Desempenho agroindustrial de cultivares de cana-de-açúcar na zona da mata litoral sul de Pernambuco

Agroindustrial performance of sugar cane cultivars in the coastal-forest zone of Pernambuco

Resumos

Objetivou-se, neste trabalho, avaliar a variabilidade genética de alguns caracteres da planta e o desempenho agroindustrial em cultivares de cana-de-açúcar. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados, com quatro blocos e dezesseis cultivares. As parcelas foram formadas por cinco sulcos de 8,0 m de comprimento, espaçados de 1,0 m, caracterizando uma área útil de 40 m². Foram avaliadas as variáveis toneladas de cana por hectare (TCH), toneladas de pol por hectare (TPH), pol na cana (PC), fibra % cana (FIB), brix na cana (BC) e pureza na cana (PUR). O TCH é o componente mais influenciado pelos ciclos de colheita da lavoura de cana-de-açúcar e o menos expressivo para os demais caracteres estudados. As variáveis TCH e TPH refletiram a maior parte da variação fenotípica observada devida às causas genéticas, indicando êxito na seleção no melhoramento desses caracteres. Os genótipos SP78-4764, SP86-0621 e SP86-127 demonstraram potencial produtivo do ponto de vista agroindustrial. O efeito de ciclo de colheita da cana foi altamente significativo indicando o comportamento específico entre as cultivares durante os cortes da cana.

Saccharum spp.; melhoramento; genótipos; parâmetros genéticos; pré-seleção

The aim of this work was to evaluate the genetic variability of some characters of the plant and the agroindustrial performance of sugar cane cultivars. The experimental design was the complete randomized blocks with four replications and 16 cultivars, being four of them used as check varieties. The plots were formed by five furrows of 8.0 m length, spaced 1.0 m, characterizing a useful area of 40 m². The variables evaluated were the tons of cane per hectare (TCH), tons of pol per hectare (TPH), pol in the cane (PC), % cane fiber (FIB), brix in the cane (BC) and purity in the cane (PUR). The TCH is the component most influenced by the harvest cycles of the sugar cane farming and the least expressive for the other studied characters. The variables TCH and TPH reflected most of the phenotypic variation observed due to genetic causes, indicating success in the selection for the improvement of these characters. The genotypes SP78-4764, SP86-0621, and SP86-127 demonstrated productive potential from the agroindustrial point of view. The effect of the cane cut cycle was highly significant, indicating specific behaviors among the cultivars during the cane harvest.

Saccharum spp.; improvement; genotypes; genetic parameters; pre-selection

CIÊNCIAS AGRÁRIAS

Desempenho agroindustrial de cultivares de cana-de-açúcar na zona da mata litoral sul de Pernambuco

Agroindustrial performance of sugar cane cultivars in the coastal-forest zone of Pernambuco

Luiz José Oliveira Tavares de Melo^I; Francisco José de Oliveira^II; Gerson Quirino Bastos^III; Clodoaldo José da Anunciação Filho^IV; Odemar Vicente dos Reis^V

^IBiólogo, Mestrado em Melhoramento Vegetal – Departamento de Agronomia/DEPA – Universidade Federal Rural de Pernambuco/UFRPE – Rua Dom Manoel de Medeiros, s/n – Dois Irmãos – 52.171-900 – Recife, PE – [e-mail]

^IIEngenheiro Agrônomo, Doutor em Melhoramento Vegetal – Departamento de Agronomia/DEPA – Universidade Federal Rural de Pernambuco/UFRPE – Rua Dom Manoel de Medeiros, s/n – Dois Irmãos – 52.171-900 – Recife, PE – [e-mail]

^IIIEngenheiro Agrônomo, Doutor em Melhoramento Vegetal – Departamento de Agronomia/DEPA – Universidade Federal Rural de Pernambuco/UFRPE – Rua Dom Manoel de Medeiros, s/n – Dois Irmãos – 52171-900 – Recife, PE – [e-mail]

^IVEngenheiro Agrônomo, Doutor em Melhoramento Vegetal – Universidade Federal Rural de Pernambuco/UFRPE – R: Dom Manoel de Medeiros, s/n – Dois Irmãos – 52.171-900 –Recife, PE – [e-mail]

^VEngenheiro Agrônomo, Mestrado em Melhoramento Vegetal – Séde – Empresa Pernambucana de Pesquisa Agropecuária/IPA – Av. General San Martin, 1371– San Martim – 50.000-000 – Recife, PE

RESUMO

Objetivou-se, neste trabalho, avaliar a variabilidade genética de alguns caracteres da planta e o desempenho agroindustrial em cultivares de cana-de-açúcar. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados, com quatro blocos e dezesseis cultivares. As parcelas foram formadas por cinco sulcos de 8,0 m de comprimento, espaçados de 1,0 m, caracterizando uma área útil de 40 m². Foram avaliadas as variáveis toneladas de cana por hectare (TCH), toneladas de pol por hectare (TPH), pol na cana (PC), fibra % cana (FIB), brix na cana (BC) e pureza na cana (PUR). O TCH é o componente mais influenciado pelos ciclos de colheita da lavoura de cana-de-açúcar e o menos expressivo para os demais caracteres estudados. As variáveis TCH e TPH refletiram a maior parte da variação fenotípica observada devida às causas genéticas, indicando êxito na seleção no melhoramento desses caracteres. Os genótipos SP78-4764, SP86-0621 e SP86-127 demonstraram potencial produtivo do ponto de vista agroindustrial. O efeito de ciclo de colheita da cana foi altamente significativo indicando o comportamento específico entre as cultivares durante os cortes da cana.

Termos para indexação:Saccharum spp., melhoramento, genótipos, parâmetros genéticos, pré-seleção.

ABSTRACT

The aim of this work was to evaluate the genetic variability of some characters of the plant and the agroindustrial performance of sugar cane cultivars. The experimental design was the complete randomized blocks with four replications and 16 cultivars, being four of them used as check varieties. The plots were formed by five furrows of 8.0 m length, spaced 1.0 m, characterizing a useful area of 40 m². The variables evaluated were the tons of cane per hectare (TCH), tons of pol per hectare (TPH), pol in the cane (PC), % cane fiber (FIB), brix in the cane (BC) and purity in the cane (PUR). The TCH is the component most influenced by the harvest cycles of the sugar cane farming and the least expressive for the other studied characters. The variables TCH and TPH reflected most of the phenotypic variation observed due to genetic causes, indicating success in the selection for the improvement of these characters. The genotypes SP78-4764, SP86-0621, and SP86-127 demonstrated productive potential from the agroindustrial point of view. The effect of the cane cut cycle was highly significant, indicating specific behaviors among the cultivars during the cane harvest.

Index terms: Saccharum spp., improvement, genotypes, genetic parameters, pre-selection.

INTRODUÇÃO

Dentre os fatores de produção da cana-de-açúcar (Saccharum spp.), em Pernambuco, as cultivares têm contribuído bastante para melhoria do rendimento agrícola e industrial. Constitui o principal problema da lavoura da cana-de-açúcar, a queda de produção ou degenerescência das cultivares relacionada a aspectos fitossanitários (BASSINELO et al., 1984). Mangelsdorf (1966) relata que as cultivares comerciais têm ciclos de cultivo bem definidos e que após este período, começam a demonstrar sinais degenerescência, constituindo-se o principal problema da lavoura canavieira. Essa degenerescência é acompanhada de significativas perdas em produtividade agrícola e, por esse motivo, elas precisam ser gradativamente substituídas por novos materiais mais estáveis e geneticamente superiores. King et al. (1965) citam as principais causas da degenerescência podendo ser atribuídas a vários fatores ligados ao ambiente de cultivo, como a queda da fertilidade do solo, efeito cumulativo de moléstias e pragas e existência de moléstias sem sintomas visíveis ou ainda não identificadas.

No país existe um número relativamente grande de cultivares obtidas em programas de melhoramento locais e introduzidas de outras regiões, que são avaliadas continuamente na experimentação, com o objetivo de determinar-se o desempenho e a viabilidade de seu aproveitamento em plantios comerciais. Alguns autores, como Mamede et al. (2002), observam que a base da sustentação da agroindústria sucroalcooleira é a cultivar de cana-de-açúcar, num processo contínuo de substituição.

A presença da interação genótipo x ambiente constitui-se num dos maiores problemas dos programas de melhoramento de qualquer espécie, seja na fase de seleção ou na de recomendação das cultivares (CRUZ & CARNEIRO, 2003). Estudos a respeito da relação genótipo x ambiente e os efeitos dessa interação têm sido objeto de diversas pesquisas em programas de melhoramento genético da cana-de-açúcar, a exemplo dos trabalhos realizados por Farias (1992), Silva et al. (2002b) e Souza-Vieira & Milligan (1999). Em Pernambuco, MELO et al. (2006) encontraram interação significativa entre genótipos x corte da cana, para os caracteres toneladas de cana por hectare (TCH), toneladas de açúcar por hectare (TPH), fibra % cana, pol na cana, brix na cana e pureza na cana.

O conhecimento da variabilidade devida às diferenças genéticas existentes, manifestada pelos caracteres agronômicos nas populações, e o quanto dessa é devida a diferenças genéticas é de fundamental importância em qualquer programa de melhoramento, porque permite conhecer o controle genético do caráter e o potencial da população para seleção (RAMALHO et al., 2001). O grande interesse está na determinação da variabilidade e da herdabilidade dos caracteres envolvidos, como mostram os trabalhos de estimativa de parâmetros genéticos realizados por Bressiani (2001), Hogarth & Bull (1990), Silva et al. (2002a) e Wu & Tew (1989).

Objetivou-se, neste trabalho, avaliar a variabilidade genética de alguns caracteres da planta e o desempenho agroindustrial em cultivares de cana-de-açúcar, no Litoral da Mata Sul de Pernambuco.

MATERIAL E MÉTODOS

Os trabalhos experimentais com a lavoura da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) foram desenvolvidos durante as safras agrícolas de 1999/2000, 2000/2001, 2001/2002 e 2002/2003, na unidade industrial da Usina Trapiche, localizada na Zona da Mata Litoral Sul de Pernambuco, no Município de Sirinhaém (8º35'S e 35º07'W). O delineamento experimental foi o de blocos casualizados, com quatro blocos e dezesseis tratamentos, constituídos por 13 novas cultivares (H69-3904, IAC862210, IAC873396, N17, SP86-124, RB862615, RB942898, SP86-0621, SP86-127, SP87-377, SP87-572, SP88-0762 e SP88-0766), e três cultivares padrões (SP78-4764, SP79-1011 e SP71-6949). As parcelas foram formadas por cinco sulcos de 8,0 m de comprimento, espaçados de 1,0 m, caracterizando uma área útil de 40 m². Foram avaliadas as variáveis toneladas de cana por hectare (TCH), toneladas de pol por hectare (TPH), pol na cana (PC), fibra % cana (FIB), brix na cana (BC) e pureza na cana (PUR).

A colheita do ensaio foi feita em cana crua, sendo observado o período médio de 15 meses para cana-planta após plantio e 12 meses para os três cortes sucessivos em cana-soca. Para determinação das características tecnológicas, retirou-se, por ocasião da colheita, uma amostra de dez colmos, ao acaso, para análise de pol na cana (PC), fibra % cana (FIB), brix na cana (BC) e pureza na cana (PUR). A produtividade por área (TCH) foi calculada por meio da transformação do peso da parcela em tonelada por hectare. Os dados referentes à toneladas de pol/hectare foram obtidos multiplicando-se o peso de cana por hectare pelo pol na cana. Após as transformações, os dados foram submetidos à análise genético-estatísticas individuais e de grupos de experimentos. As análises individuais foram realizadas de acordo com Gomes (1990). As análises de grupos de experimento obedeceram às exigências de variâncias semelhantes, isto é, uma vez que o valor calculado da relação entre o maior e o menor quadrado médio do resíduo (Teste de Hartley) foi menor que o tabelado na tabela F máximo, de acordo com o teste de homogeneidade de variância, Ramalho et al. (2000).

As comparações de médias foram formuladas através do teste de Tukey, ao nível de 1% e 5% de probabilidade. No caso de interação significativa entre genótipo x ambiente (corte), na análise de grupos de experimento, o quadrado médio residual adotado para comparações de tratamentos foi da interação entre genótipos x ciclos de colheita. Foram determinados como fixos, os efeitos do genótipo (g), e aleatórios os efeitos do bloco (b) e ciclo (c). A partir das esperanças dos quadrados médios, foram calculados os componentes de variação fenotípica, genética, ambiental e interação genótipos x ciclo de colheita para todas as variáveis estudadas. Procedeu-se, para cada variável, ao cálculo dos coeficientes de variação genética, fenotípica, ambiental e da herdabilidade média, utilizando-se as fórmulas sugeridas por Vencovsky (1987). As análises genético-estatísticas foram processadas através do programa GENES (CRUZ, 2001).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Por meio dos resultados do teste F, foram detectadas diferenças altamente significativas (P<0,01) entre os genótipos para as variáveis toneladas de cana por hectare (TCH) e tonelada de pol por hectare (TPH), nos quatros cortes da cana (Tabela 1). A significância demonstrada pelos quadrados médios para o TCH e TPH evidenciou a existência de um alto grau de variabilidade genética entre os genótipos estudados. A pol na cana (PC), fibra % cana (FIB) e brix na cana (BC) foram significativas somente nos três primeiros cortes da cana; e a pureza na cana (PUR) apresentou significância apenas no 2º corte. Bressiani (2001, 2002) e Silva et al. (2002a), observaram diferenças significativas (P<0,01) para TCH e peso de brix por hectare (TBH), sendo esse último equivalente ao caráter TPH.

A média para o TCH variou de 56 a 52 t/ha, respectivamente para o 1º e 4º corte da cana, enquanto, o TPH obteve, no 4º corte, o maior valor de 7,11 t pol/ha e o menor de 4,77 t pol/ha para o 3º corte. As demais variáveis (PC, FIB, BC e PUR) apresentaram valores médios com pequena amplitude de variação nos quatro cortes da cana.

As variâncias genéticas foram altas apenas para o TCH decrescendo do 1º corte ao 4º corte, indicando a existência de variabilidade entre os genótipos avaliados, com perspectivas favoráveis de seleção de plantas desejáveis, podendo ser utilizada em programas de melhoramento. As estimativas da herdabilidade média () foram expressivas para o TCH e TPH, com valores acima 85% para os quatro cortes da cana. Isso sugere a possibilidade de progresso com a seleção desses caracteres, tendo sido atribuída à existência de variabilidade genética inerente às cultivares testadas, em razão de cada uma delas constituir uma identidade genética distinta. As análises individuais também permitem concluir sobre a existência de homogeneidade das estimativas das variâncias residuais, uma vez que o valor calculado da relação entre o maior e o menor quadrado médio do resíduo (Teste de Hartley) foi menor que o tabelado na tabela F máximo, de acordo com o teste de homogeneidade de variância, Ramalho et al. (2000).

Quanto aos valores negativos de variância e herdabilidade observadas para PC, PUR e BC, no quarto ciclo, Lynch & Walsh (1998) relataram que muitos autores preferem considerar herdabilidade negativa igual a zero, para evitar embaraços na discussão de seus dados, sendo assim possível a ocorrência de herdabilidade negativa quando a variância genética é baixa. No caso de h² = 1, as diferenças fenotípicas entre os indivíduos são causadas unicamente por diferenças genéticas entre os mesmos. Quando h² = 0, significa que a variabilidade do caráter não tem origem genética. Nesse caso, as estimativas de herdabilidades negativas para as variáveis PC, PUR e BC, indicam que as variâncias dessas características já diminuíram expressivamente ou que as variâncias ambientais foram superestimadas.

Os resultados do teste F para análise de grupos de experimentos detectaram diferenças altamente significativas (P<0,01) entre os genótipos, os ambientes e para interação genótipo x ciclo de colheita (G x C), para todos os caracteres avaliados, ao nível de 1% de probabilidade, exceto a interação genótipo x corte para a variável pureza (Tabela 2). A significância demonstrada pelos quadrados médios pelo teste F, ao nível de 1% de probabilidade, evidenciou a existência de um alto grau de variabilidade genética entre os genótipos de cana-de-açúcar, indicando perspectivas favoráveis de seleção de plantas promissoras. A variância não significativa da interação (G x C) para variável % pureza aparente da cana, também foi observada por Moura (1990). A não significância da interação (G x C) para variável PUR mostra que o comportamento dessa variável independe do ciclo de colheita da cana. Contudo, a variância significativa da interação (G x C) para fibra % cana não foi concordante com os resultados de Landell et al. (1999), atribuindo-se à existência de diferença genética entre os materiais estudados. Entretanto, a variância significativa para brix na cana concorda com os trabalhos de Silva et al. (2002b).

Com relação à interação significativa com o ciclo de colheita (Tabela 2), os resultados indicam que a maioria dos caracteres foram altamente influenciados pelos cortes da cana (ciclo de colheita), tendo a variável TCH exibido valor em magnitude superior aos demais caracteres, mostrando assim ser uma variável mais influenciada pelos ciclos de colheita da cana. Landell et al. (1999), Melo et al. (2006) e Santos (2004) encontraram resultados semelhantes. A significância da interação genótipo x ciclo de colheita para TCH, TPH, PC, FIB e BC indica que os cortes representam ambientes contrastantes, nesse caso, os genótipos avaliados têm comportamento dependente do corte (ciclo de colheita) corroborando, assim, com os resultados encontrados para TCH, TPH e PC por Landell et al. (1999) e TCH, TPH, PC, FIB e BC por Melo et al. (2006).

A análise de variância de grupos de experimentos indicou diferenças altamente significativa em relação às fontes de variação de genótipos e ciclo de colheita e da interação entre eles. Isso significa que os genótipos testados diferiram para as variáveis estudadas, bem como para os cortes, por causa dos fatores climáticos dos anos (ciclo da cultura), nos quais o trabalho foi desenvolvido. Rosse et al. (2002), estudando a comparação de métodos de regressão para avaliar a estabilidade fenotípica em cana-de-açúcar, encontraram resultados semelhantes. A tonelada de cana por hectare exibiu valores mais altos em magnitude para a interação genótipo x ciclo de colheita (Tabela 2). A decomposição de TPH em TCH e PC na fonte de variação da interação (G x C), mostrou que o TCH foi o que mais se destacou com uma proporção de 1:33 para o TCH, e o PC com aproximadamente 1:1. Com base nesses resultados, a interação (G x C) exerce mais influência sobre o TCH e menos sobre o PC. Essa interação quantifica o comportamento diferenciado dos genótipos, durante os ciclos de colheita da cana. Os estudos em cana-de-açúcar realizados por Bressiani (2001) e Landell et al. (1999), mostraram valores de variância maiores para TCH do que as variáveis para teor de açúcar PC. A importância da significância da interação genótipo x ambiente para os caracteres TCH e TPH tem sido identificada tanto ao nível de clones por Raizer & Vencovsky (1999), quanto ao nível de famílias por Bissessur et al. (2000) e Bull et al. (1992).

Na Tabela 3, as cultivares SP 78-4764, SP 86-0621 e SP 86-127 não diferem estatisticamente entre si, ao nível de 1% de probabilidade, para os caracteres TCH e TPH, mas diferiram entre os demais genótipos. A cultivar padrão SP 78-4764 obteve valores superiores para TCH e TPH, com 69,25 t /ha e 9,76 t pol/ha, respectivamente. O genótipo IAC 87-3396 diferiu dos demais genótipos, exibindo os menores valores com relação ao PC (11,96%) e PB (16,96%). O SP 87-572 mostrou estatisticamente a menor porcentagem de pureza na cana. Não foi observada, através do teste de Tukey, diferença significativa entre os genótipos para o caráter FIB. Esses resultados conferem o desempenho superior dessas três cultivares em relação aos demais genótipos avaliados para os caracteres estudados, quando cultivados nas condições onde foi desenvolvido o experimento. O comportamento equivalente dos genótipos SP86-0621 e SP86-127 com a cultivar padrão SP78-4764, evidenciaram o potencial desses genótipos com relação ao rendimento agroindustrial, podendo ser incluídos na recomendação para cultivo comercial.

As estimativas das variâncias fenotípica (

²_f), genética (²_g) e na componente da interação genótipo ambiente (gxc), apresentaram as maiores magnitudes para variável TCH de (87,60), (74,63) e (19,33), respectivamente (Tabela 4), indicando maior influência sobre essa variável e menos para demais estudadas. Para os caracteres industriais observa-se pequena variação genética atribuída às diferenças existentes entre esses genótipos. Considerando a importância genética, o TCH exibiu valores sem magnitude superior às demais variáveis. Esse caráter apresentou a maior variabilidade genética, seguido do TPH, exibindo valores de menor magnitude em relação ao TCH. Melo et al. (2006) e Santos et al. (2004) e obtiveram resultados semelhantes. O caráter TCH na componente da interação genótipo x corte (²_gxc) foi elevada, confirmando a resposta específica de genótipos a ambientes diferenciados. Essa interação para os outros caracteres TPH, PC, FIB, PUR e BC, também se mostrou significativa, embora a magnitude da variação tenha sido baixa. Landell et al. (1999), estudando clones de cana-de-açúcar do Instituto Agronômico de Campinas (IAC), em fase final de experimentação na região de Ribeirão Preto (SP), encontram resultados semelhantes para variável TCH.

As variáveis TPH (19,76%) e a TCH (16,79%) apresentaram os maiores valores de variabilidade genética (CV_g), expressando o grau de variabilidade existente entre os genótipos para esses caracteres. Essas variáveis obtiveram a razão CVg/CVe superior à unidade, inferindo-se, disso, dados mais estáveis, sugerindo Vencosvky (1987) a condição altamente favorável para seleção da variável. Esses resultados assemelham-se aos encontrados por Landell et al. (1999) e Melo et al. (2006). Portanto, essas observações implicam a possibilidade de se obter progresso genético satisfatório com a seleção de genótipos promissores para o TCH e TPH. Tanto o TCH quanto o TPH exibiram valores mais elevados para os coeficientes de herdabilidade média, confirmando os mesmos resultados encontrados por Landell et al. (1999), sugerindo a possibilidade de progresso com a seleção desses caracteres nos genótipos estudados.

CONCLUSÕES

A tonelada de cana por hectare é o componente mais influenciado pelos ciclos de colheita da lavoura de cana-de-açúcar.

As variáveis TCH e TPH refletiram a maior parte da variação fenotípica observada devido às causas genéticas, indicando êxito na seleção no melhoramento desses caracteres.

Os genótipos SP78-4764, SP86-0621 e SP86-127 demonstraram potencial produtivo do ponto de vista agrícola e de conteúdo de açúcar, devendo ser incluídos em novos estudos de manejo em outras áreas de cultivo de cana-de-açúcar da Mata de Pernambuco.

O efeito do ciclo de colheita da cana foi altamente significativo indicando o comportamento específico entre os genótipos, durante os cortes da cana.

(Recebido em 10 de janeiro de 2007 e aprovado em 16 de abril de 2008)

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  14 Jul 2009
• Data do Fascículo
  Jun 2009

Histórico

• Aceito
  16 Abr 2008
• Recebido
  10 Jan 2007