ANÁLISE DE ESTABILIDADE FENOTÍPICA DE CULTIVARES DE SOJA EM 28 AMBIENTES DO RIO GRANDE DO SUL

PHENOTYPIC STABILITY ANALYSIS OF SOYBEAN CULTIVARS IN 28 ENVIRONMENTS OF THE STATE OF RIO GRANDE DO SUL

ANÁLISE DE ESTABILIDADE FENOTÍPICA DE CULTIVARES DE SOJA EM 28 AMBIENTES DO RIO GRANDE DO SUL

PHENOTYPIC STABILITY ANALYSIS OF SOYBEAN CULTIVARS IN 28 ENVIRONMENTS OF THE STATE OF RIO GRANDE DO SUL

Ailo Valmir Saccol¹ Lindolfo Storck²

RESUMO

O presente estudo utilizou os dados de rendimento de 21 cultivares de soja, em 28 ambientes do Rio Grande do Sul, para uma análise de estabilidade pelo modelo bi-segmentado descontínuo (STORCK, 1989), com correções devido a erros nas variáveis. As principais conclusões foram; 1) O método mostrou-se adequado para o estudo da estabilidade fenotípica de cultivares de soja, porque houve uma boa variação ambiental e um bom ajustamento dos dados ao modelo; 2) O grupo de cultivares estudado pode ser classificado em: a) Indesejáveis (Hill, IAS-2, Paraná, Prata, Sel. Foscarin, Louisiana, Hardee, Bienville, Industrial, Santa Rosa, Bossier e Viçoja); b) Adaptáveis tanto aos ambientes inferiores como aos superiores, dentro da região estudada (Pérola, Bragg e Jakson); c) Adaptáveis à ambientes superiores (Planalto, Hale-7, IAS-5, IAS-1 e IAS-4); d) Adaptáveis à ambientes médios (Hood).

Palavras-chave: soja, análise da estabilidade, interação cultivares e ambientes.

SUMMARY

Yield data of 21 soybean variety from trials conducted in 28 environments in the Rio Grande do Sul State were used for a stability analyses using the discontinuous bi-segmented model (STORCK, 1989) with corrections due to errors in the variables. The main conclusions were: 1) The method was adequate for phenotype stability studies of soybean varieties since there was a wide environmental variation and a good data adjustment to the model; 2) The group of varieties can be considered as undesirables (Hill, IAS-2, Paraná, Prata, Sel. Foscarin, Louisiana, Hardee, Bienville, Industrial, Santa Rosa, Bossier and Viçoja); b) Adaptable to both unfavorable and favorable environments, within the region studied (Pérola, Bragg and Jakson); c) Adaptable to favorable environments (Planalto, Hale-7, IAS-5, IAS-1 and IAS-4); d) Adaptable to average environments (Hood).

Key Words: soybean, stability analysis, cultivar-environment interaction.

INTRODUÇÃO

O rendimento de grãos de diferentes cultivares de soja é influenciado pêlos fatores ambientais, que podem variar entre locais e/ou entre anos havendo, portanto, interação entre genótipos e ambiente (MUNGOMERY et al, 1974 e VERNETTI et al, 1990). Esta influência, em geral, não é a mesma para as diferentes cultivares dada a natureza genética das mesmas. Tem-se, então, uma interação de cultivares com ambientes, isto é, a forma com que cada cultivar responde à variação ambiental não é a mesma.

O estudo detalhado da interação, via análise da estabilidade, é recomendado para melhor caracterizar as cultivares e permitir determinar quais são as melhores condições ecológicas para cada cultivar. Numa situação desta natureza, segundo MINOR & BERLATO (1977), seria vantajosa a utilização de cultivares que possuam uma adaptabilidade ampla, garantindo assim, um comportamento satisfatório em condições diversas. Por outro lado, é também de interesse, em regiões onde estão sendo empregados altos níveis de manejo, utilizar cultivares com maiores capacidades de resposta à aplicação de tecnologia

A identificação destes dois tipos de cultivares, a amplamente adaptada e a adaptada em condições favoráveis, tem sido impedida pela inexistência de métodos que possibilitem uma precisa quantificação do comportamento das cultivares frente às variações e interações complexas do ambiente (MINOR & BERLATO, 1977). Neste sentido, FINLAY & WILKINSON (1963). desenvolveram um método estatístico para avaliar o comportamento de plantas em diversos ambientes tornando-se, apenas, os dados de rendimento. SANTOS & VIEIRA (1975) aplicaram este método para o rendimento de grãos da cultura da soja. Este método foi utilizado por EBERHART & RUSSELL (1966), com algumas modificações, os quais concluíram ser ele adaptável à análise de dados provenientes de ensaios regionais e nacionais de cultivares.

O método de FINLAY & WILKINSON (1963), modificado por EBERHART & RUSSELL (1966), foi utilizado por MINOR & BERLATO (1977), para avaliar o grau de adaptação de algumas cultivares de soja, em 42 ambientes, no Rio Grande do Sul. Como resultado, verificaram que a cultivar Planalto apresentou parâmetros que indicam adaptação à ambientes de baixa produtividade; a Bragg, IAS-1 e IAS-2 apresentaram comportamento estável, enquanto a Hardee e a Bossier mostraram-se sensíveis à variação do ambiente.

Os métodos desenvolvidos mais recentemente, para estudar a interação genótipo e ambiente, em diversas culturas, no entanto, tem-se preocupado em detalhar a interação, através do desdobramento da variação ambiental, dentro de cada cultivar, em regressões segmentadas e desvios (STORCK. 1989). Estes métodos, têm sido, ultimamente, os mais utilizados.

O presente estudo visa: 1) Testar, para a cultura da soja, um modelo de regressão bi-segmentado descontínuo visando avaliar a estabilidade fenotípica de' cultivares de soja; 2) Identificar cultivares que apresentam maior estabilidade de rendimento frente a variação do ambiente (em ambientes inferiores e/ou superiores) e 3) Identificar cultivares que apresentam alta capacidade de resposta à ambientes superiores.

MATERIAL E MÉTODOS

O presente trabalho foi realizado a partir dos dados de rendimento de grãos de soja obtidos durante o ano agrícola de 1973/74 em 28 ambientes (Tabela 1). Em cada ambiente foram avaliadas 21 cultivares de soja, as quais estão relacionadas na tabela 2. Nos ambientes 1, 2, 4, 9, 11, 13, 23, 24, 26 e 27 os experimentos foram conduzidos pelo IPAGRO-SA; nos ambientes 5 e 25 os experimentos foram conduzidos pelo Centro de Experimentação e Pesquisa - FECOTRIGO; nos ambientes 3, 6, 7, 8, 14 e 15 os experimentos foram conduzidos pelo CNPT - EMBRAPA; nos ambientes 12 e 28 os experimentos foram conduzidos peta UFSM e nos ambientes 16, 17, 18, 19, 20, 21 e 22 os experimentos foram conduzidos pelo CNPTBA - EMBRAPA.

As 21 cultivares, em cada experimento, foram avaliadas segundo o delineamento experimental Látice Parcialmente Balanceado, com quatro repetições, em unidades experimentais de 4,80m.

O rendimento de grãos (kg/ha) das 21 cultivares em 28 ambientes foi analisado conjuntamente e a variação da interação Cultivares x Ambientes mais a variação de Ambientes foi desdobrada em variação do ambiente dentro de cada cultivar. A variação ambiental, para cada cultivar, foi desdobrada para a análise da estabilidade, em regressão e desvios segundo o modelo de regressão bi-segmentado descontínuo (STORCK, 1989) caracterizado por

Y i j é a média da i-ésima cultivar no j-ésimo ambiente; β_0i é o valor da função no ponto do primeiro segmento; β_1i é a inclinação do primeiro segmento de reta; β_2i é a diferença de inclinação entre os dois segmentos de reta, tal que β_1i + β_2i é a inclinação do segundo segmento de reta; β_3i mede a descontinuidade entre os dois segmentos de reta; δ_ij é o desvio da observação ao modelo, tal que: Ε(δ_ij) = 0 e Ε(δ²_ij) = σ².δ_i; ε_ij é o erro associado ao estimador , independente de δ_ij, com esperança zero e variância σ²_ε estimada a partir do quadro da análise de variância conjunta por ; é o índice ambiental j (não observável), de efeito aleatório, estimado por e associado ao erro de estimativa υj, tal que Var (υj) = σ²_υ estimada por e . Como σ²_ε e σ²_υ são estimáveis a partir da análise conjunta, as estimativas de todos os parâmetros, para cada cultivar, pode ser obtido peto método dos momentos. Estas estimações, bem como os testes de hipóteses, foram obtidos conforme descrição em STORCK (1989).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados da análise da variância (Tabela 3) mostram que a variância ambiental é significativa, isto é, as cultivares são sensíveis à variação ambiental quanto à produtividade de grãos. Além disso, dado que a interação foi significativa, pode-se dizer que a sensibilidade, quanto à variação ambiental, não foi a mesma para as diferentes cultivares. Interações significativas, para a cultura da soja, também, foram observadas por MUNGOMERY et al (1974) e VERNETTI et al (1990). Como a variação ambiental foi significativa para todas as cultivares, este conjunto de experimentos é apropriado para uma análise de estabilidade, podendo-se, portanto, desdobrar a fonte de variação ambiente dentro de cada cultivar em regressão e desvios, tomando-se, para isto, a variação ambiental como variável independente.

A caracterização dos valores ambientais, tais como o Quadrado Médio do Resíduo (QMR), Média, Coeficiente de Variação (CV) e Variáveis Independentes (índice ambiental e suas funções Z e Z) estão apresentadas na tabela 4. Nesta, observa-se que o índice ambiental varia entre -1782,08 (Ambiente 22) a 1377,83 (Ambiente 18) kg/ha, o que mostra uma amplitude de variação de 3159,91 kg/ha, com índices , adequados e relativamente, eqüidistantes. Estudo neste sentido, desenvolvido por VERNETTI et al (1990) em 35 ambientes, mostrou uma amplitude de variação, para os índices ambientais, de 2417,8kg/ha com extremos entre -982,9 e 1434,9kg/ha. Assim, a amplitude obtida neste trabalho é adequada para o estudo do comportamento de cada cultivar em função da variação ambiental. Os coeficientes de variação, oscilando entre 9,00% a 27,00%, e com média de 17,45%, variam proporcionalmente menos do que os QMR, os quais são significativamente heterogêneos pelo teste de Bartiett. Os resultados mostram ainda que existe uma correlação positiva (r = 0,534) entre as médias e os QMR, de tal forma que, ao desejar-se uma boa amplitude de variação nas médias tem-se que tolerar uma certa heterogeneidade nos QMR ou nos coeficientes de variação.

As estimativas dos parâmetros de estabilidade, com suas médias e testes de hipóteses, para as 21 cultivares, estão representadas nas tabelas 5 e 6. Na tabela 6, o termo "Média Inf" é definido como sendo a média da cultivar calculada sobre os 11 ambientes com índice ambiental negativo ( < O , Tabela 4) ou seja para ambientes de tecnologia inferior e, o termo "Med Sup" como sendo a média da cultivar calculada sobre os 17 ambientes com índice ambiental positivo ( > O , Tabela 4) ou seja, de tecnologia superior. Os ambientes inferiores são, em geral, os caracterizados pela fertilidade não corrigida e/ou deficiência hídrica.

Os coeficientes de determinação (Tabela 5) são relativamente altos (média de 86,275%) e há uma expressiva variação na mudança dos ângulos (β₂) do segundo segmento em relação ao ângulo do primeiro segmento (β₁). Estas evidências dão prova da adequação do modelo bi-segmentado, se comparado com os modelos de regressão linear de EBERHART & RUSSEL.L (1966), na análise do comportamento das cultivares frente à variação ambiental, na cultura da soja.

Os resultados apresentados na tabela 6, revelam que as cultivares Hill, IAS-2, Paraná, Prata, Sei. Foscarin, Louisiana, Hardee, Bienville, Industrial, Santa Rosa, Bossier e Viçoja, independente do modelo de resposta ao ambiente, definem um comportamento indesejável, para o cultivo econômico, devido apresentarem média baixa tanto no ambiente inferior como no ambiente superior e/ou por possuírem alta variância dos desvios. Em função dos ângulos do primeiro e do segundo segmentos (Tabela 5), as cultivares Pérola, Bragg e Jakson definem um comportamento sujeito a perdas menos intensas (β₁ < 1) de produtividade em ambientes inferiores e de uma melhor resposta (β₂ > 0) nos ambientes superiores, sendo, por isto, indicadas para qualquer ambiente (local) da região onde as cultivares foram avaliadas; e, as cultivares Planalto, Hale-7, IAS-5, IAS-1 e IAS-4 por sua vez, definem um comportamento sujeito a perdas mais intensas (β₁ > l) em ambientes inferiores e de uma menor resposta (β₂ < 0), mas ainda positiva, nos ambientes superiores, sendo assim indicadas apenas para os ambientes seguramente superiores; enquanto a cultivar Hood define um tipo de comportamento sujeito a variação de produtividades menor do que a média e semelhante nos ambientes inferiores e superiores e, por isto, pode ser recomendada para o cultivo em ambientes médios.

A caracterização do comportamento de cada cultivar analisada, frente a variação ambiental, deve ser interpretada somente dentro do grupo de cultivares analisadas, porque o índice ambiental foi determinado em função destas cultivares.

CONCLUSÕES

1 - O método mostrou-se adequado para o estudo da estabilidade fenotípica de cultivares de soja;

2 - O grupo de cultivares estudado pode ser classificado em: a) Indesejáveis (Hill, IAS-2, Paraná, Prata, Sei. Foscarin, Louisiana, Hardee, Bienville, Industrial, Santa Rosa, Bossier e Viçoja); b) Adaptáveis tanto aos ambientes inferiores como os superiores, dentro da região estudada (Pérola, Bragg e Jakson); c) Adaptáveis à ambientes superiores (Planalto, Hale-7, IAS-5, IAS-1 e IAS-4); d) Adaptáveis em ambientes médios (Hood).

²Engenheiro Agrônomo. Prof. Adjunto, DF, UFSM, Bolsista CNPq.

Recebido para publicação em 14.10.92. Aprovado para publicação em 06.01.93.

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¹

Engenheiro Agrônomo, Professor Titular do Departamento de Fitotecnia (DF). Centro de Ciências Rurais (CCR), Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). 97119-900 - Santa Maria - RS. Bolsista do CNPq.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  05 Set 2014
• Data do Fascículo
  Ago 1993

Histórico

• Aceito
  06 Jan 1993
• Recebido
  14 Out 1992