas, que permitem maior acúmulo de ar frio
nas condições de várzea, induzindo à menor temperatura noturna e, conseqüentemente, maior amplitude
térmica que no posto meteorológico. Deve-se salientar também que essas condições se acentuam a partir
de maio, quando as condições locais para acúmulo
de ar frio são favorecidas.
3.1 Temperatura do ar
3.2 Umidade relativa do ar
A variação dos valores de temperatura do ar
máxima e mínima diários referentes ao período primavera/verão é mostrada na Figura 1. Esse período
é caracterizado por um aumento de temperatura do
ar do início da primavera até março, e com uma característica de precipitação pluviométrica com índices
menores, baixos na primavera e maiores durante o verão.
A comparação dos valores extremos da umidade relativa do ar é apresentada na figura 3 para o
período primavera/verão e na figura 4 para outono/
inverno.
Rn = 0,574 Rs
Rs - a radiação solar global (MJ. m-2 .d-1)
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os valores máximos e mínimos médios foram,
respectivamente, de 31,3 ºC e 18,9 ºC para a várzea e
de 30,4 ºC e 19,4 ºC, para as condições do posto
meteorológico, mostrando-se as temperaturas máximas
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.299-308, 2004
Observa-se que ocorreram pequenas diferenças nos valores máximos da umidade relativa do ar;
na várzea, notaram-se valores superiores ao do posto meteorológico, provavelmente em vista da maior
umidade do solo em condições de várzea. Com relação aos valores da umidade relativa mínima do ar
verificou-se que as diferenças foram muito menores.
303
Comparação microclimática de ambiente de várzea e de posto meteorológico
Temperatura (°C)
40
30
20
10
T m ax Vz
T m in Vz
T m ax P
T m in P
0
Out
Nov
Dez
Jan
Fev
Ma r
Figura 1. Temperatura máxima (Tmax) e mínima (Tmin) do ar para as condições de várzea (VZ) e de posto meteorológico
(P), observadas durante o período de outubro/2001 a março/2002, em Mococa (SP).
Temperatura (°C)
40
30
20
10
T m ax Vz
T m in Vz
T m ax P
T min P
0
Mar
Abr
MaiO
Jun
Jul
Figura 2. Temperatura máxima (Tmax) e mínima (Tmin) do ar para as condições de várzea (VZ) e de posto meteorológico
(P), observadas durante o período de março/2002 a julho/2002, em Mococa (SP).
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.299-308, 2004
304
A.P.C. Brunini at al.
100
Umidade re la tiva (%)
80
60
40
20
UR m ax Vz
UR m in Vz
UR m ax P
UR m in P
0
Out
Nov
Dez
Jan
Fev
Ma r
Figura 3. Umidade relativa máxima (URmax) e mínima (URmin) do ar para as condições de várzea (VZ) e de posto
meteorológico (P), observadas durante o período de outubro/2001 a março/2002, em Mococa (SP).
Umidade re la tiva (%)
100
80
60
40
20
UR m ax Vz
UR m in Vz
UR m ax P
UR m in P
0
Ma r
Abr
MaiO
Jun
Jul
Figura 4. Umidade relativa máxima (URmax) e mínima (URmin) do ar para as condições de várzea (VZ) e de posto
meteorológico (P), observadas durante o período de março/2002 a julho/2002, em Mococa (SP).
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.299-308, 2004
305
Comparação microclimática de ambiente de várzea e de posto meteorológico
Na várzea, os valores máximos da umidade
do ar no período outono/inverno (Figura 4), ficaram
sempre próximos a 100%, enquanto no posto oscilou
entre 70% e 98%. Já os valores mínimos de UR foram
semelhantes em ambos os ambientes avaliados.
Os maiores valores de UR máxima na várzea,
obtidos tanto no período de primavera/verão quanto de outono/inverno, podem ter sido influenciados
pelas características de topoclima, mais próprias ao
acúmulo de ar frio e também por duas outras situa-
ções, ou seja, o solo mais úmido que no posto, devido
ao lençol freático mais superficial e à proximidade do
rio que favorece maior umidade do ar.
3.3 Evapotranspiração
Os valores obtidos de evapotranspiração estimada para o posto meteorológico gramado e em
condição de várzea são mostrados nas figuras 5 e 6,
para os períodos de primavera/verão e outono/inverno.
10
Evapotranspira ção (mm)
V árzea
Po sto
8
6
4
2
0
Out
Nov
De z
Ja n
Fe v
Mar
Figura 5. Evapotranspiração para as condições de várzea (Várzea) e de posto meteorológico (Posto), observadas durante o período de outubro/2001 a março/2002, em Mococa (SP).
10
Evapotranspira ção (mm)
Várze a
Po s to
8
6
4
2
0
Mar
Abr
MaiO
Jun
Jul
Figura 6. Evapotranspiração para as condições de várzea (Várzea) e de posto meteorológico (Posto) observadas durantes
o período de março/2002 a julho/2002, em Mococa-SP.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.299-308, 2004
306
A.P.C. Brunini at al.
Observa-se que no período de primavera/verão os valores de evapotranspiração nas condições
analisadas (posto e várzea) foram muito semelhantes
(Figura 5). A evapotranspiração em ambos os ambientes variou entre extremos de 1,0 e 7,8 mm por dia
com ocorrência de valores mais elevados no período
outubro/novembro. Por outro lado, durante o outono/inverno as estimativas feitas para posto
meteorológico foram superiores às da várzea. Esse fato
provavelmente está relacionado às diferenças de umidade do ar e velocidade do vento entre os ambientes,
tornando o parâmetro aerodinâmico da fórmula de
Penman mais influente e com peso maior no caso das
estimativas para o posto.
A comparação entre a evapotranspiração em
condições de várzea e a evapotranspiração no posto
meteorológico, para os dois períodos de análise, indicou haver diferenças entre os ambientes,
principalmente no período de outono/inverno.
Nesse período (outono/inverno) fica evidenciado, principalmente no período de abril a junho,
quando as condições de advecção, sendo mais acentuadas no ambiente de posto meteorológico, propiciam
estimativas de evapotranspiração maiores no posto
do que no ambiente de várzea.
Nota-se que no período primavera/verão, devido à alta correlação entre a evapotranspiração e a
radiação solar e o saldo de radiação, o efeito advectivo,
ou seja, do termo aerodinâmico da fórmula de Penman
foi menor, com coeficiente de determinação (R²) de 0,86
para as condições de posto e 0,93 para as de várzea.
Para analisar a causa dessas diferenças foram
feitas correlações da evapotranspiração com a radiação solar e o saldo de radiação.
Os resultados obtidos de coeficiente de determinação das correlações entre a evapotranspiração e
a radiação solar global e o saldo de radiação (Rn),
são apresentados na tabela 1.
Tabela 1. Comparação dos coeficientes de determinação (R 2) das relações entre evapotranspiração (ET) e radiação solar global (Rg) e saldo de radiação (Rn) para os diferentes ambientes e épocas do ano.
Local
ET x Rg
ET x Rn
Posto P/V
0,86
0,86
Várzea P/V
0,97
0,93
Posto O/I
0,58
0,58
Várzea O/I
0,88
0,88
PV = primavera/verão; O/I = outono/inverno.
MATZENAUER et al (1999) correlacionaram a ET
obtida em lisímetro com valores de radiação solar global incidente para a cultura de milho. Esses autores
relataram haver alta relação entre ET e Rg, do mesmo
modo como encontrado neste trabalho.
Na tabela 2 são apresentados os valores da
diferença média dos parâmetros analisados para as
condições de posto meteorológico e várzea, para as
épocas primavera/verão e outono/inverno e os resultados de significância da análise de dados pareados.
Por outro lado, durante o período de outono
inverno, nas condições de posto meteorológico, os coeficientes de determinação foram mais baixos (R2=
0,58), demonstrando maior efeito do termo aerodinâmico nas estimativas da evapotranspiração que no
ambiente de várzea, para a qual o coeficiente de determinação foi mais elevado (R 2= 0,88).
Durante o período de primavera-verão (P/V)
os valores de temperatura máxima, umidade relativa
máxima e amplitude térmica foram superiores no ambiente de várzea em relação ao de posto meteorológico.
Entretanto, os valores de temperatura mínima, umidade relativa mínima, velocidade do vento e
evapotranspiração foram inferiores na várzea quando comparados aos do posto.
Esse fato ocorreu, provavelmente, porque as
condições de umidade de solo da várzea fizeram com
que o termo do balanço de energia da fórmula de
Penman tivesse maior influência, quando comparado
ao posto onde o solo estava mais seco.
3.4 Resumo das comparações microclimáticas em
ambiente de várzea e posto meteorológico
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.299-308, 2004
A mesma tendência desses parâmetros analisados se manteve durante o período de
outono-inverno(O/I). Pode-se notar, porém, pela Tabela 2, que as diferenças entre os valores de
temperatura mínima e evapotranspiração da várzea
e do posto foram intensificadas em relação ao período P/V. Fato não caracterizado para a umidade
relativa mínima e velocidade do vento.
307
Comparação microclimática de ambiente de várzea e de posto meteorológico
Tabela 2. Resumo da comparação das observações microclimáticas entre ambiente de várzea e de posto
meteorológico
Variável
Época
DT
NS
RR
Temperatura Máxima (°C)
P/V
0,9
*
Várzea>Posto
Temperatura Máxima (°C)
O/I
0,1
*
Várzea>Posto
Temperatura Mínima (°C)
P/V
-0,5
*
Várzea<Posto
Temperatura Mínima (°C)
O/I
-3,4
*
Várzea<Posto
Amplitude Térmica (°C)
P/V
1,4
*
Várzea>Posto
Amplitude Térmica (°C)
O/I
3,5
*
Várzea>Posto
Umidade Relativa Máxima (°C)
P/V
2,9
*
Várzea<Posto
Umidade Relativa Máxima (°C)
O/I
9,0
*
Várzea<Posto
Umidade Relativa Mínima (o C)
P/V
-2,1
*
Várzea<Posto
Umidade Relativa Mínima (o C)
O/I
0,0
ns
Várzea<Posto
Velocidade do Vento (m.s-1)
O/I
-0,8
*
Várzea<Posto
-1
Velocidade do Vento (m.s )
P/V
-0,7
*
Várzea<Posto
Evapotranspiração (mm.dia-1)
P/V
-0,2
*
Várzea<Posto
Evapotranspiração (mm.dia-1)
O/I
-1,6
*
Várzea<Posto
P/V= primavera/verão; O/I= outono/inverno; DT= Diferença média entre os tratamentos. NS=nível de significância pela análise de variância
dos dados pareados :*= 5%; ns= não significativo, RR=resultado resumido.
As diferenças entre várzea e posto com relação
à temperatura máxima no O/I e à evapotranspiração
na P/V, apesar de serem muito pequenas, foram significativas ao nível de 5% pela análise de dados
pareados. A comparação da umidade relativa mínima nos dois ambientes mostrou-se não significativa.
A comparação das diferenças entre os ambientes de várzea e de posto meteorológico (Tabela 2)
permitiu verificar que a várzea, devido às suas características topográficas, influenciou nos parâmetros
microclimáticos analisados, de maneira a se sobrepor
aos efeitos macroclimáticos.
O ambiente de várzea influiu favorecendo a
ocorrência de maiores diferenças das condições
microclimáticas, fazendo com que as temperaturas e
umidade relativa máximas fossem mais elevadas, e as
mínimas, mais baixas, quando comparadas ao posto
meteorológico. Conseqüentemente, a amplitude térmica no ambiente de várzea foi mais elevada que no
posto meteorológico. Essa característica fica mais evidente no período de outono/inverno, com relação à
temperatura mínima, quando a diferença entre os ambientes foi mais acentuada.
4. CONCLUSÕES
1. No período de primavera-verão o ambiente de várzea mostrou temperaturas máximas e
amplitudes térmicas mais elevadas e temperaturas
mínimas menores; umidade relativa máxima mais
elevada e umidade relativa mínima e evapotranspiração mais baixas.
2. No período de outono inverno no ambiente
de várzea foram observadas maiores diferenças de
temperatura mínima, umidade relativa máxima, amplitude térmica e evapotranspiração em comparação
ao de posto meteorológico, sendo mais acentuadas
que no período de primavera-verão. Ainda, foi notado um efeito mais acentuado do fator aerodinâmico
da fórmula de estimativa da evapotranspiração.
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(Boletim Técnico)
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Bragantia
Print ISSN 0006-8705
Bragantia vol.63 no.2 Campinas 2004
ENGENHARIA AGRÍCOLA
Deposição e perdas da calda em feijoeiro em
aplicação com assistência de ar na barra
pulverizadora
Spray deposition and spray loss using air-assistance boom on bean
plants
Carlos Gilberto Raetano; Fernando Cesar Bauer
Departamento de Produção Vegetal, Defesa Fitossanitária, Faculdade de Ciências
Agronômicas, UNESP, Caixa Postal 237, 18603-970, Botucatu (SP). E-mail:
[email protected] e [email protected]
RESUMO
Com o objetivo de avaliar a influência da assistência de ar na deposição da calda de
pulverização, em plantas de feijoeiro (Phaseolus vulgaris) aos 26 dias após a
emergência (DAE), com pontas de pulverização de jato cônico vazio (JA-0,5 e JA-1) e
jato plano (AXI-110015), e volumes de calda, foi realizado um experimento em
delineamento inteiramente casualizado, utilizando como traçador o íon cobre. Alvos
coletores (papel de filtro com 3 x 3 cm) foram afixados nas superfícies adaxial e
abaxial de folíolos posicionados nas partes superior e inferior das plantas. Para aplicar
a solução traçadora, utilizou-se pulverizador com barras de 14 metros, com e sem
assistência de ar, volumes de 60 e 100 L.ha-1, e velocidade do ar correspondente a
50% da rotação máxima do ventilador. Após a aplicação, os coletores foram lavados
individualmente em solução extratora de ácido nítrico a 1,0 mol.L-1, e a quantificação
dos depósitos através de espectrofotometria. A assistência de ar não influenciou na
deposição da calda tanto a 60 quanto a 100 L.ha-1. O maior volume proporcionou
maiores depósitos, sendo constatadas elevadas perdas para o solo (mais de 60%).
Palavras-chave: tecnologia de aplicação, assistência de ar, pulverizador de barra,
depósitos, Phaseolus vulgaris.
ABSTRACT
Aiming to evaluate the effect of air-assistance in spray deposition on bean plants
(Phaseolus vulgaris) with hollow nozzles (JA-0,5 and JA-1) and flat fan nozzle type
(AXI-110015), and volume rates by air-assisted and non-assisted sprayers, a
completely randomized experiment was carried out using copper ion as a tracer to the
evaluation of the deposits. At 26 days after emergence, artificial targets were
positioned on the upper and under-side of the leaflets, on the top and bottom parts of
the same plants under spray boom. For the application of tracer solution it was used a
fourteen meter boom sprayer with and without air-assistance at 60 and 100 L.ha-1 of
volume rates. The air flow was 50% of the maximum fan rotation. After application,
targets were individually washed with an extracting solution of nitric acid (1.0 mol L-1),
and the tracer deposition was quantified by spectrofotometry. The air-assistance did
not influence spray deposition at rates of 60 as well as 100 L.ha-1. The higher the
volume was the higher the deposit levels as well as the spray losses to soil (above
60%).
Key words: application technology, air-assistance, boom sprayer, tracer, Phaseolus
vulgaris.
1. INTRODUÇÃO
Dentre os problemas fitossanitários que ocorrem na cultura do feijoeiro, a mosca
branca (Bemisia tabaci) merece destaque por se tratar de espécie vetora; os níveis de
dano econômico não dependem somente dos prejuízos provenientes de sua
alimentação mas, principalmente, da doença que transmite, e mesmo em densidades
relativamente baixas, pode causar danos consideráveis (ALMEIDA et al., 1984).
Segundo GREATHEAD (1986), essa espécie, altamente polífaga, transmite o BGMV a
partir de plantas-reservatório, havendo registro de mais de 500 espécies de plantas de
inúmeras famílias botânicas como suas hospedeiras, entre elas o tomateiro
(Lycopersicon esculentum) e o algodão (Gossypium hirsutum). Uma vez adquirido o
vírus pelo inseto, ele o transmitirá por toda a vida e, segundo NENE (1973), pode
produzir até 15 gerações por ano em espécies como a soja (Glycine max).
A doença torna-se mais importante no plantio "da seca", devido à alta população da
mosca branca nessa época. Nos Estados do Paraná e de São Paulo, os prejuízos
causados pelo BGMV podem atingir 100% quando altas populações do inseto coincidem
com o início do desenvolvimento do feijoeiro (BIANCHINI et al., 1981). Em São Paulo,
ALMEIDA et al. (1984) observaram reduções médias na produção por planta de 73% e
43%, respectivamente, quando os sintomas foram observados precoce e tardiamente.
Práticas culturais para o controle da mosca branca, com efetiva redução da incidência
do BGMV, seriam a eliminação de fontes alternativas de inóculo e cultivo do feijoeiro
em épocas de menor população da mosca, práticas nem sempre possíveis. O
melhoramento genético para a resistência varietal seria a medida mais apropriada,
mas as tentativas não têm obtido sucesso.
Por esse motivo, mundialmente, o controle químico tem-se constituído no principal
método de controle à mosca branca, embora sua efetividade seja discutível, devido,
entre outros fatores, à ressurgência da praga anualmente e à ineficiência dos métodos
de aplicação utilizados, normalmente, nas pulverizações (OMER et al., 1997). Assim,
SERVIN-VILLEGAS et al. (1997) afirmam que o controle químico não tem-se mostrado
prática satisfatória pela baixa eficiência dos métodos de aplicação em colocar o produto
na face inferior das folhas, reduzindo a exposição de ninfas e adultos aos produtos
fitossanitários.
Relacionado a essa dificuldade, o uso de pulverizadores providos de assistência de ar
junto à barra pulverizadora podem ser eficientes, uma vez que promovem maior
penetração da calda na cultura do feijoeiro (BAUER e RAETANO, 2000) e da batata
(VAN DE ZANDE et al., 1994; TAYLOR e ANDERSEN, 1997). Outro fator a ser
considerado se relaciona à conclusão de MAY (1991) em que a assistência de ar junto à
barra de pulverização, aumentou a deposição em 30% na superfície abaxial das folhas
de beterraba açucareira.
Esse fato, embora pouco relatado e discutido na literatura, assume fundamental
importância no controle da mosca branca, com conseqüente diminuição na incidência
do BGMV. Assim, a busca de técnicas e equipamentos que possibilitem melhor
eficiência no controle dessa praga justifica a realização de pesquisas na área.
O presente estudo teve como objetivo avaliar a influência da assistência de ar sobre a
deposição da calda, nas superfícies abaxial e adaxial de folíolos de feijoeiro, em início
de desenvolvimento, em aplicações com diferentes pontas de pulverização e volumes
de calda.
2. MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi desenvolvido na Fazenda Experimental Lageado da Faculdade de
Ciências Agronômicas, UNESP, Campus de Botucatu, em cultura de feijoeiro, cultivar
Carioca, aos 26 dias após a emergência (DAE), com linhas de plantio espaçadas de
0,50 m e população estimada de 250.000 plantas por hectare, no momento da
instalação do experimento, adubadas segundo recomendação de MORAES (1988).
Os tratos culturais foram realizados de forma similar aos de uma cultura comercial,
com exceção da aplicação de fungicidas, quando não se fez uso de nenhum tipo de
produto cúprico.
À época das aplicações (12/4/2000), as plantas se encontravam com,
aproximadamente, 30 cm de altura proporcionando 60% de cobertura do solo e 40%
do solo descoberto.
O delineamento experimental adotado foi o inteiramente casualizado, com seis
tratamentos (Tabela 1) e 25 repetições; cada planta selecionada, ao acaso, dentro da
faixa de aplicação foi considerada uma repetição.
As aplicações foram efetuadas com solução traçadora contendo 200 g.100 L-1 de óxido
cuproso, correspondendo a 100 g de cobre metálico. As pontas de pulverização foram
selecionadas em função do volume de calda aplicado e da faixa de pressão
recomendada pelo fabricante, visando à boa cobertura das plantas.
Um pulverizador Modelo Falcon Vortex, equipado com barra de pulverização de 14 m e
assistência de ar foi utilizado em todos os tratamentos, devido à capacidade em operar
com ou sem assistência de ar, mantendo inalteradas as demais condições operacionais.
Em todas as aplicações, a altura da barra pulverizadora e o espaçamento entre os
bicos foram mantidos em 0,50 m.
A velocidade de deslocamento do pulverizador, determinada pela cronometragem do
tempo para percorrer 50 metros, após três repetições, foi adequada a fim de manter o
volume de calda aplicado dentro dos padrões inicialmente selecionados (Tabela 1).
Pelo fato de as plantas ainda se encontrarem em estádio inicial de desenvolvimento,
com grande parte do solo ainda descoberto, optou-se por utilizar a assistência de ar
com 50% da capacidade total do equipamento. Para isso, convencionou-se que a
rotação máxima do ventilador proporciona velocidade máxima do ar na barra e 50% da
rotação total resulta em velocidade de 50% do ar na barra. A rotação máxima, medida
com fototacômetro digital, foi de 2.903 rpm.
Antecedendo as pulverizações foi realizado o ajuste de pressão, separadamente, para
cada ponta utilizada, visando obter a vazão necessária em função do volume de calda
desejado e da velocidade do equipamento. Após os ajustes devidos, antes do começo
da aplicação na respectiva parcela, o equipamento iniciava a pulverização
convencional, com a assistência de ar desativada, adentrando na parcela com
velocidade e vazão estabilizadas. Após o término dessa parcela, em área reservada
para manobras e com o equipamento ainda em movimento, porém antes do início da
parcela seguinte, o operador acionava a assistência de ar adentrando em outra parcela
com a assistência de ar ativada e estabilizada, interrompendo a pulverização ao fim
dessa parcela. Posteriormente, em outra área para manobras, o trator interrompia seu
movimento até a parada total e ali iniciavam-se os ajustes necessários para a
execução de outros dois tratamentos, envolvendo outras pontas de pulverização.
Esse procedimento, utilizado para todas as pontas em estudo, permitiu realizar duas
pulverizações em condições ambientais muito similares (Tabela 2), em que a única
diferença, entre esses dois tratamentos, foi o uso ou não da assistência de ar. Cada
parcela e área de manobra foram demarcadas com 15 m de largura e 15 m de
comprimento.
As amostragens da deposição da calda nas plantas foram feitas em papel-filtro, com
dimensões de 3 x 3 cm (alvo coletor), distribuídos em 25 plantas, selecionadas ao
acaso sob a barra pulverizadora, no sentido perpendicular ao deslocamento do
equipamento. Um alvo coletor foi fixado na superfície adaxial e outro na abaxial do
folíolo mais alto da planta; adotou-se o mesmo procedimento para o folíolo mais
próximo ao solo, totalizando quatro alvos coletores por planta.
As perdas da calda pulverizada para o solo também foram estimadas com o uso de
papel-filtro porém, nesse caso, com 9 cm de diâmetro dentro de placas de Petri. Esses
coletores, foram posicionados entre as linhas de plantio, a 5 cm de altura e
distanciados em 1,5 m entre si, no sentido perpendicular ao deslocamento do
pulverizador, totalizando cinco coletores em cada tratamento.
Todos os coletores foram retirados, imediatamente após cada pulverização,
acondicionados em sacos de papel e armazenados em caixa térmica. No fim de todas
as pulverizações foram colocados em vidros contendo 10 mL de solução extratora de
ácido nítrico a 1,0 mol.L-1 e, após agitação, levados ao espectrofotômetro para
quantificação do íon cobre, método já utilizado com sucesso por CHAIM et al. (1999) e
BAUER e RAETANO (2003).
A concentração de cobre total na calda permitiu estabelecer o volume capturado
através da equação 1:
em que: Ci = concentração de cobre na calda (mg.L-1); Cf = concentração de cobre
detectada no espectrofotômetro de absorção atômica (mg.L-1); Vi = volume capturado
pelo alvo (mL); Vf = volume da diluição da amostra (mL)
Altos Coeficientes de Variação (CV) foram observados e, após a aplicação do Teste de
Hartley, para verificar a homogeneidade das variâncias, optou-se pela transformação
"raiz de x + 0,5" dos dados, constantes da Tabela 3.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
As condições meteorológicas registradas durante as pulverizações são apresentadas na
tabela 2. Pode-se verificar que a temperatura e a umidade relativa do ar, no momento
das aplicações com a ponta JA-0,5, estavam no limite aceitável para a utilização dessa
técnica de aplicação, no entanto, a velocidade do vento foi favorável, fato que motivou
a continuidade dos trabalhos.
Verificou-se que, aos 26 DAE das plantas de feijoeiro, não houve efeito da assistência
de ar junto à barra de pulverização sobre os níveis de depósitos, para os tratamentos
em teste (Tabela 3). De modo geral, os tratamentos com maiores volumes de
aplicação obtiveram níveis significativamente maiores de depósitos, ao se comparar os
obtidos com o menor volume aplicado na planta toda. Essa constatação também foi
feita por BAUER e RAETANO (2003), aos 48 DAE de feijoeiro (cultivar Carioca),
utilizando o mesmo equipamento pulverizador, com volumes de calda variando de 60 L
a 210 L.ha-1, porém na rotação máxima do ventilador.
Analisando a superfície adaxial dos folíolos, percebe-se não houve influência da
assistência de ar sobre os níveis de depósitos, tanto para os folíolos posicionados no
ponteiro quanto para aqueles da parte inferior das plantas havendo, somente,
diferenças relacionadas ao volume de calda (Tabela 3).
No entanto, nessa mesma superfície, mas na parte inferior das plantas, as diferenças
relacionadas ao volume de calda não foram tão evidentes como na parte superior. Esse
fato indica a dificuldade de se atingir as folhas mais próximas ao solo devido,
possivelmente, ao pequeno porte das plantas que sofrem muita influência mecânica do
ar, com movimentação excessiva das plantas e/ou deflexão do ar na superfície do solo
em decorrência da manutenção de sua velocidade devido à pequena área foliar.
Admitindo-se a ocorrência dessas hipóteses, a utilização de menores pressões de
trabalho e/ou a ausência da assistência de ar ou, ainda, melhor adequação da
velocidade do ar na barra, poderia melhorar a deposição da pulverização nessa parte
da planta, nesse estádio de desenvolvimento.
Os depósitos, na superfície abaxial dos folíolos, não diferiram na ausência ou presença
da assistência de ar. Diferenças de deposição foram relacionadas somente aos volumes
de calda. Nessa superfície, na parte mais baixa das plantas, todos os tratamentos
foram estatisticamente iguais, não ocorrendo diferenças, inclusive, em relação ao
volume de calda.
Há que se destacar as pontas JA-0,5 que, mesmo aplicando menor volume de calda,
conseguiram se igualar aos depósitos das demais pontas em condições meteorológicas
mais críticas para a pulverização (Tabela 2).
A distribuição menos heterogênea da pulverização ao utilizar a ponta JA-0,5 com e sem
assistência de ar, em relação às demais, deve-se, talvez, ao fato de que um menor
volume de calda tenha efeito mais positivo, em relação à deposição com a agitação
mecânica das folhas.
Ao comparar as pontas AXI 110015 e JA-1, que aplicaram volumes de calda iguais,
pode-se observar que não houve diferenças na deposição, mesmo com a primeira, de
jato plano, produzindo gotas com diâmetro mediano volumétrico (dmv) ao redor de
135 µm e a segunda, de jato cônico vazio e gotas com dmv de 68 µm, segundo
informações do fabricante.
Assim, o aspecto diâmetro de gotas, parece não ter influenciado nos resultados obtidos
com esses tratamentos.
Pode-se, também, constatar maior concentração dos depósitos na superfície adaxial
dos folíolos superiores, mais próximos à barra pulverizadora, superando até em duas
vezes aos obtidos nos folíolos mais próximos ao solo. Além disso, nota-se níveis de
depósitos similares na superfície abaxial, tanto nos folíolos superiores quanto nos
inferiores, independentemente do tipo de ponta e do volume de calda.
Os valores médios de perda de calda para o solo estão, assim como a deposição total
nas plantas, relacionados ao volume de calda aplicado. Há, porém, que se observar os
altos índices relativos de perdas (Tabela 4), chegando a depositar 2,13 vezes mais
calda no solo do que nas plantas, mesmo havendo somente 40% do solo descoberto.
Essas condições revelam que mais de 60% do volume aplicado foi perdido para o solo.
Além disso, as perdas não se relacionaram ao uso ou não da assistência de ar. Esse
fato é contrário ao constatado por MAY (1991), no qual notou que o uso da assistência
de ar aumentou a deposição entre as linhas da cultura de beterraba açucareira, mas de
acordo com os resultados observados por BAUER e RAETANO (2000), embora esses
autores tenham trabalhado com maior nível de cobertura do solo em cultura de soja. A
Figura 1 permite observar níveis de depósitos totais nas plantas e perdas para o solo
muito parecidos entre os tratamentos em que se aplicou 100 L.ha-1, indicando não
haver diferenças entre as pontas JA-1 e AXI 110015, a despeito de produzirem
espectro de gotas diferentes.
4. CONCLUSÕES
1. A assistência de ar junto à barra pulverizadora não influenciou na deposição,
independentemente da superfície foliar e da localização do folíolo na planta;
2. Elevadas perdas para o solo, acima de 60% do volume aplicado, ocorrem em
pulverizações do feijoeiro nessa fase de desenvolvimento;
3. Maiores volumes de calda proporcionaram maiores depósitos.
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fitossanitários em pulverizações na cultura da soja. Scientia Agricola, Piracicaba,
v.57, n.2, p.271-276, 2000.
[ SciELO ]
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Recebido para publicação em 15 de agosto de 2003 e aceito em 24 de março de 2004
Deposição e perdas de calda em feijoeiro
309
ENGENHARIA AGRÍCOLA
DEPOSIÇÃO E PERDAS DA CALDA EM FEIJOEIRO EM APLICAÇÃO
COM ASSISTÊNCIA DE AR NA BARRA PULVERIZADORA (1)
CARLOS GILBERTO RAETANO(2); FERNANDO CESAR BAUER(2)
RESUMO
Com o objetivo de avaliar a influência da assistência de ar na deposição da calda de pulverização,
em plantas de feijoeiro (Phaseolus vulgaris) aos 26 dias após a emergência (DAE), com pontas de pulverização de jato cônico vazio (JA-0,5 e JA-1) e jato plano (AXI-110015), e volumes de calda, foi realizado um
experimento em delineamento inteiramente casualizado, utilizando como traçador o íon cobre. Alvos
coletores (papel de filtro com 3 x 3 cm) foram afixados nas superfícies adaxial e abaxial de folíolos
posicionados nas partes superior e inferior das plantas. Para aplicar a solução traçadora, utilizou-se
pulverizador com barras de 14 metros, com e sem assistência de ar, volumes de 60 e 100 L.ha-1, e velocidade do ar correspondente a 50% da rotação máxima do ventilador. Após a aplicação, os coletores foram
lavados individualmente em solução extratora de ácido nítrico a 1,0 mol.L -1 , e a quantificação dos depósitos através de espectrofotometria. A assistência de ar não influenciou na deposição da calda tanto a 60
quanto a 100 L.ha -1. O maior volume proporcionou maiores depósitos, sendo constatadas elevadas perdas para o solo (mais de 60%).
Palavras-chave: tecnologia de aplicação, assistência de ar, pulverizador de barra, depósitos, Phaseolus vulgaris.
ABSTRACT
SPRAY DEPOSITION AND SPRAY LOSS USING AIR-ASSISTANCE
BOOM ON BEAN PLANTS
Aiming to evaluate the effect of air-assistance in spray deposition on bean plants (Phaseolus vulgaris)
with hollow nozzles (JA-0,5 and JA-1) and flat fan nozzle type (AXI-110015), and volume rates by airassisted and non-assisted sprayers, a completely randomized experiment was carried out using copper
ion as a tracer to the evaluation of the deposits. At 26 days after emergence, artificial targets were
positioned on the upper and under-side of the leaflets, on the top and bottom parts of the same plants
under spray boom. For the application of tracer solution it was used a fourteen meter boom sprayer
with and without air-assistance at 60 and 100 L.ha -1 of volume rates. The air flow was 50% of the maximum
fan rotation. After application, targets were individually washed with an extracting solution of nitric
acid (1.0 mol L -1), and the tracer deposition was quantified by spectrofotometry. The air-assistance did
not influence spray deposition at rates of 60 as well as 100 L.ha-1. The higher the volume was the higher
the deposit levels as well as the spray losses to soil (above 60%).
Key words: application technology, air-assistance, boom sprayer, tracer, Phaseolus vulgaris.
(1) Recebido para publicação em 15 de agosto de 2003 e aceito em 24 de março de 2004.
(2) Departamento de Produção Vegetal, Defesa Fitossanitária, Faculdade de Ciências Agronômicas, UNESP, Caixa Postal
237, 18603-970, Botucatu (SP). E-mail: [email protected] e [email protected]
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.309-315, 2004
310
C.G. Raetano e F.C. Bauer
1. INTRODUÇÃO
Dentre os problemas fitossanitários que ocorrem na cultura do feijoeiro, a mosca branca (Bemisia
tabaci) merece destaque por se tratar de espécie vetora;
os níveis de dano econômico não dependem somente
dos prejuízos provenientes de sua alimentação mas,
principalmente, da doença que transmite, e mesmo
em densidades relativamente baixas, pode causar danos consideráveis (ALMEIDA et al., 1984).
Segundo G REATHEAD (1986), essa espécie, altamente polífaga, transmite o BGMV a partir de
plantas-reservatório, havendo registro de mais de 500
espécies de plantas de inúmeras famílias botânicas
como suas hospedeiras, entre elas o tomateiro
(Lycopersicon esculentum) e o algodão (Gossypium
hirsutum). Uma vez adquirido o vírus pelo inseto, ele
o transmitirá por toda a vida e, segundo NENE (1973),
pode produzir até 15 gerações por ano em espécies
como a soja (Glycine max).
A doença torna-se mais importante no plantio “da seca”, devido à alta população da mosca
branca nessa época. Nos Estados do Paraná e de São
Paulo, os prejuízos causados pelo BGMV podem atingir 100% quando altas populações do inseto
coincidem com o início do desenvolvimento do
feijoeiro (BIANCHINI et al., 1981). Em São Paulo, ALMEIDA
et al. (1984) observaram reduções médias na produção por planta de 73% e 43%, respectivamente,
quando os sintomas foram observados precoce e tardiamente.
Práticas culturais para o controle da mosca
branca, com efetiva redução da incidência do BGMV,
seriam a eliminação de fontes alternativas de inóculo
e cultivo do feijoeiro em épocas de menor população
da mosca, práticas nem sempre possíveis. O melhoramento genético para a resistência varietal seria a
medida mais apropriada, mas as tentativas não têm
obtido sucesso.
Por esse motivo, mundialmente, o controle
químico tem-se constituído no principal método de
controle à mosca branca, embora sua efetividade seja
discutível, devido, entre outros fatores, à ressurgência
da praga anualmente e à ineficiência dos métodos de
aplicação utilizados, normalmente, nas pulverizações
(OMER et al., 1997). Assim, SERVIN-VILLEGAS et al. (1997)
afirmam que o controle químico não tem-se mostrado
prática satisfatória pela baixa eficiência dos métodos
de aplicação em colocar o produto na face inferior das
folhas, reduzindo a exposição de ninfas e adultos aos
produtos fitossanitários.
Relacionado a essa dificuldade, o uso de pulverizadores providos de assistência de ar junto à
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.309-315, 2004
barra pulverizadora podem ser eficientes, uma vez que
promovem maior penetração da calda na cultura do
feijoeiro (BAUER e RAETANO , 2000) e da batata (V AN DE
ZANDE et al., 1994; T AYLOR e A NDERSEN, 1997). Outro
fator a ser considerado se relaciona à conclusão de
MAY (1991) em que a assistência de ar junto à barra
de pulverização, aumentou a deposição em 30% na superfície abaxial das folhas de beterraba açucareira.
Esse fato, embora pouco relatado e discutido
na literatura, assume fundamental importância no
controle da mosca branca, com conseqüente diminuição na incidência do BGMV. Assim, a busca de
técnicas e equipamentos que possibilitem melhor eficiência no controle dessa praga justifica a realização
de pesquisas na área.
O presente estudo teve como objetivo avaliar
a influência da assistência de ar sobre a deposição da
calda, nas superfícies abaxial e adaxial de folíolos de
feijoeiro, em início de desenvolvimento, em aplicações
com diferentes pontas de pulverização e volumes de
calda.
2. MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi desenvolvido na Fazenda
Experimental Lageado da Faculdade de Ciências Agronômicas, UNESP, Campus de Botucatu, em cultura de
feijoeiro, cultivar Carioca, aos 26 dias após a emergência (DAE), com linhas de plantio espaçadas de 0,50
m e população estimada de 250.000 plantas por hectare, no momento da instalação do experimento,
adubadas segundo recomendação de MORAES (1988).
Os tratos culturais foram realizados de forma
similar aos de uma cultura comercial, com exceção da
aplicação de fungicidas, quando não se fez uso de nenhum tipo de produto cúprico.
À época das aplicações (12/4/2000), as plantas se encontravam com, aproximadamente, 30 cm de
altura proporcionando 60% de cobertura do solo e 40%
do solo descoberto.
O delineamento experimental adotado foi o inteiramente casualizado, com seis tratamentos (Tabela
1) e 25 repetições; cada planta selecionada, ao acaso,
dentro da faixa de aplicação foi considerada uma repetição.
As aplicações foram efetuadas com solução
traçadora contendo 200 g.100 L -1 de óxido cuproso,
correspondendo a 100 g de cobre metálico. As pontas
de pulverização foram selecionadas em função do volume de calda aplicado e da faixa de pressão
recomendada pelo fabricante, visando à boa cobertura das plantas.
311
Deposição e perdas de calda em feijoeiro
Um pulverizador Modelo Falcon Vortex, equipado com barra de pulverização de 14 m e assistência
de ar foi utilizado em todos os tratamentos, devido à
capacidade em operar com ou sem assistência de ar,
mantendo inalteradas as demais condições
operacionais. Em todas as aplicações, a altura da barra pulverizadora e o espaçamento entre os bicos foram
mantidos em 0,50 m.
A velocidade de deslocamento do pulverizador, determinada pela cronometragem do tempo para
percorrer 50 metros, após três repetições, foi adequa-
da a fim de manter o volume de calda aplicado dentro dos padrões inicialmente selecionados (Tabela 1).
Pelo fato de as plantas ainda se encontrarem
em estádio inicial de desenvolvimento, com grande
parte do solo ainda descoberto, optou-se por utilizar
a assistência de ar com 50% da capacidade total do
equipamento. Para isso, convencionou-se que a rotação máxima do ventilador proporciona velocidade
máxima do ar na barra e 50% da rotação total resulta
em velocidade de 50% do ar na barra. A rotação máxima, medida com fototacômetro digital, foi de 2.903 rpm.
Tabela 1 Condições operacionais em pulverizações com o equipamento Falcon Vortex, com e sem assistência
de ar (convencional) na cultura do feijoeiro aos 26 DAE
Tratamento
Condição de aplicação
Tipo de ponta
Volume
Velocidade
Velocidade
de calda
do ar na barra
do equipamento
kPa
L.ha-1
%
km h-1
Pressão
1
Convencional
JA – 0,5
793,5
60
2
Assistência de ar
JA – 0,5
793,5
60
3
Convencional
JA - 1
862,5
100
4
Assistência de ar
JA - 1
862,5
100
5
Convencional
AXI-110015
241,5
100
6
Assistência de ar
AXI-110015
241,5
100
6,5
50*
6,5
6,5
50*
6,5
5,5
50*
5,5
* velocidade do ar com 50% da rotação máxima do ventilador (2.903 rpm).
Antecedendo as pulverizações foi realizado o
ajuste de pressão, separadamente, para cada ponta
utilizada, visando obter a vazão necessária em função do volume de calda desejado e da velocidade do
equipamento. Após os ajustes devidos, antes do começo da aplicação na respectiva parcela, o
equipamento iniciava a pulverização convencional,
com a assistência de ar desativada, adentrando na
parcela com velocidade e vazão estabilizadas. Após
o término dessa parcela, em área reservada para manobras e com o equipamento ainda em movimento,
porém antes do início da parcela seguinte, o operador acionava a assistência de ar adentrando em outra
parcela com a assistência de ar ativada e estabilizada, interrompendo a pulverização ao fim dessa
parcela. Posteriormente, em outra área para manobras, o trator interrompia seu movimento até a parada
total e ali iniciavam-se os ajustes necessários para a
execução de outros dois tratamentos, envolvendo outras pontas de pulverização.
Esse procedimento, utilizado para todas as
pontas em estudo, permitiu realizar duas pulverizações
em condições ambientais muito similares (Tabela 2), em
que a única diferença, entre esses dois tratamentos,
foi o uso ou não da assistência de ar. Cada parcela e
área de manobra foram demarcadas com 15 m de largura e 15 m de comprimento.
As amostragens da deposição da calda nas
plantas foram feitas em papel-filtro, com dimensões
de 3 x 3 cm (alvo coletor), distribuídos em 25 plantas, selecionadas ao acaso sob a barra pulverizadora,
no sentido perpendicular ao deslocamento do equipamento. Um alvo coletor foi fixado na superfície
adaxial e outro na abaxial do folíolo mais alto da
planta; adotou-se o mesmo procedimento para o
folíolo mais próximo ao solo, totalizando quatro alvos coletores por planta.
As perdas da calda pulverizada para o solo
também foram estimadas com o uso de papel-filtro
porém, nesse caso, com 9 cm de diâmetro dentro de
placas de Petri. Esses coletores, foram posicionados
entre as linhas de plantio, a 5 cm de altura e distanciados em 1,5 m entre si, no sentido perpendicular
ao deslocamento do pulverizador, totalizando cinco
coletores em cada tratamento.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.309-315, 2004
312
C.G. Raetano e F.C. Bauer
Altos Coeficientes de Variação (CV) foram observados e, após a aplicação do Teste de Hartley, para
verificar a homogeneidade das variâncias, optou-se
pela transformação “raiz de x + 0,5” dos dados, constantes da Tabela 3.
Todos os coletores foram retirados, imediatamente após cada pulverização, acondicionados em
sacos de papel e armazenados em caixa térmica. No
fim de todas as pulverizações foram colocados em vidros contendo 10 mL de solução extratora de ácido
nítrico a 1,0 mol.L -1 e, após agitação, levados ao
espectrofotômetro para quantificação do íon cobre,
método já utilizado com sucesso por CHAIM et al. (1999)
e BAUER e R AETANO (2003).
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
A concentração de cobre total na calda permitiu estabelecer o volume capturado através da equação 1:
Ci x V i = C f x V f
As condições meteorológicas registradas durante as pulverizações são apresentadas na tabela 2.
Pode-se verificar que a temperatura e a umidade relativa do ar, no momento das aplicações com a ponta
JA-0,5, estavam no limite aceitável para a utilização
dessa técnica de aplicação, no entanto, a velocidade
do vento foi favorável, fato que motivou a continuidade dos trabalhos.
(Equação 1)
em que: Ci = concentração de cobre na calda
(mg.L -1 ); C f = concentração de cobre detectada no
espectrofotômetro de absorção atômica (mg.L -1); Vi =
volume capturado pelo alvo (mL); Vf = volume da
diluição da amostra (mL)
Tabela 2. Condições ambientais observadas no momento da realização dos tratamentos
Tratamento
Condição de aplicação
Tipo de ponta
Temperatura
o
UR
Velocidade do vento
C
%
km.h-1
Hora do início
1
Convencional
JA – 0,5
30,1
52
0,8
16:40
2
Assistência de ar
JA – 0,5
30,1
56
0,2
16:45
3
Convencional
JA - 1
26,1
64
0,8
17:15
4
Assistência de ar
JA - 1
25,9
63
1,1
17:30
5
Convencional
AXI-110015
23,1
72
1,5
18:05
6
Assistência de ar
AXI-110015
22,9
72
2,2
18:10
Verificou-se que, aos 26 DAE das plantas de
feijoeiro, não houve efeito da assistência de ar junto
à barra de pulverização sobre os níveis de depósitos,
para os tratamentos em teste (Tabela 3). De modo geral, os tratamentos com maiores volumes de aplicação
obtiveram níveis significativamente maiores de depósitos, ao se comparar os obtidos com o menor volume
aplicado na planta toda. Essa constatação também
foi feita por BAUER e R AETANO (2003), aos 48 DAE de
feijoeiro (cultivar Carioca), utilizando o mesmo
equipamento pulverizador, com volumes de calda variando de 60 L a 210 L.ha-1, porém na rotação máxima
do ventilador.
Analisando a superfície adaxial dos folíolos,
percebe-se não houve influência da assistência de ar
sobre os níveis de depósitos, tanto para os folíolos
posicionados no ponteiro quanto para aqueles da parte
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.309-315, 2004
inferior das plantas havendo, somente, diferenças relacionadas ao volume de calda (Tabela 3).
No entanto, nessa mesma superfície, mas na
parte inferior das plantas, as diferenças relacionadas
ao volume de calda não foram tão evidentes como na
parte superior. Esse fato indica a dificuldade de se
atingir as folhas mais próximas ao solo devido, possivelmente, ao pequeno porte das plantas que sofrem
muita influência mecânica do ar, com movimentação
excessiva das plantas e/ou deflexão do ar na superfície do solo em decorrência da manutenção de sua
velocidade devido à pequena área foliar. Admitindose a ocorrência dessas hipóteses, a utilização de
menores pressões de trabalho e/ou a ausência da assistência de ar ou, ainda, melhor adequação da
velocidade do ar na barra, poderia melhorar a deposição da pulverização nessa parte da planta, nesse
estádio de desenvolvimento.
313
Deposição e perdas de calda em feijoeiro
Tabela 3. Valores médios dos depósitos da calda (µl/cm 2) em diferentes alturas e superfícies do folíolo de
feijoeiro e em toda a planta, após pulverização aos 26 DAE, em presença e ausência da assistência de ar
junto à barra de pulverização
Assistência
Ponta
de ar
utilizada
adaxial
abaxial
adaxial
abaxial
toda
1
ausente
JA-0,5
0,851(1) a
0,852 ab
0,880 a
0,892 a
1,345 a
2
presente
0,992 a
0,919 b
0,981 ab
0,825 a
1,483 a
3
ausente
1,426 b
0,770 a
0,997 abc
0,809 a
1,734 b
4
presente
1,289 b
0,866 ab
1,184 c
0,886 a
1,762 b
5
ausente
1,354 b
0,795 a
1,030 bc
0,843 a
1,741 b
6
presente
1,386 b
0,817 ab
1,101 bc
0,822 a
1,773 b
C.V.(%)
18,85
17,05
22,60
20,67
13,43
DMS
0,185
0,115
0,188
0,141
0,178
Tratamento
JA-1
AXI 110015
Superior
Inferior
Planta
( 1 ) Valores transformados em vx + 0,5. Médias, na coluna, seguidas de mesma letra não diferem entre si pelo Teste de Tukey a 5%.
Os depósitos, na superfície abaxial dos
folíolos, não diferiram na ausência ou presença da
assistência de ar. Diferenças de deposição foram relacionadas somente aos volumes de calda. Nessa
superfície, na parte mais baixa das plantas, todos os
tratamentos foram estatisticamente iguais, não ocorrendo diferenças, inclusive, em relação ao volume
de calda.
Pode-se, também, constatar maior concentração dos depósitos na superfície adaxial dos folíolos
superiores, mais próximos à barra pulverizadora, superando até em duas vezes aos obtidos nos folíolos
mais próximos ao solo. Além disso, nota-se níveis de
depósitos similares na superfície abaxial, tanto nos
folíolos superiores quanto nos inferiores, independentemente do tipo de ponta e do volume de calda.
Há que se destacar as pontas JA-0,5 que, mesmo aplicando menor volume de calda, conseguiram
se igualar aos depósitos das demais pontas em condições meteorológicas mais críticas para a
pulverização (Tabela 2).
Os valores médios de perda de calda para o
solo estão, assim como a deposição total nas plantas,
relacionados ao volume de calda aplicado. Há, porém, que se observar os altos índices relativos de
perdas (Tabela 4), chegando a depositar 2,13 vezes
mais calda no solo do que nas plantas, mesmo havendo somente 40% do solo descoberto. Essas condições
revelam que mais de 60% do volume aplicado foi perdido para o solo.
A distribuição menos heterogênea da pulverização ao utilizar a ponta JA-0,5 com e sem assistência
de ar, em relação às demais, deve-se, talvez, ao fato de
que um menor volume de calda tenha efeito mais positivo, em relação à deposição com a agitação
mecânica das folhas.
Ao comparar as pontas AXI 110015 e JA-1,
que aplicaram volumes de calda iguais, pode-se observar que não houve diferenças na deposição, mesmo
com a primeira, de jato plano, produzindo gotas com
diâmetro mediano volumétrico (dmv) ao redor de 135
µm e a segunda, de jato cônico vazio e gotas com dmv
de 68 µm, segundo informações do fabricante.
Assim, o aspecto diâmetro de gotas, parece
não ter influenciado nos resultados obtidos com esses tratamentos.
Além disso, as perdas não se relacionaram ao
uso ou não da assistência de ar. Esse fato é contrário ao constatado por M AY (1991), no qual notou que
o uso da assistência de ar aumentou a deposição entre as linhas da cultura de beterraba açucareira, mas
de acordo com os resultados observados por BAUER e
RAETANO (2000), embora esses autores tenham trabalhado com maior nível de cobertura do solo em
cultura de soja. A Figura 1 permite observar níveis de
depósitos totais nas plantas e perdas para o solo muito parecidos entre os tratamentos em que se aplicou
100 L.ha -1 , indicando não haver diferenças entre as
pontas JA-1 e AXI 110015, a despeito de produzirem
espectro de gotas diferentes.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.309-315, 2004
314
C.G. Raetano e F.C. Bauer
Tabela 4. Valores médios de perdas para o solo (µl/cm2) e de depósitos em plantas de feijoeiro após pulverização
aos 26 DAE, em presença e ausência da assistência de ar junto à barra de pulverização
Tratamento
Assistência de ar
Depósitos
Ponta utilizada
Planta(A)
Relação
Solo(B)
B/A
0,173
0,341
1,97
0,222
0,358
1,61
0,362
0,772
2,13
0,387
0,568
1,47
0,368
0,727
1,98
0,381
0,722
1,90
µl/cm2
1
ausente
2
presente
3
ausente
4
presente
5
ausente
6
presente
JA-0,5
JA-1
AXI 110015
0,8
planta
-2
Deposição (ul.cm )
0,7
solo
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
JA-0,5-s/ar
JA-0,5-c/ar
110015-s/ar
110015-c/ar
JA-1-s/ar
JA-1-c/ar
Ponta utilizada com (c/ar) e sem (s/ar) assistência de ar
Figura 1. Perdas para o solo e deposição em plantas de feijoeiro (µl.cm-2) após pulverização aos 26 DAE, em presença
e ausência da assistência de ar.
4. CONCLUSÕES
REFERÊNCIAS
1. A assistência de ar junto à barra
pulverizadora não influenciou na deposição, independentemente da superfície foliar e da localização do
folíolo na planta;
ALMEIDA, L.P.; PEREIRA, J.C.V.N.A.; RONZELLI JUNIOR, P.;
COSTA, A.S. Avaliação de perdas causadas pelo mosaico dourado do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) em condições de campo. Fitopatologia Brasileira, Brasília, v.9, p.213-219, 1984.
2. Elevadas perdas para o solo, acima de 60%
do volume aplicado, ocorrem em pulverizações do
feijoeiro nessa fase de desenvolvimento;
BAUER, F.C.; RAETANO, C.G. Air-assisted boom sprayer in
spray deposition on bean plants. Scientia Agricola, Piracicaba,
v.60, n.2, p.211-215, 2003.
3. Maiores volumes de calda proporcionaram
maiores depósitos.
Bragantia, Campinas, v.63, n.2, p.309-315, 2004
BAUER, F.C.; RAETANO, C.G. Assistência de ar na deposição
e perdas de produtos fitossanitários em pulverizações na cultura
da soja. Scientia Agricola, Piracicaba, v.57, n.2, p.271-276, 2000.
Deposição e perdas de calda em feijoeiro
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