ESTRATIFICAÇÃO DE AMBIENTES EM EXPERIMENTOS DE FEIJOEIRO NO ESTADO DE SÃO PAULO

ESTRATIFICAÇÃO DE AMBIENTES EM EXPERIMENTOS DE FEIJOEIRO NO ESTADO DE SÃO PAULO(¹)

SÉRGIO AUGUSTO MORAIS CARBONELL(²,³) e ANTONIO SIDNEY POMPEU(²,³)

RESUMO

Efetuaram-se análises da variância conjunta em três experimentos de feijoeiro instalados em várias localidades paulistas, em 1990-93, na época da seca (plantio em janeiro-fevereiro) e na de inverno (maio-junho) e, em 1990-92, na das águas (setembro-outubro), objetivando-se quantificar os valores da interação genótipo por ambiente (GA) e identificar os locais onde essa interação se mostrou menos pronunciada ou, ao contrário, mais contrastante. Os experimentos E1, E2 e E3, delineados em blocos ao acaso com cinco repetições, continham 17, 13 e 13 genótipos respectivamente. Os resultados identificaram Pariquera-Açu, Capão Bonito e Itaberá como ambientes contrastantes, ou seja, com interação GA altamente significativa. Em Ribeirão Preto, Votuporanga, Aguaí, Mococa e Riversul, verificou-se a formação de vários grupos de ambientes com interações GA não significativas; sendo assim, esses locais foram considerados os mais homogêneos para análise de produtividade e avaliação de genótipos.

Termos de indexação: feijão, Phaseolus vulgaris, interação genótipo por ambiente, zoneamento ecológico.

ABSTRACT

GENOTYPE BY ENVIRONMENT INTERACTINS IN COMMON BEAN IN THE STATE OS SÃO PAULO, BRAZIL

Genotype by environment interactions (GE) were estimated to identify contrasting and similar groups of environments. Joint variance analysis was performed for three experiments (E1, E2 and E3) of common dry bean in randomized complete block design with five replications carried out in the dry season (summer/fall) of 1990-93, in the winter season (fall/winter) of 1990-93 and also in the rainy season (spring/summer) of 1990-92. E1, E2 and E3 were made up of 17, 13 and 13 genotypes, respectively. The results identified environments where the GE interaction was highly significant such as those of Pariquera-Açu, Capão Bonito and Itaberá counties. In the Ribeirão Preto, Votuporanga, Aguaí, Mococa and Riversul counties the GE interaction was not significant, showing that they were ecologically similar. These locations were considerated the most homogeneous for yield and genotype evaluations.

Index terms: beans, Phaseolus vulgaris, genotype by environment interactions, ecological zones.

1. INTRODUÇÃO

No melhoramento genético do feijoeiro, a avaliação da interação genótipos por ambientes (GA) é de grande importância, uma vez que as variedades a serem lançadas ou avaliadas poderão ter comportamentos diferenciados conforme as condições do ambiente de cultivo. Sabe-se que o fenótipo (F) de um caráter é função do genótipo (G), do ambiente (A) e da interação genótipo por ambiente (GA). Esse último componente, principalmente para caracteres quantitativos como produtividade, estabelece-se em virtude do comportamento diferenciado dos genótipos em ambientes distintos. Um modo de atenuar o efeito GA é a formação de um zoneamento ecológico mediante a estratificação de ambientes, reunindo aqueles ecologicamente semelhantes para que essa interação não seja significativa e, assim, avaliar a fração G de maneira mais eficiente. Entretanto, observa-se que, mesmo com esse procedimento, uma fração da interação ainda permanece, em razão da ocorrência de fatores ambientes incontroláveis, tais como temperatura, chuva, doença, etc., contra os quais a estratificação não é totalmente eficaz (Cruz & Regazzi, 1994).

Com base na importância da amostragem ambiental na avaliação de germoplasma para fins de recomendação de cultivares, Duarte & Zimmermann (1991), avaliando dados de rendimento de feijoeiro, definiram locais `estratégicos' no Brasil para os testes de material genético. Por meio da avaliação da significância estatística da interação genótipo por ambiente, elegeram um conjunto de locais, aqueles mais contrastantes entre si e que melhor representariam a população de ambientes, para a qual se faria a recomendação. Ramalho et al. (1993), ao analisarem os resultados de experimentos de cultivares de feijoeiro no Estado de Minas Gerais, desenvolvidos em dezesseis ambientes, envolvendo dois locais e duas épocas de semeadura, verificaram, em termos de produção de grãos, que os efeitos de local, ano, época de semeadura e cultivar foram responsáveis por mais de 50% da variação total.

As interações envolvendo cultivares, que são as mais importantes, revelaram pequena participação na variação total (14%), sendo a interação cultivar x época a mais expressiva. Os autores concluíram que as futuras avaliações de cultivares de feijoeiro deveriam ser realizadas durante as várias épocas, em detrimento de alguns locais.

Para o Estado de São Paulo, Pizan et al. (1994) definiram três regiões ecologicamente favoráveis para o cultivo de feijoeiro, baseando-se em dados de temperatura (média próxima a 21^oC), precipitação pluvial (100 mm mensais, bem distribuídos durante todo o ciclo da cultura), tipo de solo e sistemas de produção adotados. Tomando esse estudo como referência, foram definidas as épocas de cultivo: (a) das águas (Ag), com plantio de agosto a setembro, admitindo o plantio até outubro; (b) da seca (S), com plantio de janeiro a fevereiro, podendo-se estender até março; (c) de inverno (I), com plantio de abril a maio. A cultura da estiagem é menos sujeita a doenças fúngicas e bacterianas, pois a colheita ocorre com tempo seco, o que garante ao produto boa qualidade.

Entretanto, há o risco de veranicos e ocorrência de mosca-branca/mosaico dourado. A irrigação se faz necessária na cultura de inverno, que é a mais indicada para obtenção de feijão de alta qualidade e, portanto, recomendada para a produção de sementes.

Desenvolveu-se este trabalho com os seguintes objetivos: (1) avaliar a rede de experimentos utilizada pela pesquisa do melhoramento do feijoeiro no Estado de São Paulo para identificar se há, entre os ambientes disponíveis dentro das épocas recomendadas e no conjunto destas, padrões de similaridade (interação GA não significativa) e avaliar a fração G mais eficientemente no conjunto dos experimentos; (2) identificar ambientes nitidamente contrastantes dos demais (interação GA altamente significativa), e com isso definir ambientes específicos para a seleção e avaliação de genótipos resistentes ou tolerantes aos fatores desta interação (doença, temperatura, estiagem, etc.).

2. MATERIAL E MÉTODOS

Visando quantificar a interação GA, obtiveram-se análises da variância conjunta para os dados de três experimentos de feijoeiro (E1, E2 e E3) instalados em várias localidades paulistas, em 1990-93, na época da seca (plantio em janeiro-fevereiro) e na de inverno (maio-junho) e, em 1990-92, na das águas (setembro-outubro). O delineamento experimental foi em blocos ao acaso com cinco repetições, segundo zoneamento ecológico definido por Pizan et al. (1994), os quais definiram as regiões de acordo com as épocas de semeadura com base em dados de precipitação pluvial e temperatura, principalmente (Quadro 1). Aos experimentos E1, E2 e E3 corresponderam, respectivamente,17, 13 e 13 genótipos, assim definidos, sobretudo pela produtividade obtida em ensaios preliminares. As avaliações das produções das parcelas em uma linha de 5 m foram transformadas em kg/ha, considerando-se o espaçamento entre fileiras de 60 cm para a época de inverno e de 50 cm para a das águas e a da seca. Nesses experimentos, utilizou-se o equivalente a 430 kg/ha da fórmula 4-14-8 no plantio e 65 kg/ha de sulfato de amônio, em cobertura. Realizaram-se pulverizações para controle de insetos e agentes patogênicos, usando-se uma mistura de parationmetil, nevinfos e ditiocarbamato na proporção de 2cc:2cc:2 g/L.

Efetuaram-se análises da variância por ambiente perfazendo um total de 142, sendo 49 no E1, 46 no E2 e 47 no E3; após avaliar a homogeneidade das variâncias, descartaram-se sete ambientes através da análise da relação 7:1 dos quadrados médios residuais (Pimentel-Gomes, 1985). Ao final, 134 ambientes foram divididos de acordo com as épocas, a saber: (a) da seca (47): E1 (17), E2 (16) e E3 (14); (b) de inverno (48): E1 (17), E2 (15) e E3 (16), e (c) das águas (39): E1 (13), E2 (13) e E3 (13).

As médias dos genótipos em cada ambiente foram submetidas à análise conjunta para avaliação da interação GA por época e no conjunto das épocas. Foram utilizados, como medidas de similaridade, os quadrados médios da interação GA (QM_GA) obtidos nas análises conjuntas de todos os pares de ambientes, de acordo com Horner & Frey (1957). Os ambientes foram classificados como contrastantes (interação GA significativa) ou como ecologicamente similares (interação GA não significativa).

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

A produtividade média de grãos dos três experimentos, nos diferentes locais e épocas de seme- adura, encontra-se no quadro 1.

Observa-se que há locais como Itaí e Itararé (seca), Ribeirão Preto e Votuporanga (inverno) e Capão Bonito, Itaberá, Itaí e Paranapanema (águas) com valores médios superiores a 2.000 kg/ha. No entanto, há ambientes como Itaberá, Paranapanema, Pariquera-Açu e Riversul (seca), Pariquera-Açu, Aguaí e Vale do Paraíba (inverno) e Ribeirão Preto e Mococa (águas) que apresentam médias inferiores a 2.000 kg/ha, mas como são valores médios, nesses ambientes são encontrados genótipos com valores superiores à média.

Os resultados das análises da variância quanto às épocas de plantio estão nos quadros 2 (seca), 3 (inverno) e 4 (águas). Pode-se verificar que a interação GA foi altamente significativa nos três experimentos, para as três épocas. Os valores médios de produtividade foram relativamente altos; em muitos casos, os genótipos apresentaram valores superiores aos do padrão Carioca 80SH (IAC-Carioca), como demonstram as amplitudes de produtividade dos genótipos em todos os experimentos e épocas de plantio.

Os quadros 5, 6 e 7 apresentam a participação em interação não significativa (5% de probabilidade) entre genótipo e ambiente, por local, época e ano de plantio, envolvendo grupos com dois a sete ambientes, para os três experimentos. Observa-se que os ambientes Itararé-S-91, Itaberá-S-91, Capão Bonito-S-92, Mococa-S-92 (Quadro 5), Pariquera-Açu-I-90, Vale Paraíba-I-90 (Quadro 6) e Capão Bonito-Ag-92 (Quadro 7), dentro de suas respectivas épocas de plantio, não formaram grupos com outros ambientes (interação GA significativa), sendo, por isso, considerados altamente contrastantes. Normalmente, na época da seca, ocorrem as menores produções em função de problemas de precipitação pluvial (falta ou má distribuição das chuvas). No entanto, quando há suprimento adequado de água para o bom desenvolvimento da cultura em determinados locais e anos, a produtividade torna-se elevada. Na análise conjunta para a época da seca, em vários anos, esses ambientes favorecidos são considerados contrastantes em relação aos demais, tal como ocorreu em Itararé-S-91, Itaberá-S-91, Capão Bonito-S-92 e Mococa-S-92. Na época das águas e na de inverno, consideradas como as de maior produtividade (Quadros 5, 6 e 7), os demais ambientes contrastantes foram identificados principalmente em decorrência de doenças como antracnose, mancha-angular, fusariose e bacteriose. Do mesmo modo, pode-se discutir sobre a interação GA não significativa com apenas dois e três ambientes, ocorridos em um ou dois experimentos, como Capão Bonito-S-91, Pariquera-Açu-S-92, Pariquera-Açu-I-91, Itaberá-Ag-90, Capão Bonito-Ag-90 e Mococa-Ag-92, classificados como ambientes contrastantes para a produtividade de grãos.

Os ambientes contrastantes foram considerados importantes para fins de avaliação de genótipos, pois possibilitam a avaliação sob condições estressantes de cultivo no caso da ocorrência de doença, estiagem ou qualquer outro fator ligado ao solo, como acidez ou falta de nutriente. No entanto, para análise de grupos de experimentos para fins de produtividade, esses ambientes são muitas vezes retirados das análises conjuntas, pois apresentam alta interação GA e heterogeneidade de QM_residual. Seus resultados, nesses casos, seriam auxiliares nas decisões para recomendação em ambientes estressantes (contrastantes) ou para exclusão de genótipos dos ensaios quando verificada alta suscetibilidade a algum fator, como doença por exemplo, em cada época de plantio. Duarte & Zimmermann (1991) alertam, como observado neste trabalho, para a ocorrência de uma instabilidade nos resultados na identificação desses ambientes contrastantes em relação aos anos, tendo em vista a imprevisibilidade das condições ambientes. No entanto, isso poderia ser amenizado se estudos envolvendo grande número de ambientes (épocas de plantio e locais) fossem realizados. Nesse caso, a avaliação da interação GA seria mais próxima da realidade e, portanto, mais consistente.

Por outro lado, a avaliação que se restringe a ambientes com interação GA não significativa e com homogeneidade de QM_residual não reflete a população de ambientes para a qual se faz a recomendação.

Segundo Ramalho et al. (1993), quanto maior o número e diversidade de ambientes testados, melhor seria a decisão sobre a recomendação dos genótipos, em detrimento de alguns locais com interação GA altamente significativa.

Paralelamente à discussão sobre a decisão da inclusão ou da retirada desses ambientes contrastantes das análises conjuntas para produtividade, há uma nítida separação dos ambientes contrastantes: Pariquera-Açu nas épocas da seca (S) e de inverno (I), Capão Bonito (S) e na época das águas (Ag); e aqueles com interação GA não significativa: Parana-panema (S e Ag), Riversul (S), Aguaí (I), Ribeirão Preto (I), Vale Paraíba (I) e Mococa (Ag) e, também, Capão Bonito (S) e Votuporanga (I), quando não ocorrem doenças. Desse modo, fica evidente que fatores estres- santes, inerentes a cada época e local de plantio, têm grande influência sobre os valores das médias considerados nas avaliações de genótipos para fins de recomendação.

Avaliando o conjunto dos resultados nas três épocas de plantio (Quadro 8), verifica-se alta significância para todas as fontes de variação. Há genótipos com produções médias maiores que a produtividade média da variedade padrão Carioca 80SH (IAC-Carioca) nos três experimentos. Todos esses genótipos apresentam tipo de grão comercial, isto é, tipo carioca: linhagens H853-50-2 (2.201 kg/ha) e H853-50 (2.100 kg/ha) no experimento 1; rosinha: linhagens H5986-52 (2.073 kg/ha) e H5986-53 (2.054 kg/ha) no experimento 2, e preto: linhagem 51-1-1-2 (2.133 kg/ha) no experimento 3.

Em 43 ambientes dos 50 possíveis, formaram-se regiões semelhantes com pelo menos dois ambientes (interação GA não significativa) (Quadro 9).

Em seis ambientes (Pariquera-Açu-I-90, Vale Paraíba-I-90, Itararé-S-91, Itaberá-S-91, Capão Bonito-Ag-92 e Votuporanga-I-92), não foi possível agrupá-los em regiões ecológicas similares aos outros 43, portanto altamente influenciadas pela interação GA.

Outros locais como Capão Bonito (Ag-90, S-91 e S-92), Pariquera-Açu (I-91 e S-92) e Itaberá (Ag-90 e Ag-92) apresentaram interação GA não significativa, com formação de pequenos grupos com outros ambientes (dois ou três), podendo também ser considerados como altamente influenciados pela interação GA.

Ao contrário, ambientes como Ribeirão Preto (I-90, I-91, Ag-92, I-92 e I-93), Votuporanga (I-90, I- 91 e I-93), Aguaí (I-90 e I-91), Mococa (S-90, Ag-90, Ag-91, Ag-92 e S-93) e Riversul-S-91 apresentaram interação GA não significativa com formação de grupos até com oito ambientes, sendo estes locais possivelmente regiões mais homogêneas para análise de produtividade para a cultura do feijoeiro, nas três épocas do ano.

4. CONCLUSÕES

1. O conhecimento da existência de ambientes contrastantes (interação GA altamente significativa) causadores de estresses, é importante para fins de avaliação dos genótipos quanto ao comportamento em relação aos agentes patogênicos e demais fatores estressantes.

2. Pariquera-Açu, Capão Bonito e Itaberá foram considerados ambientes contrastantes, principalmente em função da ocorrência de doenças.

3. Ribeirão Preto, Votuporanga, Aguaí, Mococa e Riversul, com maior número de interações não significativas, revelaram-se como os ambientes mais homogêneos para análise de produtividade e avaliação de genótipos.

AGRADECIMENTOS

À FAPESP, pelo auxílio concedido ao programa de melhoramento do feijoeiro em execução no Instituto Agronômico e ao colega João Batista Duarte, pela revisão deste artigo.

⁽²) Seção de Genética, Instituto Agronômico (IAC), Caixa Postal 28, 13001-970 Campinas (SP).

⁽³) Com bolsa de produtividade científica do CNPq.

• CRUZ, C.D. & REGAZZI, A.J. Interaçăo genótipos x ambientes. In: Modelos biométricos aplicados ao melhoramento genético. Viçosa, Imprensa Universitária, 1994. p.1-24.
• DUARTE, J.B. & ZIMMERMANN, M.J. de O. Selection of location for common bean (Phaseolus vulgaris L.) germoplasm evaluation. Revista Brasileira de Genética, Ribeirăo Preto, 14(3):765-770, 1991.
• HORNER, T.W. & FREY, K.J. Methods for determining natural areas for oat varietal recomendations. Agronomy Journal, Madison, 49:313-315, 1957.
• PIMENTEL-GOMES, F.P. Curso de Estatística Experimental. 11.ed. Săo Paulo, Nobel, 1985. 466p.
• PIZAN, N.R.; BULISANI, E.A. & BERTI, A.J. Feijăo: zoneamento ecológico e época de semeadura para o Estado de Săo Paulo. Campinas, Coordenadoria de Assistęncia Técnica Integral, 1994. 19p. (Boletim Técnico, 218)
• RAMALHO, M.A.P.; ABREU, A.F.B. & RIGHETTO, G.H. Interaçăo de cultivares de feijăo por época de semeadura em diferentes localidades do Estado de Minas Gerais. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, 28(10):1183-1189, 1993.

⁽¹) Recebido para publicação em 26 de setembro de 1996 e aceito em 29 de janeiro de 1997.

) Recebido para publicação em 26 de setembro de 1996 e aceito em 29 de janeiro de 1997.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  02 Jan 2002
• Data do Fascículo
  1997

Histórico

• Aceito
  29 Jan 1997
• Recebido
  26 Set 1996