Teor de óleo e de proteína em genótipos de soja desenvolvidos após 1990

Oil and protein content in soybean genotypes developed after 1990

TEOR DE ÓLEO E DE PROTEÍNA EM GENÓTIPOS DE SOJA DESENVOLVIDOS APÓS 1990¹

EMÍDIO RIZZO BONATO², PAULO FERNANDO BERTAGNOLLI³, CLÁUDIA ERNA LANGE⁴ e SÉRGIO DE ASSIS LIBRELOTTO RUBIN⁵

RESUMO - O objetivo deste trabalho foi verificar se as cultivares de soja lançadas após 1990 para o Estado do Rio Grande do Sul continham, nos grãos, teores de proteína e de óleo diferentes dos contidos nos grãos das cultivares em uso anteriormente a esse ano. Na safra de 1996/97, foi realizado um estudo envolvendo genótipos produzidos em três locais do Rio Grande do Sul. O teor de óleo foi determinado pelo método de Soxlet, e o de proteína, pelo método de Kjeldahl. A maior parte das cultivares lançadas entre 1991 e 1996 apresentou menor teor de proteína e maior teor de óleo do que as mais antigas. A utilização das cultivares União e Industrial como genitores deve ter contribuído para o menor teor de proteína apresentado pelas cultivares. As linhagens experimentais apresentaram teor de proteína tão elevado quanto o das cultivares em cultivo desde antes de 1990, o que pode ter sido causado pela mudança de genitores. As correlações fenotípicas indicaram que existe uma associação negativa significativa somente entre os teores de óleo e de proteína.

Termos para indexação: Glycine max, correlação genética, composição química.

OIL AND PROTEIN CONTENT IN SOYBEAN GENOTYPES DEVELOPED AFTER 1990

ABSTRACT - The objective of this work was to investigate whether oil and protein contents of soybean cultivars released after 1990 for the State of Rio Grande do Sul, Brazil, differ from the contents found in cultivars in use before that year. A study was carried out in 1996/97 involving cultivars recommended at different periods, produced at three sites of that state. Oil content was determined by the Soxlet method, and protein content was determined by the Kjeldahl method. It was found that most cultivars released between 1991 and 1996 showed lower protein content and higher oil content than older cultivars. The use of the União and Industrial cultivars as parents should be one of the main reasons to the lower protein content in these cultivars. The change of parents provided a recuperation in the protein content of new lines up to the level found in the cultivars released before 1990. Phenotypical correlations indicated that there is a significant negative association between oil and protein contents only.

Index terms: Glycine max, genetic correlation, chemical composition.

INTRODUÇÃO

Nos últimos anos, têm sido freqüentes os questionamentos, em alguns estados brasileiros, sobre a redução do teor de proteína nas novas cultivares de soja. No Brasil, Costa et al. (1981) citam teores de proteína bruta entre 40,00% e 41,38% em grãos de sete cultivares comerciais, produzidas na safra de 1973. As cultivares de soja comercialmente cultivadas nos Estados Unidos têm, segundo Hartwig (1979), aproximadamente 40,5% de proteína no grão e 21,0% de óleo, com base em matéria seca.

De acordo com Wilcox & Guodong (1997), a composição das sementes das cultivares comerciais dos Estados Unidos, com poucas exceções, tem permanecido inalterada, nos últimos 70 anos, em aproximadamente 400 g de proteína e 210 g de óleo por kg de grãos. Voldeng et al. (1997), no entanto, afirmaram que de 1976 a 1992, o aumento do rendimento de grãos das cultivares cultivadas naquele país foi de 0,7% ao ano, enquanto o nível de proteína foi reduzido em 4 g/kg/ano e o teor de óleo aumentou em 4 g/kg/ano.

A melhoria do potencial produtivo das cultivares de soja é um dos principais objetivos de todos os programas de melhoramento genético conduzidos no país. O rendimento de grãos de soja, em geral, é inversamente correlacionado com o teor de proteína nos grãos (Johnson et al., 1955; Kwon & Torrie, 1964; Byth et al., 1969a, 1969b; Thorne & Fehr, 1970; Hartwig & Hinson, 1972; Hymowitz et al., 1972; Shannon et al., 1972; Voldeng et al., 1997; Wilcox & Guodong, 1997). Segundo Burton (1984), correlações negativas entre rendimento de grãos e teor de proteína, apesar de freqüentes, usualmente não são expressivas. Associação positiva entre o conteúdo de proteína e o rendimento de grãos também tem sido observada (Weiss et al., 1952; Kwon & Torrie, 1964; Simpson Junior & Wilcox, 1983). Relação negativa entre rendimento de grãos e teor de proteína foi encontrada, por Wilcox & Guodong (1997), em populações de tipo de crescimento indeterminado, e não foi encontrada em populações de hábito determinado.

A correlação entre teor de óleo e rendimento de grãos de soja, dependendo dos genótipos avaliados, pode ser elevada e positiva (Johnson et al., 1955), pequena, e variar de positiva a negativa (Simpson Junior & Wilcox, 1983), ou ausente (Kwon & Torrie, 1964).

Os teores de proteína e de óleo são inversamente correlacionados (Johnson et al., 1955; Kwon & Torrie, 1964; Thorne & Fehr, 1970; Hymowitz et al., 1972; Simpson Junior & Wilcox, 1983; Burton, 1984).

Visando determinar se as cultivares de soja lançadas após 1990 diferem das mais antigas quanto aos teores de proteína e de óleo, realizou-se um estudo com cultivares em uso no Rio Grande do Sul que foram lançadas em diferentes períodos, a partir dos anos 70.

MATERIAL E MÉTODOS

Para a realização do presente estudo, foram usados grãos provenientes de genótipos avaliados em ensaios de competição de cultivares comerciais e de novas linhagens de soja conduzidos em Passo Fundo, em Cruz Alta e em Júlio de Castilhos, na região do Planalto Médio do Rio Grande do Sul, durante o ano agrícola 1996/97 (Tabela 1). O ensaio de cultivares comerciais foi feito em blocos ao acaso, com três repetições, e o de novas linhagens, com quatro repetições, em Passo Fundo e em Júlio de Castilhos, e três em Cruz Alta. Para o estudo, foram usadas cultivares desenvolvidas em diferentes períodos, e linhagens em fase de avaliações finais, algumas das quais deverão constituir-se em futuras cultivares.

A semeadura foi realizada nos dias 9, 12 e 14 de novembro de 1996 em Júlio de Castilhos, em Cruz Alta e em Passo Fundo, respectivamente.

O rendimento de grãos foi estimado em área útil de 4,0 m² por repetição.

De cada parcela, após a pesagem, foi retirada uma amostra de grãos, que foi analisada quanto aos teores de óleo e de proteína, na Embrapa-Centro Nacional de Pesquisa de Soja, em Londrina, PR.

O teor de óleo foi determinado em uma amostra de 1 g pelo método de Soxlet, com hexano como solvente. As análises foram feitas em duplicata, e uma terceira análise foi realizada quando necessário.

O teor de proteína foi determinado em uma amostra de 0,1 g, tomada em triplicata, pelo método de Kjeldahl, tendo como catalisador o sulfato de cobre.

Os dados do teor de óleo foram analisados a partir dos resultados em porcentagem transformados para x^0,5, enquanto os de conteúdo de proteína foram analisados sem transformação.

Os efeitos de cultivares, no ensaio de cultivares comerciais foram desdobrados em efeitos de cultivares lançadas antes de 1970, de cultivares lançadas entre 1971 e 1980, de cultivares lançadas entre 1981 e 1990 e de cultivares lançadas entre 1991 e 1996.

No ensaio de linhagens, os efeitos de genótipos foram desdobrados em efeitos de cultivares lançadas até 1991, de cultivares lançadas em 1996 e 1997 e de linhagens experimentais.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

As cultivares comerciais em uso no estado foram separadas em quatro grupos, de acordo com o ano de início de cultivo de cada uma (Tabela 2). Na média dos grupos, as cultivares lançadas após 1980 apresentaram teor de proteína significativamente menor que o das mais antigas, lançadas antes de 1980. Das seis cultivares com menor teor de proteína, quatro foram colocadas no mercado após 1991 e duas na década de 80. Apesar disso, está incluída, no grupo de cultivares lançadas entre 1991 e 1996, a Fepagro RS10, que apresentou, juntamente com a Bragg, cultivada desde antes de 1970, teor mais elevado de proteína.

O menor teor de proteína nas cultivares lançadas nos últimos anos foi também observado no estudo feito no ensaio de linhagens de soja (Tabela 3). O grupo das quatro cultivares lançadas em 1996 e 1997 apresentou, em média, menor teor de proteína que o dos demais grupos, e as linhagens experimentais apresentaram maior porcentagem média de proteína nos grãos do que as cultivares lançadas em 1996 e 1997; essa média é semelhante à das cultivares lançadas até 1991.

Os teores de óleo e de proteína, tanto no experimento de cultivares como no de linhagens, diferiram, a 1% de probabilidade, entre os locais (Tabelas 4 e 5). O teor médio de proteína das cultivares comerciais foi menor em Júlio de Castilhos, em comparação com os teores médios obtidos dos grãos produzidos em Passo Fundo e em Cruz Alta.

No experimento com as linhagens, o teor médio de proteína foi maior em Cruz Alta do que o obtido nos outros dois locais.

Os teores médios de óleo obtidos dos grãos produzidos em Passo Fundo foram menores que os obtidos em Cruz Alta e em Júlio de Castilhos, em ambos os experimentos.

Os resultados apresentados, embora obtidos em três locais, foram todos gerados de grãos produzidos em apenas um ano agrícola. Fatores ambientais podem contribuir fortemente para a concentração de proteína nos grãos, independentemente dos genes de teor de proteína per se, como foi discutido por Hartwig & Hinson (1972). Além das diferenças causadas pelas condições físicas e químicas do solo e pelo fato de o cultivo da soja ter sido feito no sistema de semeadura convencional em Cruz Alta e em Júlio de Castilhos e no sistema de plantio direto em Passo Fundo, ocorreram, em 1996/97, diferenças climáticas entre os três locais. A temperatura média em Passo Fundo foi cerca de 0,9ºC inferior à dos demais locais, de novembro de 1996 a abril de 1997. Nesse período, em Júlio de Castilhos ocorreu um volume maior de precipitação pluvial que nos demais locais. Os menores volumes de chuva alternaram-se, durante esses meses, entre Passo Fundo e Cruz Alta. As condições fotoperiódicas em que a soja foi cultivada foram semelhantes, uma vez que as diferenças de latitude entre os locais são pequenas e as semeaduras foram feitas com diferença máxima de cinco dias. As interações entre cultivares e locais e entre linhagens e locais também foram altamente significativas, demonstrando que os genótipos de soja estudados reagem diferentemente em relação às condições ambientais onde são cultivados.

A análise da origem das cultivares e das linhagens avaliadas evidenciou existir uma relação entre o teor de proteína e a genealogia. As cultivares Embrapa 66, FTSaray, BRS 137, Embrapa 59 e FT2011 apresentaram teores de proteína inferiores a 38%. Todas essas cultivares possuem genes das cultivares União e Industrial (L356). Os genótipos FTAbyara, Ocepar 14 e JC 9350, também descendentes da cultivar União ou da Industrial, exibiram teores inferiores a diversos outros genótipos estudados (Tabelas 2 e 3). Por sua vez, genótipos descendentes das cultivares Paraná e Davis não mostraram relação tão próxima, exibindo, alguns, baixo, e outros, elevado teor de proteína. As cultivares União e Industrial apresentaram 40,8% (Bonetti & Vieira, 1981) e 39,0% (Miranda et al., 1981) de proteína. A análise da genealogia mostrou que a mudança de genitores pode ter sido um importante fator na recuperação do teor de proteína das novas linhagens, no mesmo grau dos teores das cultivares lançadas antes de 1990.

As cultivares lançadas entre 1991 e 1996 apresentaram teor médio de óleo mais elevado que o das lançadas entre 1981 e 1990, entre 1971 e 1980 e antes de 1980 (Tabela 2). A cultivar Fepagro RS10 possui elevado teor de proteína e baixo teor de óleo, sendo, portanto, uma das mais indicadas para a produção de ração. Essa cultivar é originária do cruzamento Ipagro 20 x Pel 7803. A cultivar Ipagro 20 foi obtida do cruzamento (Santa Rosa x Arksoy) x (Majos x Kanro) e Pel 7803 do cruzamento Forrest x Hood. As cultivares Ocepar 14 e Embrapa 66, contrariamente à Fepagro RS10, possuem elevado teor de óleo e baixo teor de proteína. O grupo de linhagens que exibiu maior teor médio de proteína apresentou o menor teor médio de óleo (Tabela 3).

Não houve diferença estatisticamente significativa, a 5% de probabilidade, entre os grupos de cultivares comerciais cultivadas nos três locais (Tabela 2). O melhor rendimento de grãos no ensaio de linhagens foi obtido pelas cultivares lançadas em 1996 e em 1997, o qual não diferiu do das linhagens experimentais (Tabela 3). O rendimento médio dessas linhagens, por sua vez, foi semelhante ao das cultivares lançadas até 1991. Esses resultados indicam que o potencial produtivo dos novos genótipos incluídos nesse estudo não difere muito do apresentado pelos genótipos em cultivo há mais tempo. Tal fato pode ser entendido se for considerado que no estudo dos teores de óleo e de proteína foram incluídas as cultivares mais produtivas ainda em cultivo, como Bragg, Davis, IAS 4, IAS 5 e BR4.

Nos ensaios avaliados, os coeficientes de correlação entre rendimento de grãos e teor de proteína foram negativos, e entre rendimento de grãos e teor de óleo foram positivos; no entanto, nenhum deles foi diferente de zero, segundo o teste t a 5% de probabilidade (Tabela 6). Resultados semelhantes foram constatados por Know & Torrie (1964) e por Byth et al. (1969a). A associação entre o teor de proteína e o teor de óleo nos dois ensaios foi negativa e altamente significativa. Esses resultados estão de acordo com os obtidos por outros pesquisadores (Johnson et al., 1955; Kwon & Torrie, 1964; Thorne & Fehr, 1970; Hymowitz et al., 1972; Simpson Junior & Wilcox, 1983; Burton, 1984).

CONCLUSÕES

1. As cultivares colocadas no mercado do Rio Grande do Sul após 1980, especialmente as lançadas em 1996 e em 1997, apresentam menor teor de proteína nos grãos.

2. A redução do teor de proteína deve-se ao uso de determinados genitores nos programas de melhoramento, especialmente ao uso das cultivares União e Industrial; as novas linhagens mostram teor médio de proteína, considerado normal para o grão de soja.

3. Não há, nos genótipos e nos ambientes estudados, associação significativa entre o rendimento de grãos e os teores de óleo e de proteína; no entanto, a associação entre o teor de proteína e o de óleo é significativamente negativa.

AGRADECIMENTOS

Ao Dr. José Renato Bordingnon, pesquisador da Embrapa-Centro Nacional de Pesquisa de Soja, em Londrina, PR, pela colaboração na realização das análises de determinação dos teores de óleo e de proteína.

• BONETTI, L.P.; VIEIRA, R.E. Melhoramento de cultivares no Brasil: no Rio Grande do Sul. In: MIYASAKA, S.; MEDINA, J.C. (Ed.). A soja no Brasil Campinas : Instituto de Tecnologia de Alimentos, 1981. p.292-300.
• BURTON, J.W. Breeding soybeans for improved protein quantity and quality. In: WORLD SOYBEAN RESEARCH CONFERENCE, 3., 1984, Ames. Proceedings Boulder : Westview, 1984. p.361-367,
• BYTH, D.E.; CALDWELL, B.E.; WEBER, C.R. Specific and nonspecific index selection in soybean Glycine max L. (Merrill). Crop Science, Madison, v.9, p.702-705, 1969a.
• BYTH, D.E.; WEBER, C.R.; CALDWELL, B.E. Correlated truncation selection for yield in soybeans. Crop Science, Madison, v.9, p.699-702, 1969b.
• COSTA, S.I. da; MORI, E.E.M.; FUJITA, J.T. Características químicas, organolépticas e nutricionais de algumas cultivares de soja. In: MIYASAKA, S.; MEDINA, J.C. (Ed.) A soja no Brasil Campinas : Instituto de Tecnologia de Alimentos,1981. p.823-827,
• HARTWIG, E.E. Breeding productive soybeans with a higher percentage of protein. In: INTERNATIONAL SYMPOSIUM SEED PROTEIN IMPROVEMENT IN CEREALS AND GRAIN LEGUMES, 1978, NEUHERBERG. Proceedings Vienna : International Atomic Energy Agency, 1979. v.2, p.59-66.
• HARTWIG, E.E.; HINSON, K. Association between chemical composition of seed and seed yield of soybeans. Crop Science, Madison, v.12, p.829-830, 1972.
• HYMOWITZ, T.; COLLINS, F.I.; PANCZNER, J.; WALKER, W.M. Relationship between the content of oil, protein, and sugar in soybean seed. Agronomy Journal, Madison, v.64, p.613-616, 1972.
• JOHNSON, H.W.; ROBINSON, H.F.; COMSTOCK, R.E. Genotypic and phenotypic correlations in soybeans and these implications in selection. Agronomy Journal, Madison, v.47, p.477-483, 1955.
• KWON, S.H.; TORRIE, J.H. Heritability and interrelationship among traits of two soybean populations. Crop Science, Madison, v.4, p.196-198, 1964.
• MIRANDA, A.C. de; MIYASAKA, S.; MASCARENHAS, H.A.A.; ROSSETTO, C.J. Melhoramento de cultivares no Brasil: no Estado de Săo Paulo. In: MIYASAKA, S.; MEDINA, J.C. (Ed.). A soja no Brasil Campinas : Instituto de Tecnologia de Alimentos, 1981. p.311-324.
• SHANNON, J.G.; WILCOX, J.R.; PROBST, A.M. Estimated gains from selection for protein and yield in the F₄ generation of six soybean populations. Crop Science, Madison, v.12, p.824-826, 1972.
• SIMPSON JUNIOR, A.M.; WILCOX, J.R. Genetic and phenotypic associations of agronomic characteristics in four high protein soybean populations. Crop Science, Madison, v.23, p.1077-1081, 1983.
• THORNE, J.C.; FEHR, W.R. Incorporation of high-protein, exotic germplasm into soybean populations by 2- and 3-way crosses. Crop Science, Madison, v.10, p.652-655, 1970.
• VOLDENG, H.D.; COBER, E.R.; HUME, D.J.; GILLARD, C.; MORRISON, M.J. Fifty-eight years of genetic improvement of short-season soybean cultivars in Canada. Crop Science, Madison, v.37, p.428-431, 1997.
• WEISS, M.G.; WEBER, C.R.; WILLIAMS, L.T.T.; PROBST, A.H. Correlations of agronomic characters and temperature with seed compositional characters in soybean, as influenced by variety and time of planting. Agronomy Journal, Madison, v.44, p.289-297, 1952.
• WILCOX, J.R.; GUODONG, Z. Relationship between seed yield and seed protein in determinate and indeterminate soybean populations. Crop Science, Madison, v.37, p.361-364, 1997.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  15 Mar 2001
• Data do Fascículo
  Dez 2000

Histórico

• Aceito
  02 Mar 2000