ARTIGO

Adaptabilidade e estabilidade da produção de grão em feijão comum (Phaseolus vulgaris)

Adaptability and stability of grain production in common bean (Phaseolus vulgaris)

Taynar Tavares, Sérgio Sousa, Fabricio Salgados, Gil Santos, Marilia Lopes e Rodrigo Fidelis*

Departamento da Pós Graduação em Produção Vegetal (UFT), Universidade Federal do Tocantins, Gurupi, Brasil.

(*E-mail: fidelisrr@uft.edu.br)

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RESUMO

Objetivou-se com este trabalho avaliar a adaptabilidade e estabilidade da produtividade de grão de feijão comum, cultivados em seis ambientes, no sul do Estado do Tocantins, Brasil. Os ensaios foram conduzidos com um delineamento estatístico em blocos ao acaso, com quatro repetições, em três entressafras. Para a realização das análises de adaptabilidade e estabilidade utilizaram-se as cultivares IAC-Una, BRS-Esplendor, Princesa, IPR-Colibri, IAC-Centauro e Safira. Os métodos utilizados para avaliar a adaptabilidade e estabilidade foram Eberhart e Russell, Centróide e Annicchiarico. Concluiu-se que as metodologias do Centróide, Annicchiarico e Eberhart e Russell, com base na produtividade de grãos tornaram possível a identificação de cultivares promissoras para ambientes de condições gerais e especificas (favoráveis e desfavoráveis). As cultivares IAC Centauro, IAC Una e Princesa são indicadas para ambientes de condições gerais por serem produtivas, com ampla adaptabilidade e estáveis na entressafra.

Palavras chave: Phaseolus vulgaris L., interação cultivar x ambiente, melhoramento.

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ABSTRACT

This study aimed to evaluate the grain productivity stability and adaptability of common bean cultivars, cultivated in six environments, in the south of the Tocantins State (Brazil). The experiments were conducted during the intercropping dry season of three consecutive years, with randomized blocks and four repetitions. Six cultivars of common bean, IAC-Una, BRS-Esplendor, Princesa, IPR-Colibri, IAC-Centauro and Safira were studied. The Eberhart and Russell, Centroid and Annicchiarico methods were used to evaluate the stability and adaptability of the grain productivity. It was concluded that all the methodologies allowed identifying cultivars for environments of general and specific conditions (favorable and unfavorable). The common bean cultivars IAC Centauro, IAC Una and Princesa are suitable for general environmental conditions, considering their productivity, wide adaptability and stability in the off season.

Key words: Phaseolus vulgaris L., cultivar interaction x environment, improvement.

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Introdução

O feijão comum (Phaseolus vulgaris) é cultivado pela maioria dos Estados brasileiros, nas diversas condições edafoclimáticas, em diferentes níveis tecnológicos, épocas de plantio e sistemas de cultivo. A identificação de genótipos mais promissores em diversos ambientes é uma das etapas fundamentais em um programa de melhoramento genético de plantas (Prado et al., 2001, Cruz et al., 2012), já que determinados genótipos podem apresentar comportamentos diferenciados nos variados ambientes. Segundo Borém e Miranda (2013) a mudança no desempenho relativo dos genótipos, está associada diretamente com as diferenças de ambientes, denominando assim interação genótipos e ambientes, tornando de grande relevância para o melhorador, principalmente, com a existência da interação.

Cruz et al. (2012) relatam que a presença da interação está associada a dois fatores: o primeiro denominado natureza simples o qual é proporcionado pela diferença entre genótipos, podendo a recomendação ser feita de forma generalizada; o segundo denominado complexo é dado pela falta de correlação entre os genótipos, existindo assim a possibilidade de um genótipo ser melhor em um ambiente do que noutro. Desta forma, torna-se mais difícil a seleção e recomendação, sendo necessárias as análises de adaptabilidade e estabilidade para indicação de cultivares de acordo com cada ambiente.

Diversos são os métodos usados para estimar a adaptabilidade e estabilidade das cultivares. Entre eles o método tradicional proposto por Eberhart e Russell (1966) que se baseia na regressão linear simples, é a metodologia mais empregada nos estudos desses parâmetros nas principais culturas como feijão (Buratto et al., 2007; Ribeiro et al., 2008; Pereira et al., 2009a,b; Domingues et al., 2013), arroz (Ramos et al., 2011), soja (Peluzio et al., 2008, Polizel et al., 2013) e milho (Cancellier et al., 2012, Carvalho et al., 2013). De acordo com Eberhart e Russell (1966), o genótipo ideal é aquele que apresenta produtividade média elevada, adaptabilidade ampla e desempenho altamente previsível.

Outra metodologia que usualmente tem sido utilizada é a descrita por Annicchiarico (1992), que também fornece informações sobre os genótipos estáveis entre os mais produtivos (Pereira et al., 2012).

O método centróide é outra opção para analisar a adaptabilidade das cultivares, pois baseia-se na comparação da resposta individual das cultivares com a resposta de quatro cultivares ideais, observando a máxima ou mínima resposta em relação ao conjunto de dados avaliados, representando os genótipos de máxima adaptabilidade geral, adaptabilidade específica (favoráveis ou desfavoráveis), além de identificar os de mínima adaptabilidade (Rocha et al., 2005).

Objetivou-se com este trabalho avaliar a adaptabilidade e estabilidade da produtividade de grão de feijão comum, cultivados em seis ambientes, no sul do Estado do Tocantins através das metodologias de Eberhart e Russell, Centróide e Annicchiarico.

Material e Métodos

Os ensaios foram conduzidos na área experimental da Universidade Federal do Tocantins- Campus Universitário de Gurupi, no período de entressafra, com plantio em 12/06/2010, 21/06/2011 e 02/07/2012, em Latossolo Vermelho - Amarelo distrófico, textura média (Embrapa, 2013). O município de Gurupi localiza-se na região sul do Estado do Tocantins, 11º 43´ 45´´ latitude sul e 49º 04´ 07´´ longitude oeste, 280 m altitude.

Para a realização do estudo utilizaram-se os dados da produtividade de grão de seis cultivares de feijão comum em seis ambientes. As cultivares utilizadas foram BRS Esplendor e IAC Una, com grão do tipo grão preto, IPR Colibri e Princesa, do tipo carioca, IAC Centauro, do tipo mulatinho e Safira, do tipo roxinho.

O preparo do solo foi semelhante para todos os experimentos, consistindo de aração e gradagens. Os experimentos foram conduzidos em delineamento experimental em blocos ao acaso com quatro repetições. Cada unidade experimental foi constituída por quatro linhas de 4,0 m de comprimento, espaçadas 0,45m entre fileiras com densidade de 12 sementes por metro linear. Como área útil foram utilizadas as duas linhas centrais desprezando-se 0,50 m das extremidades de cada linha e eliminando as duas linhas laterais, sendo o total da área útil de 2,7 m².

Os dados da análise química e física das amostras de solo coletadas à profundidade de 0-20 cm antes da instalação do experimento dos seis ambientes cultivados no Campus de Gurupi da Universidade Federal do Tocantins estão apresentados no Quadro 1. Os ambientes foram definidos de acordo com a adubação aplicada e ano de cultivo (Quadro 2).

O controle de plantas daninhas e pragas foi realizado com produtos químicos de acordo com o recomendado para a cultura. Embora, as doenças estivessem presentes nos experimentos, observou-se baixa incidência durante todo o desenvolvimento da cultura. A irrigação foi realizada de acordo com as necessidades da cultura e seguindo a recomendação para Santo Antônio de Goiás - GO (Curi e Campelo Júnior, 2001). Utilizou-se um sistema por aspersão convencional com turno de rega de dois dias, tendo um período de funcionamento de duas horas. A vazão dos aspersores utilizados com pressão na base de 20 mca propiciou uma lâmina d’água de 5,2 mm/hora.

Os dados de produtividade de grão (kg. ha^-1) foram submetidos à análise de variância individual e, posteriormente, a análise conjunta, considerando o efeito das cultivares como fixos e os demais como aleatórios. Na análise conjunta, verificou-se a existência da homogeneidade das variâncias residuais dos experimentos obtidas pela razão entre o maior e o menor quadrado médio do resíduo dos experimentos (4,57), inferior ao valor 7,0, indicado por Pimentel-Gomes (2000) como limite para considerar as variâncias residuais homogêneas.

As estimativas da parte complexa da interação foram obtidas por meio da metodologia proposta por Cruz e Castoldi (1991), em que a parte complexa é expressa por:

Onde:

Q1= maior quadrado médio entre genótipos nos dois locais;

Q2 = menor quadrado médio entre genótipos nos dois locais;

 r = coeficiente de correlação simples entre genótipos nos dois locais.

A decomposição da interação em partes complexa foi realizada em pares de ambientes sendo considerados locais divergentes aqueles que apresentaram percentagem da interação complexa acima de 50%, sendo a análise efetuada por meio do programa Genes (Cruz, 2006). Após a verificação da existência da interação do tipo complexa, os dados foram submetidos às análises de adaptabilidade e estabilidade para melhor seleção e recomendação das cultivares.

A análise de adaptabilidade e estabilidade dos genótipos foi realizada pelas metodologias de Annicchiarico (1992), Centróide (Rocha et al., 2005) e Eberhart e Russell (1966) com o auxílio do Programa Genes (Cruz, 2006).

a) Método de Annicchiarico (1992): baseia-se no índice de confiança genotípico, estimado por: Wi_(g) = û _(g) – Z _(1-α) α _{z I (r)}, em que û (g) é a média porcentual das cultivares.

b) Método de Centróide (Rocha et al., 2005): consiste na comparação de valores de distância cartesiana entre os genótipos e quatro (I, II, III e IV) referências ideais (ideótipos), uma vez que os ambientes são classificados em favoráveis e desfavoráveis, segundo o índice ambiental proposto por Finlay e Wilkinson (1963).

c) Método de Eberhart e Russell (1966): fundamenta-se na análise de regressão linear simples, sendo que a adaptabilidade é fornecida pela estimativa do parâmetro de coeficiente de regressão (β_1i) e pela produtividade média (β0i). Enquanto que, a estabilidade pela variância dos desvios da regressão (α²di).

Resultados e Discussão

Observa-se no Quadro 3 o resumo da análise de variância conjunta para a característica produtividade de grão (kg. ha^-1). Detectou-se efeito significativo (p≤0,01) pelo teste F para ambientes e para a interação cultivares versus ambientes, indicando assim que o grupo de cultivares estudado apresentou comportamento diferenciado em, pelo menos, um dos ambientes analisados. Diversos estudos com o feijoeiro comum têm relatado a existência da interação genótipos x ambientes (Oliveira et al., 2006; Buratto et al., 2007; Perina et al., 2010, Rocha et al., 2010; Pereira et al., 2012; Domingues et al., 2013), sendo utilizados nesses trabalhos metodologias de adaptabilidade e estabilidade para facilitar a indicação de genótipos de acordo com as condições especificas de cada ambiente.  Evidencia-se que a média geral de produtividade de grão para todos os ambientes foi de 1.614 kg. ha^-1 (Quadro 4), sendo superior à média nacional de produtividade que é de 1.118 kg. ha^-1 (Conab, 2014). Rocha et al., (2010) estudando um grupo de 20 genótipos de feijão comum, no Estado do Paraná, encontraram uma média geral de produtividade de grão de 1.442 kg. ha^-1. Resultados semelhantes a este trabalho também foram observados por diversos autores (Buratto et al., 2007; Pereira et al., 2012; Domingues et al., 2013). Estudos realizados por Ribeiro et al. (2008) no Estado do Rio Grande do Sul, Pereira et al. (2009b) nos Estado de Goiás, Tocantins, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Paraná, Santa Catarina, São Paulo e no Distrito Federal e por Oliveira et al. (2006) no Estado de Minas Gerais encontraram médias de produtividades de grão acima de 2.000 kg. ha^-1.

Após a confirmação da significância da interação, quantificou-se a natureza dessa interação conforme o método de Cruz e Castoldi (1991). Constatou-se que três dos quinze pares de combinações de ambientes (Gurupi IV x Gurupi VI; Gurupi III x Gurupi V; Gurupi I x Gurupi VI)  apresentaram interação predominantemente de natureza complexa com valores acima de 50%, demonstrando assim que os genótipos tiveram desempenhos diferenciados nos ambientes de cultivo. Deste modo, observa-se que a indicação das cultivares pode ser prejudicada, havendo a necessidade de análises mais detalhadas para indicação de cultivares de acordo com a peculiaridade de cada ambiente, tornando assim necessário as análises da adaptabilidade e da estabilidade, visando maior confiança na recomendação de cultivares. Pereira et al. (2010) observando os efeitos da interação,  identificaram pares de ambientes com interação complexa e simples.

As médias de produtividade de grãos dos ambientes oscilaram de 2.853 kg. ha^-1 (Gurupi II) a 1.097 kg. ha^-1 (Gurupi VI) (Quadro 4). Os coeficientes de variação (%) oscilaram entre 40,92 % (Gurupi IV) e 19,37% (Gurupi II). Os ambientes foram classificados de acordo com o índice ambiental, como ambientes favoráveis (Gurupi I e Gurupi II) e ambientes desfavoráveis (Gurupi III, Gurupi IV, Gurupi V e Gurupi VI).

A produtividade de grão variou entre 4.322 kg. ha^-1 (Gurupi II) a 602kg. ha^-1 (Gurupi V), representado uma diferença de 3.720 kg. ha^-1 entre os ambientes de maior e menor produtividade de grão (Quadro 4). As cultivares IAC Una, Princesa, IAC Centauro, IPR Colibri, Safira e BRS Esplendor apresentaram média geral de produtividade de grão de 1921 kg. ha^-1, 1841 kg. ha^-1, 1674 kg. ha^-1, 1552 kg. ha^-1, 1450 kg. ha^-1 e 1248 kg. ha^-1, respectivamente. Resultados semelhantes aos obtidos neste estudo foram encontrados para a cultivar IPR Colibri por Buratto et al. (2007) e Rocha et al. (2010). Observa-se ainda que a média geral das cultivares IAC Una, Princesa e IAC Centauro apresentaram resultados superiores à média geral 1.614 kg. ha^-1 (Quadro 4).

Os parâmetros de adaptabilidade e estabilidade das cultivares obtidos pelos métodos de Centróide, Annicchiarico e Eberhart e Russell encontram-se no Quadro 5.

Segundo a metodologia de Centróide a cultivar IAC Una foi classificada como sendo de adaptabilidade geral, demonstrando assim que a cultivar é capaz de responder à melhoria do ambiente e também produzir satisfatoriamente em condições adversas. As cultivares IAC Centauro e Princesa foram identificadas como de adaptabilidade média a ambiente favorável e a IPR Colibri como de adaptabilidade média a ambiente desfavorável. As cultivares BRS Esplendor e Safira foram classificadas como pouco adaptadas.

Pela metodologia proposta por Annicchiarico (1992), a adaptabilidade e estabilidade são mensuradas pela superioridade da cultivar em relação à média em cada ambiente, sendo baseada na estimativa de um índice de confiança (Wi). Uma vez que, a cultivar mais estável é aquela que apresentar valor superior à média, com índice de confiança (Wi ≥ 100), ou seja, apresentando assim resposta igual ou superior à média da cultivar. Além disso, o método de Annicchiarico propicia tam­bém a identificação do índice Wi para os ambientes favoráveis (Wif) e desfavoráveis (Wid), sendo calculado de acordo com a média de cada ambiente em relação à média geral.

A análise de adaptabilidade e estabilidade pelo método sugerido por Annicchiarico indicou para amplas condições ambientais (Wi) as cultivares IAC Una (104,95) e Princesa (100,79). Nos ambientes favoráveis (Wif), as cultivares Princesa (119,40), IAC Centauro (110,37) e IAC Una (107,94) foram consideradas as mais adequadas para essa condição, sendo que essas cultivares devem produ­zir 19,4%, 10, 37%  e 7,94% respectivamente, acima da média. Nos ambientes desfavoráveis (Wid) a cultivar IAC Una (101,77) foi identificada como mais estável, de acordo com os dados deve produzir 1,77% acima da média. As cultivares BRS Esplendor, IPR Colibri e Safira não foram recomendadas para nenhuma das condições estudadas. No entanto, resultados diferentes foram obtidos por Pereira et al. (2012) que utilizando a mesma metodologia classificaram a BRS Esplendor e outras cultivares com ampla adaptabilidade e alta estabilidade devido provavelmente, a ter usado outro grupo de cultivares e outros ambientes.

Evidencia-se no Quadro 5 as estimativas dos parâmetros de adaptabilidade e estabilidade, como produtividade média de grão (β0i), coeficientes de regressão (β_1i), desvios da regressão (α²di) e coeficiente de determinação (R²i), obtidos pela metodologia de Eberhart e Russell.

De acordo com o método de Eberhart e Russell, a cultivar ideal é aquela que apresenta produtividade acima da média geral (β0i), coeficientes regressão estatisticamente igual a 1 (Β_1i = 1),  desvio da regressão (α²di) não significativos e coeficientes de determinação acima de 80%. Desse modo, percebe-se que a cultivar IAC Centauro reuniu todos os atributos necessários que a classifica como cultivar ideal por apresentar alta produtividade de grão, ampla adaptabilidade, alta estabilidade e elevado coeficiente de determinação (95,78). Em trabalho conduzido por Rocha et al. (2010), em 4 municípios de Santa Catariana, foi possível identificar cultivares de feijão comum  que contemplam todos os requisitos básicos relatados por Eberhart e Russell.

Com relação ao parâmetro (β_1i)_, que mensura a adaptabilidade das cultivares, observa-se que a maioria dos cultivares apresentou ampla adaptabilidade (Quadro 5). Entre elas, destacaram-se as cultivares IAC Centauro, Princesa, Safira e IPR Colibri. No entanto, somente as cultivares IAC Una, Princesa e IAC Centauro foram consideradas mais produtivas por apresentarem produtividade acima da média geral (1.614 kg ha^-1). No ambiente desfavorável (Β_1i < 1), a cultivar BRS Esplendor apresentou-se mais adaptável. Enquanto que, no ambiente favorável (B_{1 i}>1) a cultivar IAC Una foi a mais adaptável.

Com relação à estabilidade (α²di), das cultivares analisadas, percebe-se que 66,6% das cultivares foram classificadas com alta estabilidade (BRS Esplendor, IAC Centauro, IPR Colibri e Safira), com o coeficiente de determinação variando de 57,97 a 95,78%.

Por outro lado, evidencia-se que as cultivares IAC Centauro, Safira e Colibri apresentaram adaptabilidade e estabilidade de acordo com a metodologia de Eberhart e Russel, no entanto, somente a cultivar IAC Centauro foi considerada mais produtiva por apresentar produtividade acima da média geral e com coeficiente de determinação acima de 80%, ou seja, este genótipo é previsível no que respeita à produtividade de grão.

Analisando os resultados dos três métodos (Quadro 5), percebe-se que apenas a cultivar IAC Una foi considerada com ampla adaptabilidade e alta estabilidade pelos métodos Centróide e Annicchiarico, e a cultivar Princesa com adaptabilidade geral (Métodos de Annicchiarico e de Eberhart e Russell). Estudos utilizando duas ou mais metodologias de adaptabilidade e estabilidade são comuns, pois possibilitam maior precisão narecomendação de genótipos (Ribeiro et al., 2008; Pereira et al., 2009a,b; Rocha et al., 2010; Domingues et al., 2013).

Com relação à classificação das cultivares adaptáveis para ambientes favoráveis, constata-se haver similaridade na identificação das cultivares IAC Centauro e Princesa nos métodos Centróide e Annicchiarico e a cultivar IAC Una nos métodos Annicchiarico e de Eberhart e Russell. Comparando as metodologias para ambientes desfavoráveis, verifica-se que não houve semelhança entre os métodos na classificação das cultivares IPR Colibri (Método de Centróide), BRS Esplendor (Método de Eberhart e Russell) e IAC Una (Método de Annicchiarico). As cultivares BRS Esplendor e Safira foram identificadas como pouco adaptadas pelos métodos Centróide e Annicchiarico. No entanto, para a metodologia de Eberhart e Russell a cultivar Safira apresentou ampla adaptabilidade e alta estabilidade e a cultivar BRS Esplendor mostrou-se adaptada para condições desfavoráveis e alta estabilidade.

Conclusões

Com base na produtividade de grão, as metodologias de Centróide, Annicchiarico e Eberhart e Russell possibilitamà recomendação de cultivares para ambientes de condições gerais e especificas (favoráveis e desfavoráveis). As cultivares IAC Centauro, IAC Una e Princesa são indicadas para ambientes de condições gerais por serem produtivas, ampla adaptabilidade e estáveis na entressafra.

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Agradecimentos

A primeira autora agradece a Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela bolsa de doutorado concedida.

 

Recebido/received: 2016.05.30

Recebido em versão revista/received in revised version: 2016.10.28