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DESCRIÇÃO MORFOFISIOLÓGICA DE
CLONES DE BATATA PRECOCES E TARDIOS
VISANDO A ADAPTAÇÃO A CONDIÇÕES
TROPICAIS
FELIPE LOPES DA SILVA
2006
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FELIPE LOPES DA SILVA
DESCRIÇÃO MORFOFISIOLÓGICA DE CLONES DE
BATATA PRECOCES E TARDIOS VISANDO A
ADAPTAÇÃO A CONDIÇÕES TROPICAIS
Dissertação apresentada à Universidade
Federal de Lavras, como parte das
exigências do Programa de Pós-graduação
em Agronomia, área de concentração em
Genética e Melhoramento de Plantas, para
obtenção do título de “Mestre”.
Orientador
Prof. Dr. César Augusto Brasil
Pereira Pinto
LAVRAS
MINAS GERAIS - BRASIL
2006
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FELIPE LOPES DA SILVA
DESCRIÇÃO MORFOFISIOLÓGICA DE CLONES DE
BATATA PRECOCES E TARDIOS VISANDO A
ADAPTAÇÃO A CONDIÇÕES TROPICAIS
Dissertação apresentada à Universidade
Federal de Lavras, como parte das
exigências do Programa de Pós-graduação
em Agronomia, área de concentração em
Genética e Melhoramento de Plantas, para
obtenção do título de “Mestre”.
APROVADA em quarta-feira, 22 de março de 2006
Prof. Dr. José Donizeti Alves UFLA
Pesq. Dr. Paulo César Magalhães EMBRAPA
Prof. Dr. César Augusto Brasil Pereira Pinto
UFLA
(Orientador)
LAVRAS
MINAS GERAIS - BRASIL
2006
Dedico este trabalho à minha esposa Ana Claudia,
pelo exemplo de amor e dedicação a mim.
Em homenagem a todos os meus familiares, certo de que cada um, a seu tempo,
deu a contribuição necessária para a minha formação profissional.
“Vivo sem receio das tempestades,
pois estou aprendendo a velejar o meu barco”.
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus pelo dom da vida e por estar sempre
iluminando a minha caminhada.
À Universidade Federal de Lavras pelas oportunidades a mim conferidas
ao longo deste mestrado.
Ao CNPq pela concessão da bolsa de estudos.
À minha esposa Ana Claudia pelo apoio, amor, carinho e compreensão
não só ao longo deste curso, mas durante todo o nosso convívio, enfrentando ao
meu lado as barreiras da vida.
Aos meus pais, Alcides e Márcia, e meus irmãos, Simão e Samuel, que
mesmo distantes, sempre me incentivaram e amaram.
A meu sogro e minha sogra, Nerlito e Almerinda, e meus cunhados,
Eliane e Evandro, pelo apoio, incentivo e dedicação a mim e minha esposa ao
longo de nossas caminhadas.
Aos demais familiares que de direta ou indiretamente contribuíram para
a minha formação profissional.
Ao grande amigo Prof. César Brasil pela orientação, confiança e
incentivo ao longo deste curso.
Aos professores José Donizeti, Magno, João Bosco, João Cândido e
Elaine pela importância em minha formação profissional e amizade
demonstrada.
Ao Prof. Márcio Henrique Pereira Barbosa pelo incentivo à minha
iniciação aos estudos de Genética e Melhoramento de Plantas
À secretária Elaine pela amizade e compreensão.
Aos amigos de república José Marcello e Gabriel pelo companheirismo e
compreensão.
Aos colegas do programa de melhoramento da batata, André, Cristiana,
Dheyne, Flávio, Gabriel, Josiane, Leonardo e Suzana, pela grande amizade.
Aos grandes amigos José Marcello, Flávio, Leonardo, Osnil, Caio e Alex
por me ensinarem o verdadeiro valor da amizade.
A Dra. Daniela Fries pelo auxílio na realização deste trabalho.
Ao Núcleo de Estudos de Genética – GEN e a todos os seus associados
pelo auxílio e pela troca de experiências ao longo desta pós-graduação.
Aos demais colegas do Programa de Pós-graduação em Genética e
Melhoramento de Plantas, em especial Adriano, Francine, Elisa, Saulo, Kenni,
Regiane e Marcelo Jacaré.
Enfim, a todos que direta ou indiretamente contribuíram para o êxito
deste trabalho, meus sinceros agradecimentos.
SUMÁRIO
RESUMO................................................................................................................ i
ABSTRACT...........................................................
Erro! Indicador não definido.
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................. 1
2 REFERENCIAL TEÓRICO ............................................................................... 3
2.1 Importância do melhoramento para resistência ao calor em batata.................. 3
2.2 Influência da temperatura na cultura da batata................................................. 4
2.3 Aspectos gerais do melhoramento visando resistência ao calor....................... 7
2.4 Estratégias visando a seleção de genótipos de batata resistentes ao calor ....... 8
2.4.1 Ciclo vegetativo .......................................................................................... 11
2.4.2 Eficiência fotossintética .............................................................................. 20
2.4.3 Produção e partição de matéria seca ........................................................... 23
2.4.3.1 Índices morfofisiológicos......................................................................... 28
2.4.3.1.1 Área foliar média................................................................................... 30
2.4.3.1.2 Taxa de crescimento médio da cultura.................................................. 31
2.4.3.1.3 Taxa de crescimento relativo médio...................................................... 31
2.4.3.1.4 Taxa assimilatória líquida média........................................................... 31
2.4.3.1.5 Razão de área foliar média.................................................................... 32
2.4.3.1.6 Índice de área foliar............................................................................... 33
3 MATERIAL E MÉTODOS .............................................................................. 34
3.1 Material experimental .................................................................................... 34
3.2 Condução experimental e delineamento experimental................................... 35
3.3 Características avaliadas ................................................................................ 36
3.4 Análises estatísticas........................................................................................ 38
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ...................................................................... 41
5 CONCLUSÕES................................................................................................. 62
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................. 63
ANEXOS ............................................................................................................. 78
i
RESUMO
SILVA, Felipe Lopes da.
Descrição morfofisiológica de clones de batata
precoces e tardios visando a adaptação a condições tropicais.
2006. 81 p.
Dissertação (Mestrado em Genética e Melhoramento de Plantas) – Universidade
Federal de Lavras, Lavras, MG.
∗
Os objetivos deste trabalho foram estudar os processos de crescimento,
tuberização e partição de matéria seca para os tubérculos em clones de batata
precoces e tardios ao longo do ciclo vegetativo, para o que foram utilizados
caracteres morfofisiológicos, e certificar a viabilidade do uso destes caracteres
para auxiliar a seleção de clones mais adaptados às condições tropicais. Dois
clones de cada grupo de ciclo vegetativo foram utilizados no ensaio: CBM 16-15
e CBM 2-21, precoces; e CBM 22-19 e CBM 2-27, tardios. Os caracteres
morfofisiológicos avaliados foram ciclo vegetativo, produção de tubérculos,
número total de tubérculos por planta, peso médio de tubérculos, peso médio de
tubérculos graúdos, porcentagem de tubérculos graúdos, porcentagem de matéria
seca dos tubérculos, velocidade de tuberização, matéria seca total da parte aérea,
partição de matéria seca para os tubérculos, teores de clorofila a, b e total das
partes aéreas superior e inferior, área foliar das partes aéreas superior e inferior,
área foliar total, taxa de crescimento relativa, duração da área foliar e taxa
assimilatória líquida para os tubérculos. Os clones tardios foram mais produtivos
que os precoces no final do ciclo vegetativo. A maior produção dos clones
tardios foi devida ao crescimento vigoroso e à maior produção e duração da área
foliar fotossinteticamente ativa, o que possibilita maior velocidade de
tuberização ao longo do período de enchimento dos tubérculos. O período de
enchimento de tubérculos para os clones tardios foi mais prolongado,
possibilitando maior produção ao fim do ciclo vegetativo. Houve tendência de os
clones tardios possuírem característica
stay-green
, sendo esta classificada pelo
tipo A, segundo Thomas & Howarth (2000), caracterizada pelo atraso no início
da senescência das plantas em relação aos clones precoces. Os resultados deste
estudo sugerem que uma das estratégias possíveis de ser adotada para aumentar
a produtividade da cultura da batata em regiões tropicais é a seleção visando o
aumento do ciclo vegetativo. Sugerem ainda que os caracteres morfológicos
utilizados são de extrema importância para a avaliação das características de
produção visando a identificação de clones mais adaptados às condições
tropicais. Os índices fisiológicos, teores de clorofila a, b e total da parte aérea
∗
Comitê Orientador: Prof. Dr. César Augusto Brasil Pereira Pinto - UFLA (Orientador),
Prof. Dr. José Donizeti Alves - UFLA (Co-Orientador).
ii
superior, área foliar, duração da área foliar, taxa de crescimento relativo e taxa
assimilatória líquida para os tubérculos foram relevantes na diferenciação dos
clones tardios e precoces, fazendo com que tenham grande importância no
melhoramento da batata visando a obtenção de clones adaptados às condições
tropicais.
iii
ABSTRACT
SILVA, Felipe Lopes da.
Morphophysiological description of early and late
potato clones aiming at adaptation to tropical conditions.
2006. 81 p.
Dissertation (MS Genetics and Plant Breeding) – Federal University of Lavras,
Lavras, Minas Gerais, Brazil.
∗
The objective of this research was to study the growth, tuberization and dry
matter partitioning to tubers of early and late potato clones during the vegetative
growth. Besides, it was studied the viability for using morphophysiological traits
as parameters to select clones more adapted to tropical conditions. Two clones
from each maturity class were used, CBM 16-15 and CBM 2-21, as early clones,
and CBM 22-19 and CBM 2-27 as late clones. The morphophysiological traits
used were growth cycle, tuber yield, total number of tubers plant
-1
, tubers’ mean
weight, large-tubers’ mean weight, percentage of large tubers, tuber dry matter
content, tuberization speed, canopy total dry matter, dry matter partitioning to
tubers, content of chlorophylls a, b and total of the upper and lower canopy
parts, leaf area of upper and lower canopy parts, total leaf area, relative growth
rate, leaf area duration and net assimilation rate to tubers. Late clones were more
productive than early clones at the end of the growth cycle. The higher tuber
yield of late clones was due to a more vigorous growth and to the longer
duration of the photosynthetically active leaf area, which allows a greater
tuberization speed during tuber bulking. Tuber bulking period for late clones
was longer which allowed a greater tuber yield at the end of the growth cycle.
There was a tendency of late clones to present the stay-green trait classified as
type A according to Thomas and Howarth (2000), which is characterized by a
late beginning of the senescence process compared to early clones. The results
of this study suggest that of one strategy that could be used to increase potato
tuber yield in the tropics is the selection for a longer growth cycle. Results also
suggest that the morphological traits used in this study are important to evaluate
clones more adapted to tropical conditions. The following physiological traits
were relevant to differentiate late and early clones and should be used in
breeding programs aimed at obtaining clones more adapted to tropical
conditions: content of chlorophylls a, b and total of the upper canopy, leaf area,
leaf area duration, relative growth rate, and net assimilation rate to tubers.
∗
Major professors: Prof. Dr. César Augusto Brasil Pereira Pinto - UFLA, Prof. Dr. José
Donizeti Alves - UFLA .
iv
1
1 INTRODUÇÃO
A busca por cultivares de batata (
Solanum tuberosum
L.) mais adaptadas
ao clima tropical tem sido uma das preocupações dos melhoristas brasileiros.
Devido a ser originária de países de clima ameno, quando submetida às
condições tropicais a batata é afetada principalmente pelas altas temperaturas,
além do fotoperíodo mais curto, fazendo com que a sua produtividade seja
reduzida.
As altas temperaturas causam redução da produção de tubérculos por
várias razões, seja pela redução na capacidade fotossintética ou pelo aumento
das perdas com a respiração e diminuição da partição de fotoassimilados para os
tubérculos. Ocorre ainda perda da qualidade dos tubérculos pela diminuição do
teor de matéria seca e pelo aumento do número de tubérculos com desordens
fisiológicas.
Apesar de as áreas produtoras de batata no Brasil se concentrarem no Sul
e Sudeste, freqüentemente observam-se, nessas regiões, temperaturas acima das
ideais, principalmente na safra das águas, cujo plantio estende-se de agosto a
dezembro. Deste modo, a obtenção de cultivares mais adaptadas às condições
climáticas tropicais, com temperaturas acima de 25ºC, torna-se bastante
importante para o país.
Em trabalho realizado sob condições mais favoráveis de temperatura no
Sul de Minas Gerais, Silva & Pinto (2005) sugerem que uma das estratégias que
poderia ser utilizada para aumentar a produtividade da batata em regiões
tropicais seria a seleção de clones de ciclos vegetativos mais tardios. Sugerem,
ainda, que a maior produção destes clones pode ser função da sua maior
eficiência fotossintética e da possível condição de
stay-green
, segundo Thomas
& Howarth (2000).
2
Nos clones tardios ocorre maior longevidade das folhas; assim, o período
de formação e enchimento dos tubérculos pode prolongar-se, levando a um
aumento significativo na produção de tubérculos, que é, em parte, devido à
maior duração do ciclo vegetativo (Griffth et al., 1984; Kooman & Rabbinge,
1996).
Outro fator que interfere na produção final de tubérculos é a
remobilização de fotoassimilados e de nitrogênio da parte aérea para os
tubérculos no final do ciclo vegetativo (Moorby, 1970). Esta remobilização
acarreta redução da longevidade das folhas, sendo mais acentuada nos clones
precoces, que geralmente possuem menor parte aérea, sendo os clones tardios
mais vantajosos devido à maior produção de matéria seca da parte aérea (Silva
& Pinto, 2005).
Apesar de vários estudos realizados na área de fisiologia vegetal, os
mecanismos de resistência e tolerância ao calor não são totalmente elucidados
(Frusciante et al., 1999). Segundo Levy et al. (1991), a tolerância ao estresse por
altas temperaturas parece envolver mecanismos bastante complexos e, em um
genótipo adaptado, espera-se combinar alelos para tolerância ao calor e para
bom desempenho em campo.
Entre os mecanismos fisiológicos relacionados com a tolerância ao calor
em batata, citam-se a maior eficiência fotossintética a altas temperaturas (Wolf
et al., 1990b) e a menor taxa de degradação de clorofila sob estresse térmico.
Os objetivos deste trabalho foram estudar os processos de crescimento,
tuberização e partição de matéria seca para os tubérculos em clones de batata
precoces e tardios ao longo do ciclo vegetativo, para o que foram utilizados
caracteres morfofisiológicos, e certificar a viabilidade do uso destes caracteres
para auxiliar a seleção de clones mais adaptados às condições tropicais.
3
2 REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 Importância do melhoramento para resistência ao calor em batata
No início de sua domesticação, a batata estava confinada nos Andes,
entre o Peru e a Bolívia, e em terras baixas no Sul do Chile; em ambos os casos,
sempre adaptadas ao clima frio daquelas regiões, em altitudes ou longitudes
elevadas (Hawkes, 1994). Dos Andes, a batata foi levada para a Europa. Nos
ambientes europeus, sofreu seleção para adaptação a dias longos, encontrados no
período de cultivo neste continente (Brown, 1993).
Da Europa, a batata foi levada à América do Norte, África do Sul e
Austrália, no início do século XVIII (Hawkes, 1994; Harris, 1978). No Brasil, a
batata cultivada foi introduzida no final do século XIX, sendo a maioria das
cultivares atuais descendentes dos genótipos europeus (Fedalto, 1982).
A partir de 1950, a cultura da batata passou a ter maior importância nos
países de clima tropical e outras regiões de latitudes mais baixas que o norte da
Europa (Hijmans, 2001). Nestes ambientes, a batata não encontra condições
ideais para o bom desenvolvimento, pois freqüentemente ocorrem temperaturas
altas e déficit hídrico. Deste modo, o melhoramento genético para adaptação e
tolerância ao calor tornou-se extremamente importante para que a produção
fosse viável nessas áreas (Simmonds, 1971). Programas com este objetivo
específico são bastante recentes e em pequeno número em todo o mundo (Levy,
1984).
A maioria das cultivares atualmente plantadas no Brasil foi desenvolvida
para condições de climas temperados; porém, quando submetidas às condições
tropicais brasileiras, apresentam produtividades e qualidades culinárias abaixo
do seus potenciais genéticos. A produtividade nacional foi de 21,8 ton/ha em
4
2005, enquanto países como Holanda, Reino Unido, Alemanha e Estados
Unidos, atingiram produtividades em torno de 42, 45, 40 e 44 ton/ha,
respectivamente (FAO, 2005). Deste modo, a obtenção de cultivares adaptadas
às condições tropicais brasileiras torna-se bastante importante para o país.
2.2 Influência da temperatura na cultura da batata
Nas regiões tropicais, a cultura da batata sofre uma acentuada queda de
produção e da qualidade de tubérculos devido às elevadas temperaturas. A
temperatura média para a cultura da batata está entre 10 e 20°C (Antunes &
Fortes, 1981), sendo que a faixa ideal para a formação de tubérculos e produção
de matéria seca está entre 15 e 20°C (Van Der Zaag & Burton, 1978).
Ambientes com temperaturas noturnas mais baixas e temperaturas diurnas que
não ultrapassem os 25°C são recomendados por Fontes & Finger (1999) para o
bom desenvolvimento da cultura.
As regiões brasileiras produtoras de batata podem ser classificadas em
regiões de clima temperado (ao sul do paralelo 24º S) e tropical de altitude (ao
norte do paralelo 24º S) (Wrege et al., 2004). Nestas últimas, em que se situa
grande parte do Estado de São Paulo e todo o Estado de Minas Gerais, o cultivo
de batata pode ser realizado em três safras distintas: safra da seca, safra de
inverno e safra das águas (Carvalho Dias, 1993). Geralmente as safras das águas
e da seca são cultivadas em regiões de altas altitudes, uma tentativa de
minimizar os efeitos adversos causados pelas altas temperaturas, uma vez que
temperaturas em torno de 25°C ocorrem com freqüência, resultando em
produtividades bem inferiores às da época de inverno.
O efeito da temperatura na cultura da batata depende do estádio de
desenvolvimento da planta, que se divide em três: o primeiro compreende o
período de emergência até o início de tuberização; o segundo compõe o início da
5
tuberização e o desenvolvimento inicial dos tubérculos; e o terceiro compreende
o tempo de crescimento e amadurecimento dos tubérculos (Silva, 2004).
No primeiro estádio, baixas temperaturas são indesejáveis, pois causam
atraso na emergência da planta (Iritani, 1963; Malik et al., 1992), além de
aumentar a suscetibilidade à canela-preta (
Erwinia carotovora
) e à rizoctoniose
(
Rhizoctonia solani
). Estudos conduzidos por Epsteim (1966) demostraram que
até os 60 dias as plantas não haviam emergido à temperatura de 9°C; e em
temperaturas de 22 e 29°C, as plantas emergiram entre 13 e 18 dias após o
plantio. Em geral, a emergência demora até 30 dias em temperaturas do solo por
volta de 10 a 14°C e apenas 8 a 10 dias em temperaturas do solo entre 21 e
23°C. Entretanto, poderá não haver emergência em temperaturas do solo
menores que 10°C (Fontes & Finger, 1999).
No segundo estádio, altas temperaturas ocasionam atraso no início da
tuberização (Ewing, 1981; Manrique et al., 1989; Menezes et al., 1999; Prange
et al., 1990; Van Dam et al., 1996) e aumentam a incidência de algumas doenças
como a pinta-preta (
Alternaria solani
) (Bittencourt et al., 1985). Epstein (1966)
observou que aos 30 dias após a emergência, plantas desenvolvidas em
temperaturas de 9, 16 e 22°C apresentavam tubérculos, ao passo que em
temperaturas de 29° C, nenhum tubérculo foi encontrado, o que evidencia um
atraso no início da tuberização quando as temperaturas são altas. Porém, Hay &
Allen (1978) demonstraram que o início da tuberização em batata pode ocorrer
rapidamente, mesmo com temperaturas do ar e do solo em torno de 24 e 25°C.
No último estádio, altas temperaturas estimulam o desenvolvimento
aéreo da planta, reduzindo a partição de fotoassimilados para os tubérculos,
aumentando a intensidade da respiração e acarretando redução na produção de
tubérculos (Burton, 1981; Khedher & Ewing, 1985; Manrique et al., 1989;
Menezes & Pinto, 1995; Menezes et al., 2001). Marinus & Bodlaender (1975)
testaram oito cultivares, em três temperaturas, e relataram que a produção de
6
tubérculos e de biomassa da planta foi menor quando a batata foi cultivada a
27°C que a 16 ou 22°C, e que plantas sob temperaturas mais altas tiveram uma
maior proporção de folhas e hastes que de tubérculos. Estes mesmos autores
relatam que outro efeito ocasionado pelas altas temperaturas é a senescência
mais rápida de folhas, promovendo a redução no enchimento de tubérculos pelo
encurtamento do período de acúmulo de reserva.
Existem vários relatos na literatura de redução na produção de
tubérculos devido às altas temperaturas. Khedher & Ewing (1985) observaram
uma redução de 65 a 80% na produção de tubérculos por planta em condições de
temperaturas altas em relação a condições de temperaturas amenas.
Sarquís et al. (1996), trabalhando em ensaios de campo, em duas
localidades contrastantes em temperatura, observaram uma redução de 52 e 94%
na produção nos locais de altas temperaturas para as cultivares Alfa e Hertha,
respectivamente, em relação aos locais de temperaturas baixas.
Os resultados obtidos por Menezes et al. (1999) mostraram que, em
condições de altas temperaturas, a produção foi reduzida em 25,5%,
principalmente devido ao atraso no início da tuberização e à redução na partição
dos fotoassimilados para os tubérculos. Além disso, observaram uma redução no
teor de matéria seca dos tubérculos. Estes resultados estão de acordo com
Haynes et al. (1989), Haynes & Haynes (1983 e 1981), Johansen et al. (1967) e
Prange et al. (1990) que observaram diminuição do teor de matéria seca dos
tubérculos devido às condições de altas temperaturas. Isto é extremamente
importante, pois quanto maior o teor de matéria seca, melhor é a qualidade de
tubérculos para a fritura. Vários autores relatam ainda que altas temperaturas
afetam a aparência do tubérculo devido à ocorrência de defeitos fisiológicos
como rachaduras, crescimento secundário (embonecamento) e manchas internas
(Hooker, 1990; Hughes, 1974; Marinus & Bodlaender, 1975; Menezes et al.,
1999).
7
2.3 Aspectos gerais do melhoramento visando resistência ao calor
Hall (2003a) comenta que os principais efeitos causados por altas
temperaturas nas culturas são o aumento da respiração; o aumento da taxa de
desenvolvimento e de senescência de folhas, reduzindo o período da produção
de fotoassimilados para sementes e frutos; o aborto de flores; a redução de
fotossíntese; a inibição da síntese de amido em grãos; a redução do número e do
peso de grãos; e o aumento da transpiração e da possibilidade de estresse
hídrico.
Os aspectos gerais do melhoramento para tolerância ao calor são
discutidos por Hall (1992 e 1990), que comenta sobre as estratégias usadas em
várias culturas. Diversos estudos sobre tolerância ao calor são encontrados na
literatura, como, por exemplo, para a cultura do amendoim (Craufurd et al.,
2003), feijão caupi (Ehlers & Hall, 1998; Hall, 2003b), trigo (Budak, 2001;
Hede et al., 1999; Khanna-Chopra & Viswanathan, 1999; Souza & Ramalho,
2001; Tahir & Singh, 1993), milho (Karim et al., 2000; Soldati et al., 1999) e
gramíneas forrageiras (Xu & Huang, 2001).
A tolerância ao calor está relacionada ao desempenho de um genótipo
sob altas temperaturas, comparado ao desempenho do mesmo genótipo sob
condições favoráveis (Hall, 2003b). Quando se comparam genótipos em
condições de estresse térmico, busca-se a resistência genética ao calor (Hall,
2003b).
Vários são os métodos para realizar melhoramento visando resistência
ao calor. Segundo Hall (2003b), o método tradicional tem sido avaliar linhagens
avançadas em ambiente de produção com estresse e selecionar aquelas com
produção maior que as cultivares disponíveis, o que se denomina medição direta
da resistência. Outros métodos têm como base estudos fisiológicos para seleção
indireta, avaliação de genótipos sob condições controladas de casa de vegetação
e auxílio da biologia molecular.
8
Na cultura do trigo são usadas a avaliação da termoestabilidade de
membranas, a partir de folhas de plantas desenvolvidas em campo (Blum et al.,
2001; Tahir & Singh, 1993), e a avaliação do conteúdo de clorofila nas folhas;
esta última para
screening
em casa de vegetação (Hede et al., 1999). A
temperatura do dossel de folhas, que depende da taxa de transpiração, também
tem sido usada para diferenciar genótipos de trigo tolerantes ao calor,
apresentando alta correlação com a condutância de estômatos e a produção de
grãos (Ayeneh et al., 2002).
Em algumas situações, progressos lentos foram alcançados a partir de
seleção direta em campo, como observado em caupi (Ehlers & Hall, 1998), para
o qual métodos adequados de
screening
necessitam ser desenvolvidos. Por
exemplo, em caupi (Ehlers & Hall, 1998) e amendoim (Craufurd et al., 2003), a
seleção de genótipos com resistência ao calor a partir de caracteres específicos
durante a fase reprodutiva tem apresentado eficiência.
2.4 Estratégias visando a seleção de genótipos de batata resistentes ao calor
Segundo Menezes et al. (2001), a temperatura influencia significamente
o rendimento de tubérculos, uma vez que afeta tanto a fotossíntese líquida como
a taxa de respiração da planta. A magnitude do seu efeito depende do quanto
esta influencia no desenvolvimento da parte aérea e na partição de matéria seca
produzida, mas pode chegar a ser limitante à produção de batata, principalmente
em regiões tropicais (Menezes et al., 2001).
Estudos de caracteres morfológicos têm sido desenvolvidos na tentativa
de encontrar aqueles mais correlacionados com a tolerância ao calor.
Variabilidade nestes caracteres, tais como altura e número de internódios, folhas
e hastes em clones tolerantes e suscetíveis, sob condições controladas (35°C
durante o dia e 22°C à noite, respeitando um fotoperíodo de 16 horas de luz),
9
foram consideradas mais adequadas à avaliação da tolerância ao calor
(Morpurgo & Ortiz, 1988).
S
eedlings
de algumas espécies de
Solanum
foram submetidos a
temperaturas de 35 a 42°C durante o dia e 30°C à noite e, com base no vigor e
no peso da matéria fresca da parte aérea, os acessos foram classificados como
tolerantes ou suscetíveis (Reynolds & Ewing, 1989). As espécies representadas
por acessos tolerantes incluíram
S. chacoense, S. acaule, S stoloniferum, S.
bulbocastanum, S. demissum, S. brachycarpum e S. phureja
. A alta taxa
fotossintética dessas espécies correlaciona-se com sua tolerância ao calor;
contudo, apenas alguns acessos foram capazes de tuberizar bem sob altas
temperaturas.
Uma técnica de
screening
foi desenvolvida com base na indução da
tuberização em seções de hastes das plantas sob condições controladas de
temperatura e fotoperíodo (Ewing, 1978). Entretanto, Harvey et al. (1988) não
encontraram alta correlação com a produção em campo usando a técnica
mencionada.
O desenvolvimento e a produção de cultivares e clones de batata foi
estudado em diferentes altitudes, sendo a temperatura inversamente proporcional
à altitude (Manrique et al., 1989). O número de hastes não variou, mas foram
observados plantas e internódios mais longos, mais ramos por haste, índices de
área foliares maiores e menor número de tubérculos comerciáveis em altitudes
menores. Os clones tolerantes ao calor iniciaram a tuberização mais cedo, mas
isso não resultou em produções maiores.
Em
seedlings
de híbridos de
Solanum tuberosum
com espécies diplóides
foi avaliado a tolerância ao calor (Veilleux et al., 1997). Foi possível identificar
híbridos que apresentaram boa produção, considerando a porcentagem de plantas
que tuberizaram e o número e peso de tubérculos, sob altas temperaturas em casa
de vegetação. Os
seedlings
selecionados sob altas temperaturas apresentaram
10
maior tolerância ao calor na geração seguinte em relação aos
seedlings
selecionados para tuberização em temperaturas mais baixas.
Levy (1984) também avaliou
seedlings
para capacidade de tuberização
sob altas temperaturas em casa de vegetação e alguns clones selecionados
apresentaram bom desempenho em campo. Várias cultivares recomendadas para
o clima quente de Israel têm sido lançadas a partir deste esquema de avaliações
em casa de vegetação (Levy et al., 2001; Susnochi et al., 1987).
Os programas de melhoramento da batata usualmente empregam
métodos de seleção que visam obter clones de adaptação ampla. Contudo, é
comum a seleção de clones para ambientes favoráveis, que permite a
maximização da variação genética (Byrne et al., 1995), bem como para
ambientes desfavoráveis. Esta última tem grande importância para viabilizar a
agricultura em áreas consideradas impróprias para o cultivo (Lambert, 2004).
Para Cecarelli et al. (1998), a maioria dos programas de melhoramento
realiza a seleção sob condições favoráveis, ainda que o alvo sejam as condições
desfavoráveis (estresse). Isto porque, nas condições favoráveis, o controle da
variação ambiental é mais eficiente, fazendo com que sejam mais bem expressas
as diferenças genéticas. Além do mais, os genótipos com altos potenciais
produtivos, selecionados em condições ótimas, geralmente apresentam
desempenho melhor do que os genótipos selecionados em condições adversas,
não somente em condições favoráveis, mas também sob estresse moderado
(Duvick, 1992).
Entretanto, Lambert (2004) verificou que clones de batata com bom
desempenho em condições favoráveis nem sempre tiveram os mesmos
resultados em condições de estresse térmico. Diante deste resultado, Lambert
(2004) dividiu os clones em quatro grupos distintos: adaptados em condições
favoráveis; adaptados em condições desfavoráveis; com adaptação ampla; e sem
nenhum tipo de adaptação.
11
Na literatura há vários relatos que mencionam estratégias para obtenção
de genótipos resistentes ao calor. Embora seja restrito o conhecimento sobre o
controle genético da resistência ao calor, variabilidade para esse caráter em
clones de batata tem sido relatada por diversos autores (Bennet et al., 1991;
Demagante & Van Der Zaag, 1988; Harvey et al., 1988; Levy, 1984; Reynolds
et al., 1990). Esta variabilidade existente tem permitido a seleção de clones
tolerantes ao calor, que apresentam altas produtividades e outros atributos
agronômicos desejáveis (Haynes & Haynes, 1983; Levy, 1984; Susnoschi et al.,
1988; Susnoschi et al., 1987).
Uma das estratégias possíveis para se obterem genótipos resistentes ao
calor seria a utilização de genótipos com um maior período de ciclo vegetativo
(Silva, 2004). Outras estratégias seriam a seleção de genótipos com maior
eficiência fotossintética, quando submetidos às condições de estresse, e a seleção
direta de genótipos com alta produção e partição de matéria seca. Esta última
pode ser mais bem empregada utilizando os índices morfofisiológicos
(Magalhães, 1979; Radford, 1967), que agregam os valores de produção de
matéria seca e a eficiência fotossintética da planta.
2.4.1 Ciclo vegetativo
As cultivares de batata são classificadas, segundo Griffith et al. (1984),
dentro de três grupos de maturação: precoce, intermediário e tardio. Muitos
estudos têm associado tolerância ao calor com precocidade de tuberização. Levy
et al. (1991) mostraram que a tolerância ao calor está associada à precocidade, é
controlada geneticamente e que genótipos tolerantes podem ser identificados em
progênies de um genitor suscetível. Levy (1986) encontrou relação da
precocidade de maturação de plantas com menores perdas de produção sob
temperaturas elevadas, podendo ser a precocidade um mecanismo de escape ao
estresse.
12
Malik et al. (1992) demonstraram que o clone DTO-28, que é precoce,
apresentou boa produtividade tanto em condições amenas quanto no calor, sendo
recomendado para locais em que a estação é curta. Entretanto, estudos realizados
na safra da seca e das águas no Brasil demonstraram que este clone apresentou a
maior taxa de rachadura dos tubérculos nestas safras (Menezes et al., 1999). Este
resultado foi bastante desanimador para a obtenção de clones de batata
adaptados às condições tropicais, pois embora o clone DTO-28 seja considerado
tolerante ao calor, poderia transmitir esta característica indesejável (rachadura)
para os seus descendentes (Menezes et al., 1999).
Estudos realizados por Levy et al. (1991) demonstraram que a presença
da tolerância ao calor em cultivares com maturação intermediária e tardia, como
a cultivar Diamant, indica que esta tolerância não está ligada a ciclo vegetativo.
Tai et al. (1994) mostraram que o clone LT-7, que é tardio, apresenta forte
tolerância ao calor, principalmente na fase inicial de desenvolvimento.
Khedher & Ewing (1985) realizaram dois experimentos, um com as
cultivares Norland, Norchip, Kathadin, Red Pontiac, Russet Burbank e Belchip;
e outro com as cultivares Spunta, Desireé e os clones DTO-28, LT-1 e LT-2. As
cultivares Norchip, de maturação precoce, e o clone LT-1, de maturação tardia,
destacaram-se como tolerantes no primeiro e segundo experimentos,
respectivamente.
Estudos realizados por Marinus & Bodlaender (1975) demonstraram que
a cultivar Up to Date é muito mais sensível ao calor que a Gineke, ambas de
ciclo tardio, mostrando haver variabilidade genética para tolerância ao calor
dentro do mesmo grupo de ciclo vegetativo.
Em geral, as cultivares precoces são associadas com baixo rendimento
no final de ciclo, enquanto cultivares de ciclo intermediário e tardio chegam a
altas produções, em parte devido ao maior período no campo (Griffith et al.,
1984).
13
Alguns autores relatam que as diferenças encontradas entre cultivares
contrastantes quanto ao ciclo vegetativo não são significativas (Allen, 1977;
Gunasena & Harris, 1971). Entretanto, Griffith et al. (1984) estudaram
comparativamente o desempenho de cultivares de batata com diferentes ciclos
vegetativos quanto ao crescimento e à precocidade da produção de tubérculos, os
quais verificaram que as cultivares de ciclo tardio são mais produtivas que as de
ciclo precoce e que as cultivares com alta produção inicial mantêm esta condição
até o final do ciclo vegetativo.
Realizando testes em
seedlings
em casa de vegetação, Sattelmacher
(1983) encontrou melhor tuberização em campo para os clones tardios. O autor
afirmou, com base também em outros estudos, que os clones muito precoces
para tuberização apresentaram a desvantagem de não possuírem área foliar
suficiente para suportar o enchimento de tubérculos. Propôs ainda uma
simplificação para
screening
de
seedlings
em casa de vegetação sob altas
temperaturas, selecionando apenas no final do ciclo para maior tamanho de
tubérculo.
Em condições tropicais brasileiras, um estudo foi realizado por Silva &
Pinto (2005) para definir a magnitude de acúmulo diário de fotoassimilados nos
tubérculos. Para isto, o autor levou em consideração a duração do ciclo
vegetativo dos clones em estudo e a implicação da colheita antecipada sobre a
produção de tubérculos por planta, a porcentagem de tubérculos graúdos e o
peso específico de tubérculos. Quanto à produção de tubérculos por planta,
verificou-se que os clones mais tardios são mais produtivos, tanto na colheita
antecipada quanto na colheita de fim de ciclo vegetativo. Em geral, a
porcentagem de tubérculos graúdos foi maior na colheita de fim de ciclo para a
maioria dos clones estudados. O peso específico dos tubérculos apresentou-se
ligeiramente maior para a situação de colheita de fim de ciclo.
14
Resultados surpreendentes sobre a produção de clones precoces e tardios
foram obtidos por Silva & Pinto (2005). Esperava-se que os clones tardios só
pudessem ser vantajosos, em relação aos precoces, ao final da maturidade
fisiológica dos tubérculos, como observado por Silva et al. (2003) em trigo.
Contudo, os clones tardios apresentaram vantagem produtiva sobre os precoces
desde o inicio da tuberização. Isto está de acordo com Griffith et al. (1984), que
relatam que as cultivares de alta produção inicial mantêm esta condição até o
final do ciclo vegetativo.
Diante destas observações, Silva & Pinto (2005) concluíram que uma
das estratégias possíveis para aumentar a produtividade da cultura da batata em
regiões tropicais é a seleção visando o aumento do ciclo vegetativo.
Segundo Allen & Scott (1980) e Spitters (1987), a produção de matéria
seca da batata é determinada principalmente pelo comprimento de seu ciclo
vegetativo. Silva (2004) concluiu que a maior produção dos clones tardios é
devida ao crescimento vigoroso e à maior longevidade da parte aérea, que
possibilitam a formação de maior número de tubérculos por planta e maior taxa
de tuberização ao longo do período de enchimento dos tubérculos.
Kooman & Rabbinge (1996) relatam que as cultivares precoces de
batata, comparadas às tardias, translocam grande parte dos fotoassimilados
disponíveis para os tubérculos nos estádios iniciais do ciclo vegetativo, mas
diferem principalmente pelo curto período de crescimento vegetativo e as baixas
produções alcançadas.
Considerável remobilização de fotoassimilados (Moorby, 1970) e
nitrogênio (Harris, 1983; Millard et al., 1989) da parte aérea para os tubérculos
no final do ciclo vegetativo tem sido verificada em condições experimentais.
Assim, assume-se que ao final do ciclo vegetativo, quando o sistema radicular
está debilitado, os tubérculos removem nitrogênio das folhas e hastes. Esta
remobilização promove a exaustão do nitrogênio disponível na parte aérea mais
15
rapidamente na cultivar de ciclo precoce, que geralmente possui menor parte
aérea, do que na cultivar de ciclo tardio, que possui quantidade maior de folhas e
hastes. Nas cultivares precoces isto resulta na diminuição da longevidade das
folhas. Este é um processo que leva à auto-destruição da planta, sendo também
descrito por Sinclair & De Wit (1976) em soja.
Em estudo com batata, Kooman & Rabbinge (1996) confirmaram a
hipótese da auto-destruição de diversas maneiras. Primeiramente porque se
verificou que as cultivares precoces têm menor longevidade das folhas do que as
cultivares tardias; em segundo lugar devido à variabilidade na longevidade
individual das folhas nas cultivares tardias, ou seja, poucas folhas na parte aérea
destas cultivares senescem cedo. Estes acontecimentos têm sido atribuídos à
remobilização do nitrogênio para os tubérculos. Um terceiro argumento é de que
o rápido crescimento da planta leva à diminuição da longevidade das folhas,
causando redução do ciclo vegetativo. Com o rápido crescimento da planta os
tubérculos também crescem rapidamente; por esta razão, necessitam de mais
nitrogênio às expensas da parte aérea, reduzindo, assim, a longevidade das
folhas.
Com este estudo, Kooman & Rabbinge (1996) verificaram que o tempo
para a iniciação dos tubérculos não é o único fator responsável na determinação
da precocidade da planta e que o efeito do potencial de dreno dos tubérculos e a
longevidade das folhas são mais importantes para a precocidade.
A maior longevidade da parte aérea da planta está relacionada à
característica denominada
stay-green
. Este termo é empregado a um genótipo
que possui uma baixa taxa de senescência quando comparado a um segundo
genótipo da mesma espécie (Thomas & Howarth, 2000). Schittenheim et al.
(2004) conceituam plantas
stay-green
como sendo quaisquer plantas que
apresentam tendência em manter as folhas verdes.
16
Existem cinco tipos de
stay-green
relatados por Thomas & Howarth
(2000) e Thomas & Smart (1993), os quais têm como base a taxa fotossintética e
no conteúdo de clorofila. Através do acompanhamento destes caracteres, ao
longo do período vegetativo da espécie em questão é possível evidenciar o ponto
de início da degradação de clorofila, bem como a sua taxa de degradação, com
conseqüente diminuição da taxa fotossintética, fazendo com que fique
caracterizado um dos tipos de
stay-green
.
Dois tipos de
stay-green
, A e B, são consideradas funcionais (Thomas &
Smart, 1993). Os autores relatam que estes dois tipos podem surgir devido às
alterações dos genes envolvidos no ciclo vegetativo. O tipo A é caracterizado
por atraso na iniciação da degradação de clorofila e diminuição da capacidade
fotossintética, mas em velocidade normal. No tipo B, ocorre a iniciação da
degradação da clorofila em tempo normal, mas a taxa de degradação da clorofila
e a diminuição da capacidade fotossintética são menores quando comparadas à
taxa padrão (Thomas & Howarth, 2000).
Os tipos C, D e E de
stay-green
, relatados por Thomas & Howarth
(2000), referem-se, respectivamente, à iniciação e velocidade normais da
diminuição da capacidade fotossintética, mas sem degradação de clorofila; à
parada brusca na capacidade fotossintética, mas sem degradação de clorofila; e
ao aumento de conteúdo de clorofila, mas com iniciação e velocidade normais
da diminuição da capacidade fotossintética.
Thomas (1987) relatou que a característica
stay-green
possui herança
monogênica recessiva em
Festuca pratensis
. Thomas et al. (2002) relatam que o
gene stay-green de
Fetusca pratensis
e os genes similares de outras espécies,
como
Pisicum sativum
(Thomas et al., 1996) e
Phaseolus vulgaris
(Bachmann et
al., 1994; Ronning et al., 1991), influenciam o catabolismo de clorofila e de
proteínas durante a senescência foliar.
17
Existem relatos desta característica em algumas espécies, como milho
(Bekavac et al., 1995; Duvick, 1992; Gentinetta et al., 1986; Russel, 1986);
sorgo (Duncan et al., 1981; Tao et al., 2000; Thomas & Howarth, 2000); trigo
(Silva et al., 2003; Spano et al., 2003) e girassol (Cukadar-Olmedo & Miller,
1997). A maioria destes estudos visa a seleção de genótipos
stay-green
adaptados às condições adversas de estresse.
Duvick (1992) e Russel (1986) avaliaram a contribuição do avanço
genético na produção do milho nos Estados Unidos da América. Eles concluíram
que progressos contínuos foram obtidos devido à habilidade de produção de
híbridos e às características adicionais como a
stay-green
e observaram que
híbridos com característica
stay-green
possuem alta produtividade devido a uma
melhor resistência à morte prematura das plantas.
A fotossíntese total sobre o período do ciclo vegetativo de uma cultura
anual pode ser incrementada estendendo a duração do período de fotossíntese
ativa (Spano et al., 2003). Além disto, manter a fonte de assimilação de carbono
para os grãos durante o período de enchimento assegura que o seu peso médio
seja maximizado (Spano et al., 2003). Thomas & Howarth (2000), trabalhando
com plantas de
Lolium temulentum,
calcularam um incremento de 11% na
fixação de carbono devido a um atraso de apenas dois dias na senescência das
plantas. O atraso na senescência foliar pode ter vantagens sobre algumas
condições como altas temperaturas, que tendem a acelerar a senescência e,
assim, diminuir o suprimento de assimilados para os grãos (Spano et al., 2003).
Thomas & Howarth (2000) relatam que genótipos de sorgo variam
Quanto ao tempo de inicialização e à velocidade da senescência das folhas. Em
condições normais de cultivo, as folhas de sorgo senêscem após a maturidade
dos grãos. Alguns genótipos não somente permanecem verdes como também
contêm, significativamente, mais carboidratos no caule durante todo os estádios
de maturação, e possuem uma alta produção de grãos (Mc Bee et al., 1983).
18
Durante a seca o enchimento de grãos acelera a senescência das folhas,
levando a uma morte prematura da planta (Rosenow & Clark, 1981). Quando há
limitação de água, genótipos
stay-green
mantêm as folhas verdes por mais
tempo que os genótipos ausentes desta característica, fazendo com que o
enchimento de grãos ocorra regularmente (Rosenow et al., 1983).
Em trigo, o período que corresponde ao crescimento da espiga próximo
à antese até o desenvolvimento total da semente é de grande importância (Silva
et al., 2003). Maior disponibilidade de assimilados próximos à antese pode
representar mais flores férteis e, conseqüentemente, sementes em maior número
e tamanho, com maior capacidade de formar grãos cheios (Rodrigues, 2000;
Rodrigues et al., 1998). Assim, uma vez determinado o número de sementes por
espigueta, o rendimento de sementes passa a depender da taxa de acúmulo da
matéria seca e da duração do período de enchimento (Silva et al., 2003). No
período de enchimento de sementes, a área foliar verde tem grande importância
como tecido fotossintetizante ativo, proporcionando maior partição dos
assimilados.
O efeito da temperatura na duração do período de enchimento e
crescimento da semente tem sido bastante discutido. Segundo Rodrigues (2000),
a ocorrência de baixas temperaturas retarda o desenvolvimento e aumenta o
período de crescimento da semente, enquanto altas temperaturas provocam, além
de redução no período de crescimento da semente, diminuição sensível de
rendimento. Isso ocorre porque as temperaturas elevadas intensificam o
movimento de assimilado da folha bandeira para a espigueta, mas, por causa do
aumento da taxa de respiração, não aumentam, necessariamente, a taxa de
acúmulo de matéria seca (Bruckner & Frohberg, 1987; Gebeyehou et al., 1982).
Segundo Nedel et al. (1999) e Sanford (1985), a elevação da temperatura
aumenta moderadamente a taxa de enchimento da semente, enquanto a duração
do enchimento é drasticamente reduzida.
19
O caráter
stay-green
tem sido utilizado para reduzir a senescência em
trigo (Silva, 1999; Silva et al., 2000), resultando no aumento funcional da área
foliar e, conseqüentemente, na elevação da taxa e da duração do enchimento da
semente (Silva et al., 2003). A utilização de genótipos
stay-green
constitui uma
estratégia eficiente na potencialização de disponibilidade de assimilados para a
espigueta e, conseqüentemente, na elevação do rendimento de semente,
principalmente o componente peso médio de semente.
Silva et al. (2003) avaliaram a taxa de acúmulo de matéria seca e a
duração do período de enchimento dos grãos de linhas quase-isogênicas de trigo,
diferenciadas somente quanto à presença e ausência do caráter
stay-green
. Estes
autores concluíram que linhas
stay-green
apresentam maior eficiência no
desenvolvimento do ciclo, alongando a fase de enchimento de sementes e
diminuindo o período para a senescência da planta. O caráter
stay-green
propiciou maior deposição de reservas nas sementes próximo à fase de
maturidade fisiológica. Já para as linhagens sem este caráter, produziram maior
acúmulo de matéria seca na fase inicial, após a antese, atingindo o ponto de
maturidade fisiológica de forma mais precoce, fazendo com que o período de
enchimento fosse encurtado.
Spano et al. (2003) selecionaram mutantes de trigo produtivos que
possuíam característica
stay-green
. Os mutantes selecionados para esta
característica fizeram com que houvesse um incremento de 10 a 12% no peso de
sementes devido ao aumento da duração de fotossíntese, resultando em um
aumento de translocação de fotoassimilados para os grãos.
Genótipos com senescência prematura, quando comparados com
genótipos normais de girassol, têm peso de sementes, peso total e conteúdo de
óleo inferiores (Cukadar-Olmedo & Miller, 1997). A característica
stay-green
contribui indiretamente para aumentar a performance da planta, fazendo com
20
que haja uma melhor produção na qualidade da semente (Cukadar-Olmedo &
Miller, 1997).
Existem evidencias de
stay-green
para a batata, mas informações a este
respeito restringem-se basicamente ao trabalho de Schittenheim et al. (2004).
Segundo estes autores, a planta transgênica de batata, Dara-5, na qual foi
introduzido um gene que confere uma super expressão do fitocromo B, quando
comparada às outras, apresentava uma tendência de permanecer verde por mais
tempo, sendo classificada como um tipo A de
stay-green
(Thomas & Howarth,
2000).
Diante destes relatos, pode-se perceber que genótipos possuidores da
característica
stay-green
tendem a manter por mais tempo a área foliar
fotossinteticamente ativa, fazendo com que sejam úteis aos programas de
melhoramento da batata que visam seleção de clones tolerantes às condições
tropicais brasileiras.
2.4.2 Eficiência fotossintética
Entre os mecanismos fisiológicos e bioquímicos relacionados com a
tolerância ao calor em batata, citam-se a maior eficiência fotossintética a altas
temperaturas (Wolf et al., 1990a); a menor atividade da amilase e invertase e o
menor acúmulo de amido em folhas (Basu & Minhas, 1991); e a síntese de
proteínas
heat shock
por longos períodos (Ahan et al., 2004).
A produção de tubérculos de batata é determinada pela fotossíntese,
respiração e partição de assimilados para os tubérculos, estando estes processos
ligados a fatores ambientais, genéticos e de manejo da cultura (Fontes & Finger,
1999). Struik & Ewing (1994) relatam que a temperatura possui efeito
pronunciado na fotossíntese em plantas de batata. De acordo com Benincasa
(1977), a atividade fotossintética é um processo amplo que envolve numerosos
21
passos importantes e inter-relacionados, os quais dependem muito das condições
ambientais.
Muitas culturas possuem um ótimo de temperatura para a fotossíntese
(Wolf et al., 1990a). Temperaturas altas resultam em decréscimo na velocidade
de fotossíntese, como, por exemplo, na cultura da batata (Dwelle et al., 1981; Ku
et al., 1977) e do tomate (Bar-Tsur et al., 1985). Segundo Struik & Ewing
(1994), altas temperaturas aumentam a área foliar da batata, mas reduzem a
fotossíntese e encurtam a longevidade individual das folhas. Burton (1972)
observou completa inibição de fotossíntese líquida, em batata, por temperaturas
acima de 30°C. Em torno desta temperatura a respiração aumenta rapidamente, o
que resulta em decréscimo na fotossíntese líquida e na produção de tubérculos.
Temperaturas mais elevadas causam crescimento exuberante da parte aérea,
baixa fotossíntese líquida, alta respiração e baixa partição de matéria seca para
os tubérculos (Fontes & Finger, 1999).
A temperatura ideal para a fotossíntese das cultivares européias de batata
está em torno de 20°C, e cada elevação de 5°C na temperatura da folha resulta,
nessas cultivares, em redução por volta de 25% na taxa fotossintética; a
respiração da folhagem pode ser dobrada devido à elevação de 10°C na
temperatura (Burton, 1981).
O limite ótimo de temperatura para a fotossíntese, de 24 a 30°C, foi
encontrado por Dwelle et al. (1981). Diversos autores relatam que o ótimo de
temperatura para a fotossíntese líquida não ultrapassa 25°C (Dwelle et al., 1981;
Ku et al., 1977).
Wolf et al. (1990a), estudando o efeito de temperaturas elevadas em
algumas cultivares de batata, observaram que temperaturas até 38°C não
ocasionaram redução na fotossíntese quando as plantas já vinham se
desenvolvendo nessas condições a priori. Todavia, temperaturas maiores que 40
a 42°C, ou a transferência de plantas de regimes de 22°C para 32°C, causaram
22
redução na fotossíntese líquida. Os autores concluíram que a cultura da batata
pode ser adaptada a temperaturas relativamente altas e ter uma adequada taxa
fotossintética. Observaram, ainda, diferenças entre as cultivares para resistência
ao calor, com o clone CL-884, mostrando maior capacidade para realizar
fotossíntese em temperaturas acima de 40°C.
Em câmara de crescimento, cultivares de batata foram submetidas a
temperaturas de 15 a 40°C, em intervalos de 5°C por hora (Hammes & Dejager,
1990). A taxa fotossintética decresceu com temperaturas acima de 20°C. Em
temperaturas de 40°C, a taxa fotossintética foi apenas 37% da apresentada a
20°C.
Trabalhando com dez cultivares de batata, entre elas as cultivares
Atlantic, Desireé, Norchips, Russet Burbank e o clone LT-1, Prange et al. (1990)
observaram que a taxa de fotossíntese decresceu 34% quando a temperatura foi
elevada de 18 para 21°C.
Em várias culturas utiliza-se a eficiência fotossintética para a obtenção
de genótipos tolerantes e/ou resistentes às condições de estresse abiótico. Na
cultura do feijoeiro (Costa et al., 2002; Ribeiro et al., 2004) e em caupi (Costa et
al., 2002) foram feitos estudos da utilização da taxa fotossintética com o intuito
de selecionar genótipos tolerantes às condições de altas temperaturas.
Tem sido relatada, em várias espécies diplóides de
Solanum,
variabilidade para outros caracteres fisiológicos considerados importantes para a
resistência ao calor (Midmore & Prange, 1991; Reynolds & Ewing, 1989).
Midmore & Prange (1991) concluíram que a tolerância é governada por dois
mecanismos fisiológicos principais: a capacidade de tuberizar sob altas
temperaturas e a de manter um balanço positivo de produção de matéria seca.
Existe uma grande variação na resposta fotossintética ao calor entre
espécies e genótipos de batata (Midmore & Prange, 1991; Reynolds et al.,
23
1990), o que permite selecionar genótipos resistentes a esta condição ambiental
através de métodos convencionais de melhoramento.
O sistema fotossintético de batata possui uma alta capacidade adaptativa
a altas temperaturas (Reynolds et al., 1990; Wolf et al., 1990a). Reynolds et al.
(1990) sugeriram que as diferenças na sensibilidade entre espécies de
Solanum
tolerantes e suscetíveis ao calor são resultantes da senescência acelerada, perda
de clorofila, redução na condutância estomatal e inibição de reações em altas
temperaturas. Sendo assim, estes caracteres possuem grande potencial para
auxiliar a seleção de genótipos resistentes às condições tropicais.
2.4.3 Produção e partição de matéria seca
A produção de matéria seca de uma planta é função da sua capacidade
fotossintética e do modo de partição entre seus orgãos. A produção e a partição
de matéria seca são características importantes da planta de batata que podem ser
alteradas pela ação do ambiente de desenvolvimento (Menezes et al., 1999).
Struik & Ewing (1994) relataram que a temperatura afeta a taxa de
acúmulo de matéria seca; a partição de matéria seca para as folhas, ramos,
raízes, estolões e tubérculos; a área foliar específica; o número e tamanho dos
tubérculos; e a taxa de senescência da cultura.
Os efeitos da temperatura sobre a produção total de matéria seca
resultam de seus efeitos sobre a velocidade da fotossíntese líquida e a duração da
área foliar Estas variáveis, contudo, interagem com a fisiologia da formação de
tubérculos e a partição de matéria seca (Struik & Ewing, 1994).
Vários autores relatam que altas temperaturas aumentam a partição de
matéria seca para a parte aérea em detrimento da raiz, dos estolões e dos
tubérculos (Malik et al., 1992; Prange et al, 1990; Sarquís et al., 1996).
Ewing (1981) e Khedher & Ewing (1985) relatam que na seleção para
tolerância ao calor é essencial que atenção seja dada não apenas à sobrevivência
24
e desenvolvimento da planta em altas temperaturas, mas também à partição de
fotoassimilados para os tubérculos.
A distribuição de matéria seca pelos diferentes orgãos ou regiões da
planta é um parâmetro importante a ser utilizado, tanto para detectar diferenças
entre genótipos sob condições ambientais semelhantes como para estudar
efeitos, em um dado genótipo, que são atribuídos a certas variações ambientais
(Benincasa, 1988). Tai et al. (1994) utilizaram, como critério de seleção para
tolerância ao calor, o caráter teor de matéria seca dos tubérculos.
Estudando o efeito de temperaturas elevadas e fotoperíodo na partição
de assimilados e translocação de C
14
entre os vários orgãos da planta de batata,
Wolf et al. (1990b) observaram que a partição de matéria seca para os orgãos
vegetativos (folhas e hastes) foi acentuada em altas temperaturas. Os autores
sugerem ainda que, sob os regimes de temperaturas estudados, o efeito principal
de altas temperaturas é na partição de assimilados e não na produtividade total
de matéria seca da planta.
Van Dam et al. (1996), trabalhando com várias combinações de
fotoperíodo e temperaturas, verificaram que temperaturas mais altas e
fotoperíodo longo resultaram em menor partição de matéria seca para os
tubérculos. Resultados semelhantes foram obtidos por diversos outros autores
(Gawronska et al., 1992; Lafta & Lorenzen, 1995; Manrique & Bartholomew,
1991; Sarquís et al., 1996).
O desenvolvimento e a produção de cultivares e clones de batata, em
diferentes altitudes no Hawaii, foram estudados observando a partição de
matéria seca nos diferentes orgãos da planta (Manrique et al., 1989). Os
resultados obtidos mostraram que existem plantas altas, com internódios mais
longos, mais ramos por hastes, maior índice de área foliar e menor número de
tubérculos comerciáveis em altitudes menores, representadas.
25
Manrique & Bartholomew (1991) estudaram o comportamento de
genótipos tolerantes e sensíveis ao calor, sob diferentes altitudes, enfocando
principalmente a produção de matéria seca e a eficiência de partição entre os
orgãos da planta. Em altitudes menores a matéria seca da parte aérea geralmente
foi maior; para peso seco de tubérculos aconteceu o inverso.
Khedher & Ewing (1985) trabalharam com onze cultivares em duas
casas de vegetação, uma ventilada e outra sob temperaturas elevadas. Em
condições de temperaturas amenas, mais de 80% da matéria seca foi
particionada para os tubérculos, enquanto, em condições de altas temperaturas,
apenas uma cultivar apresentou partição acima de 39%.
Com o objetivo de conhecer o processo de tuberização e a partição de
matéria seca para os tubérculos em diferentes estádios de desenvolvimento de
genótipos de batata, levando em conta a diferença do ciclo vegetativo, Silva
(2004) sugeriu que a maior produção dos clones tardios foi devida ao
crescimento vigoroso e à maior longevidade da parte aérea, que possibilita a
formação de maior número de tubérculos por planta e a maior taxa de
tuberização ao longo do período de enchimento dos tubérculos.
O estudo da matéria seca na planta pode ter como base técnicas simples
de análise de crescimento, as quais se fundamentam na medida seqüencial do
acúmulo de matéria seca pela planta, determinada normalmente pela mensuração
da massa seca da planta e/ou de seus orgãos (Benincasa, 1988).
Van Heemst (1986) estudou a distribuição da matéria seca pelas diversas
partes da planta de batata através da análise de informações de experimentos nos
quais as plantas foram colhidas periodicamente durante os estádios iniciais de
seu crescimento. O autor verificou que a distribuição de matéria seca para as
várias partes da planta seguiu, aparentemente, um padrão regular, o qual se
expressa como uma função dos estádios fenológicos de desenvolvimento.
26
Silva (2004), em sua revisão de literatura, relata diversos trabalhos que
melhor elucidam estes aspectos da partição de matéria seca como sendo função
dos estádios fenológicos de desenvolvimento da planta de batata. Struik &
Ewing (1994) mencionam o efeito da temperatura sobre a partição de matéria
seca no inicio da emissão de estolões, na inicialização da tuberização e no
crescimento dos tubérculos.
A partição de matéria seca é um processo dinâmico que muda
continuamente durante o desenvolvimento da cultura, e esta, quando
quantificada em diferentes épocas de colheitas, permite o estudo mais detalhado
dos fatores que levarão a uma dada produção final (Van Heemst, 1986).
Gawronska et al. (1984) estudaram a partição de fotoassimilados em
quatro clones de batata sob condições de campo, verificando que a partição
muda com os estádios de desenvolvimento da planta e varia entre os clones. Os
autores observaram que ao final do ciclo vegetativo, alguns clones realocaram
fotoassimilados para os tubérculos mais rapidamente que outros, existindo,
assim, potencial para o melhoramento genético combinar longo ciclo vegetativo,
com a planta realizando fotossíntese, à rápida e/ou elevada realocação de
fotoassimilados para os tubérculos e, conseqüentemente, incremento no
rendimento final da cultura.
Para Moorby (1970), a distribuição de fotoassimilados armazenados em
outros orgãos da planta, principalmente folhas e hastes, possui importância
considerável no enchimento dos tubérculos, sendo, portanto, mais um fator que
afeta a produção final de tubérculos aliado ao acúmulo direto de fotoassimilados
nos tubérculos pelo processo de fotossíntese. Este mesmo autor verificou que
durante o período de decréscimo da matéria seca da parte aérea, cerca de 20 a
25% do incremento no peso de tubérculos foi devido à remobilização de
fotoassimilados. No final do ciclo vegetativo, 90% da matéria seca encontrada
27
nos tubérculos resultava da translocação direta de fotoassimilados e 10%, da
remobilização dos fotoassimilados encontrados na parte aérea da planta.
O crescimento da planta de batata tem sido estudado intensivamente, e
vários modelos estão disponíveis para descrever ou predizer o total de biomassa
produzida quando os parâmetros ambientais são conhecidos (Ingram & Mc
Cloud, 1984; Spitters, 1987).
Estudando as características do ciclo vegetativo da cultivar de batata
Achat, Paula (1986) verificou que o máximo crescimento vegetativo da planta
ocorreu entre 40 e 50 dias após a emergência, sendo que, desta fase até o final do
ciclo vegetativo, ocorreu apenas o enchimento dos tubérculos.
Na análise de crescimento em plantas de batata foi verificado que
ganhos em produtividades podem ser obtidos com o aumento do número de
hastes, folhas e tubérculos por planta (Meltzer, 1992). Juzl (1994), utilizando a
estimativa do índice de área foliar, observou que a máxima produção de
tubérculos ocorria com índice de área foliar de 40 a 50 dm² m
-
² em plantas de
batata.
No entanto, segundo Burton (1966), é possível que uma planta com
parte aérea excessivamente desenvolvida, cuja fotossíntese não é maior do que
em uma planta de menor tamanho, uma vez que a intensidade luminosa
incidente é a mesma para uma dada superfície de solo, produza menos
tubérculos em relação a uma planta menos desenvolvida devido, em grande
parte, à maior taxa respiratória da planta mais desenvolvida. Outros fatores, além
da intensidade luminosa, afetam a distribuição da matéria seca na planta, como
as condições de cultivo, o fotoperíodo, a temperatura e a cultivar utilizada.
A utilização da técnica da análise de crescimento pode contribuir para a
identificação de genótipos mais bem adaptados às condições de cultivo, em
relação à capacidade produtiva e fisiológica, levando em consideração os
aspectos anatômicos das folhas que podem condicionar uma melhor eficiência
28
fotossintética (Benincasa, 1988). Alguns autores, como Magalhães (1979) e
Radford (1967), sugerem a utilização de índices denominados de
morfofisiológicos, que aliam apectos morfológicos e fisiológicos, para estudos
de análise de crescimento, discriminando genótipos adaptados às condições
adversas de cultivo.
2.4.3.1 Índices morfofisiológicos
A análise quantitativa do crescimento vegetal foi desenvolvida por
fitofisiólogos ingleses (Blackman, 1968; Blackman, 1919; Briggs et al., 1920;
Watson, 1952) e é considerada internacionalmente como o método padrão para a
estimativa da produtividade biológica, ou produtividade primária das
comunidades vegetais (Magalhães, 1979), a qual se destina à avaliação da
produção líquida das plantas, derivada do processo fotossintético, e é o resultado
do desempenho do sistema assimilatório durante um certo período de tempo
(Magalhães, 1979).
Dois parâmetros são necessários para se proceder à análise de
crescimento: o total de matéria seca planta (W) e o total de área foliar na planta
(A). Se a planta em estudo formar uma cobertura no solo, então os parâmetros a
serem avaliados serão o total de matéria seca da planta por unidade de área do
solo (W) e o total de área foliar da planta por unidade de área de solo (A); este
último denominado de índice de área foliar (IAF) (Radford, 1967).
Formas gerais de expressar os conceitos de W e A seriam a
quantificação do material vegetal presente e a quantificação da magnitude do
sistema assimilatório do material vegetal, respectivamente (Radford, 1967).
Radford (1967) demonstra os estimadores dos índices morfofisiológicos
mais utilizados na análise de crescimento:
29
a) taxa de crescimento de uma cultura por unidade de solo (TCC), em
um instante de tempo (t) - definida como sendo o incremento de material vegetal
por unidade de tempo:
dt
dW
TCC
=
;
b) taxa de crescimento relativo de uma planta (TCR) em um instante de
tempo (t) - definida como o incremento de material vegetal por unidade de
tempo:
(
)
lnW
dt
d
dt
dW
W
1
TCR
=
=
;
c) taxa assimilatória líquida de uma planta (TAL) em um instante de
tempo (t) - definida como sendo o incremento do material vegetal por unidade
de material assimilado por unidade de tempo:
dt
dW
A
1
TAL
=
; e,
d) razão de área foliar de uma planta (RAF) em um instante de tempo -
definida como a taxa de material assimilado por unidade de material vegetal
presente:
W
A
RAF
=
.
30
A RAF pode ser considerada como um produto de dois componentes:
W
LW
(taxa de massa foliar) e
LW
A
(área foliar específica), em que LW é a
massa foliar da planta. Sendo assim, a LAR pode ser expressa do seguinte modo:
LW
A
W
LW
RAF
=
.
Pode-se verificar que as expressões de TCR, TAL e RAF são
interrelacionadas. Em um determinado instante de tempo, tem-se:
RAF
TAL
TCR
×
=
.
Na prática não se faz o uso destes índices morfofisiológicos em tempos
pontuais, ou colheitas, separadamente. O que tem sido feito é calcular a média
desses índices entre sucessivas amostragens. Os estimadores utilizados para isto
serão demonstrados nos tópicos seguintes e relatadas por Magalhães (1979) e
Radford (1967).
2.4.3.1.1 Área foliar média
A área foliar média sobre um período de tempo de t
1
a t
2
é dada por:
dt
A
t
t
1
A
2
1
t
t
1
2
∫
−
=
.
A expressão
∫
2
1
t
t
A
é denominada de duração da área foliar, considerada
como um índice morfofisiológico. Este índice representa o tamanho do aparelho
31
fotossintético que permanece na planta em relação ao tempo (Aguiar Netto et al.,
2000).
2.4.3.1.2 Taxa de crescimento médio da cultura
A taxa de crescimento médio da cultura (TCC) é dada por:
2
1
1
2
t
t
W
W
TCC
−
−
=
,
em que W
1
e W
2
são os valores de W nos tempos t
1
e t
2
,
respectivamente.
2.4.3.1.3 Taxa de crescimento relativo médio
A medida mais apropriada para a avaliação do crescimento vegetal, que
é dependente da quantidade de material que está sendo acumulado, é a taxa de
crescimento relativo (TCR) (Briggs et al., 1920).
A expressão para este índice é dada por:
(
)
1
2
1
2
t
t
W
ln
W
ln
TCR
−
−
=
.
O resultado é expresso em unidades de material vegetal produzido por
material vegetal existente, durante um intervalo de tempo prefixado.
2.4.3.1.4 Taxa assimilatória líquida média
O valor da taxa de crescimento relativo resulta da contribuição de dois
componentes: o primeiro se refere à taxa de aumento do crescimento, por
unidade de tempo e de área foliar, denominada taxa assimilatória líquida (TAL);
32
o segundo é definido pela relação entre a área foliar e o peso seco da planta,
chamada de razão da área foliar (RAF).
A TAL reflete a dimensão do sistema assimilador que é envolvido na
produção de matéria seca, ou seja, é uma estimativa da fotossíntese líquida.
O estimador médio deste índice é dado por:
(
)
1
2
1
2
1
2
1
2
t
t
A
ln
A
ln
A
A
W
W
TAL
−
−
−
−
,
em que A
1
e A
2
são valores de A nos tempos t
1
e t
2
, respectivamente.
Os resultados são expressos em unidades de crescimento (peso) por
superfície foliar presente (área), por unidade de tempo.
A
TAL
depende de fatores ambientais, principalmente da radiação
solar. Devido ao efeito do auto-sombreamento, a
TAL
diminui com o aumento
da área foliar e, consequentemente, durante o crescimento da cultura.
2.4.3.1.5 Razão de área foliar média
A razão de área foliar (RAF) é a medida da dimensão relativa do
aparelho assimilador e serve como um parâmetro apropriado para as avaliações
dos efeitos genotípicos, climáticos e do manejo de comunidades vegetais
(Magalhães, 1979).
A razão de área foliar média, durante um intervalo de tempo t
1
a t
2
, pode
ser obtida por:
(
)
(
)
1
2
1
2
1
2
1
2
A
ln
A
ln
W
ln
W
ln
W
W
A
A
RAF
−
−
−
−
=
.
33
2.4.3.1.6 Índice de área foliar
O índice de área foliar (IAF) determina a área foliar existente em uma
superfície de solo determinada. Este índice descreve a dimensão do sistema
assimilador de uma cultura. Em alguns casos, outras partes da planta, além das
folhas, contribuem de maneira substancial para a fotossíntese, como pecíolos e
caules, os quais devem ser adicionados à área foliar no cálculo dos parâmetros
da análise de crescimento (Magalhães, 1979). Este índice pode substituir o valor
de A nas demais equações descritas anteriormente.
Magalhães (1979) citou que a taxa de crescimento da cultura (TCC)
depende do IAF e da TAL e pode ser calculada pela equação:
IAF
TAL
TCC
×
=
.
Como sugerido por Benincasa (1988), a utilização da técnica da análise
de crescimento utilizando os índices morfofisiológicos pode contribuir para a
identificação de genótipos resistentes às condições adversas do ambiente, sendo
esta uma potencial ferramenta para o melhoramento de plantas.
Aguiar Netto et al. (2000) utilizaram os índices morfofisiológicos para
estudar as respostas da cultura da batata a diferentes lâminas de irrigação. Neste
estudo foi utilizada a cultivar Aracy. Os autores observaram que o aumento nas
lâminas de irrigação induziu incremento no índice de área foliar, na duração da
área foliar, na taxa de crescimento relativo e na taxa assimilatória líquida. Diante
destas observações, concluíram que a redução nas lâminas de água de irrigação
afeta negativamente os índices morfofisiológicos do crescimento na cultura da
batata.
34
3 MATERIAL E MÉTODOS
3.1 Material experimental
Os quatro clones utilizados para a instalação do ensaio, bem como a suas
respectivas genealogias e os ciclos vegetativos correspondentes, encontram-se
na Tabela 1. Estes clones foram selecionados como tolerantes ao calor pelo
Programa de Melhoramento da Batata da UFLA, com base em ensaios
realizados em ambientes na presença e ausência de estresse por altas
temperaturas. O clone CBM 2-21 é classificado como tolerante ao calor porque
apresenta as menores perdas de produção em ambientes com estresse em relação
à produção em ambientes sem estresse. Contudo, este clone é adaptado somente
às condições de estresse por altas temperaturas, já que não é responsivo à
melhora ambiental, apresentando baixa média da produção sob condições mais
favoráveis de temperatura. O mesmo ocorre para o clone CBM 2-27.
Os clones CBM 16-15 e CBM 22-19 possuem adaptação ampla porque
apresentam alta produção de tubérculos em ambientes com e sem a presença de
estresse por altas temperaturas.
TABELA 1 Genealogia e ciclo vegetativo dos clones avaliados no ensaio.
Clone
Genealogia
Ciclo vegetativo
CBM 16-15
LT-7 x EPAMIG 76-0526
Precoce
CBM 2-21
LT-7 x Aracy
Precoce
CBM 22-19
LT-9 x EPAMIG 76-0580
Tardio
CBM 2-27
LT-7 x Aracy
Tardio
35
Os clones LT-7 e LT-9 foram liberados pelo CIP (Centro Internacional
de la Papa) como tolerantes ao calor. Os clones EPAMIG 76-0526 e 76-0580
foram gerados pelo programa de melhoramento da Empresa de Pesquisa
Agropecuária de Minas Gerais (EPAMIG) e apresentam características
agronômicas de interesse para serem utilizados como genitores (Pinto et al.,
1994). A cultivar Aracy foi selecionada pelo Instituto Agronômico de Campinas
(IAC) e é considerada um genótipo de ampla adaptação.
3.2 Condução experimental e delineamento experimental
Os tubérculos-semente foram obtidos do cultivo da safra de verão de
2004/2005, na área experimental do Departamento de Biologia da UFLA (DBI-
UFLA), e ficaram conservados em câmara frigorífica a 4º C e 85% de umidade
relativa do ar até um mês antes da instalação do experimento, quando foram
colocados em câmara de brotação forçada com bissulfureto de carbono.
O experimento foi instalado no campo experimental do DBI-UFLA,
localizado a 21º14’ de latitude sul, 40º17’ de longitude oeste e a uma altitude de
918 m, no município de Lavras – MG. O experimento foi conduzido na safra
das águas (no período de Agosto a Dezembro de 2005).
O solo foi preparado através de aração e gradagem. Nos sulcos de
plantio foi feita uma adubação correspondente a 3000 kg ha
-
¹ do formulado
comercial 4-14-8 (N, P
2
O
5
, K
2
O). Aos 40 dias após o plantio, na ocasião da
amontoa, foi feita uma adubação de cobertura com 300 kg ha
-
¹ do formulado
comercial 20-0-20 (N, P
2
O
5
, K
2
O).
Os demais tratos culturais (irrigação complementar, controle de plantas
daninhas, pragas e doenças) foram realizados conforme os normalmente
utilizados pelo Programa de Melhoramento Genético da Batata da UFLA. A
temperatura ambiental foi monitorada ao longo do experimento.
36
Foram efetuadas dez épocas de amostragens, realizadas aos 30, 40, 50,
62, 70, 80, 88, 106, 115 e 124 dias após o plantio (DAP). Conforme ocorria a
completa senescência do clone, devido ao seu ciclo vegetativo, não eram
realizadas as colheitas subsequentes. Cada uma das dez épocas de amostragens
foi considerada como um experimento em delineamento em blocos casualizados
com três repetições. As parcelas experimentais foram constituídas de duas
plantas espaçadas de 0,30 m entre plantas x 0,80 m entre linhas. Entre as
parcelas experimentais foi plantado um tubérculo da cultivar Asterix, que possui
a película rosada, com a finalidade de minimizar o efeito compensatório causado
pelo número reduzido de plantas na parcela.
3.3 Características avaliadas
Foram avaliadas as seguintes características:
a) Ciclo vegetativo: número de dias do plantio à senescência natural da
parte aérea, considerando a data em que uma das plantas constituintes da parcela
estava em completa senescência;
b) Produção de tubérculos (g planta
-1
): produção de tubérculos dividida
pelo número de plantas da parcela;
c) Número total de tubérculos por planta: número total de tubérculos
dividido pelo número de plantas da parcela;
d) Peso médio de tubérculos (g): Produção total de tubérculos dividida
pelo número de tubérculos da parcela;
e) Peso médio de tubérculos graúdos (g): produção de tubérculos com
diâmetro transversal superior a 45 mm dividida pelo número de tubérculos
graúdos da parcela;
f) Porcentagem de tubérculos graúdos (%): produção de tubérculos
graúdos da parcela dividida pela produção total da parcela;
37
g) Porcentagem de matéria seca dos tubérculos (%): obtida com base na
matéria fresca e na matéria seca de uma amostra em torno de 350 g, através da
simples relação entre as massas;
h) Taxa de tuberização (g planta
-1
dia
-1
): para cada época de amostragem
foi estimada conforme a equação:
1
i
i
1
i
i
i
DAP
DAP
P
P
T
−
−
−
−
=
,
em que:
i
T
: é a taxa de tuberização observada, referente à época de amostragem i;
i
P
: é a produção de tubérculos referente à época de amostragem i;
1i
P
−
: é a produção de tubérculos referente à época de amostragem i-1;
i
DAP
: é o número de dias após o plantio referente à época de amostragem i;
1
i
DAP
−
: é o número de dias após o plantio referente à época de amostragem i-1.
i) Matéria seca da parte aérea total (g planta
-1
): obtida pela secagem das
folhas e hastes, em estufa a 60º C com fluxo de ar forçado até peso constante,
dividida pelo número de plantas da parcela;
j) Partição de matéria seca para os tubérculos (%): é a relação entre a
matéria seca particionada para os tubérculos e a matéria seca total da planta;
k) Teor de clorofila total, clorofila a e clorofila b das partes superior e
inferior da planta (mg g de matéria fresca foliar
-1
): determinados através do
método proposto por Arnon (1949), sendo coletadas amostras que representam
cada parte estudada da planta. Utilizou-se a determinação da absorbância das
amostras com base nas leituras espectofotométricas, a 663 e 645 nm,
respectivamente para clorofilas a e b. Em seguida, procedeu-se a quantificação e
38
os cálculos de mg de clorofila por grama de matéria fresca do tecido foliar, a
partir das equações:
(
)
(
)
V/1000P
A
2,69
A
12,7
a
Clo
645
663
×
−
×
=
,
(
)
(
)
V/1000P
A
4,68
A
22,9
b
Clo
663
645
×
−
×
=
e
b
Clo
a
Clo
totalClo
+
=
,
em que,
A: é a absorbância dos extratos no comprimento de onda determinado;
V: é o volume final do extrato clorofila-acetona;
P: matéria fresca em gramas do material vegetal.
l) Determinação dos índices morfofisiológicos: taxa de crescimento
relativo da planta (g de folha
-1
planta
-1
dia
-1
); duração da área foliar (m² de folha
planta
-1
dia
-1
) e taxa assimilatória líquida para os tubérculos (g m
-2
de folha
planta
-1
dia
-1
).
Para o cálculo destes índices foi necessário mensurar dois parâmetros
importantes para cada colheita: a produção de matéria seca total da planta,
obtida pela soma da estimação de produção de matéria seca de tubérculos e da
parte aérea; e a área foliar fotossinteticamente ativa, obtida com o auxilio do
programa computacional de análise de imagens QUANT (Vale et al., 2001).
3.4 Análises estatísticas
Realizou-se a análise de variância para cada experimento e,
posteriormente, a análise de variância conjunta considerando o desdobramento
dos clones nos dois grupos de acordo com a duração do ciclo vegetativo, bem
39
como o desdobramento dos clones dentro de cada um destes grupos (Ramalho et
al., 2005).
Para a análise de variância foi adotado o seguinte modelo estatístico:
(
)
(
)
ijk
ik
k
j(i)
i
ijk
e
tb
b
r
t
Y
+
+
+
+
+
=
,
em que:
ijk
Y
: é o valor observado referente à época de amostragem i na repetição j , no
genótipo k;
: é o efeito fixo da média geral do experimento;
i
t
: é o efeito fixo da época de amostragem i, sendo i = 30, 40, 50, 62, 70, 80,
88, 106, 115 e 124 DAP;
j(i)
r
: é o efeito aleatório da repetição j dentro da época de amostragem i, sendo j
= 1, 2 e 3;
k
b
: é o efeito fixo do genótipo k, sendo k = 1, 2, 3, 4, 5 e 6;
(
)
ik
tb
: é o efeito da interação da época de amostragem i com o genótipo k;
(
)
ijk
e
: é o erro experimental, assumindo-se que os erros são independentes e
normalmente distribuídos com média zero e variância
σ
².
Os coeficientes de variação ambiental para as características avaliadas
foram estimados a partir das seguintes expressões:
100
.
(%)
CV
2
e
e
=
,
em que:
40
e
CV
: é o coeficiente de variação ambiental em porcentagem;
2
e
: é a variância do erro experimental;
: é a média geral do experimento.
As análises de variância foram realizadas utilizando o programa
computacional SISVAR.
41
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os ciclos vegetativos observados para os clones em estudo foram de 106
DAP para os clones CBM 16-15 e CBM 2-21, ambos precoces; 115 DAP para o
CBM 22-19; e 124 DAP para o CBM 2-27. Em média os clones tardios
apresentaram ciclo vegetativo cerca de 13 dias mais longo que os clones
precoces.
Devido à morte dos clones precoces aos 106 DAP, as análises conjuntas
de variância foram realizadas tomando as oito colheitas em que estavam
presentes todos os clones, ou seja, as colheitas aos 30, 40, 50, 62, 70, 80, 88 e
106 DAP. O resumo das análises conjuntas de variância para todas as
características encontra-se na Tabela 1A.
Para a fonte de variação amostragens, todas as características avaliadas
apresentaram diferenças significativas ao nível de 1% de probabilidade pelo
teste F (Tabela 1A). Este resultado era esperado devido ao desenvolvimento da
planta de batata ao longo do ciclo vegetativo.
Para as características teor de clorofila a da parte aérea superior e
inferior, teor de clorofila b da parte aérea inferior, teor de clorofila total da parte
aérea inferior e taxa de crescimento relativo, não ocorreram diferenças
significativas entre os clones. Já para as demais características houve diferenças
significativas (Tabela 1A). Para evidenciar as diferenças entre clones, esta fonte
de variação foi desdobrada em grupos (precoces vs. tardios) e clones dentro de
cada grupo. Conseqüentemente, a interação amostragens x clones também foi
desdobrada nas interações amostragens x grupo e amostragens x clones dentro
de cada grupo (Tabela 1A).
A fonte de variação amostragens x grupos destaca-se das demais porque
representa o comportamento dos grupos de clones ao longo de seus ciclos
vegetativos, sendo este o principal objetivo deste estudo. Assim, para as
42
características peso médio de tubérculos e teores de clorofilas a, b e total da
parte aérea inferior não houve diferenças significativas para esta fonte de
variação (Tabela 1A). Já para as demais características houve diferenças
significativas, mostrando existir a possibilidade de estudos de regressão,
importantes na discriminação das diferenças entre os dois grupos de clones,
precoces e tardios, ao longo do ciclo vegetativo.
Nas Figuras 1 a 18 estão representados os comportamentos médios dos
grupos de clones precoces e tardios nas dez épocas de colheitas, bem como as
equações de regressão para cada grupo.
Observa-se que os clones precoces foram ligeiramente mais produtivos
que os clones tardios até cerca de 80 DAP. A partir deste ponto os clones tardios
apresentaram maior produção (Figura 1). O mesmo não aconteceu com os
estudos de Silva & Pinto (2005). Estes autores mostraram que, apesar de os
ensaios terem sido conduzidos em condições mais favoráveis, os clones tardios
já eram mais produtivos que os precoces desde a colheita aos 58 DAP. Estes
resultados evidenciam as mudanças no comportamento dos grupos de clones
frente às altas temperaturas.
Na Tabela 2 estão representados os períodos, em porcentagem, entre as
colheitas, em que ocorreram os limites de temperatura determinados. A
temperatura ideal para a cultura da batata está entre 15º e 20º C (Van Der Zaag
& Burton, 1978). Observa-se, portanto, que ao longo do ciclo vegetativo houve
temperaturas acima das ideais, fazendo com que isto se reflita de forma negativa
no desenvolvimento da cultura (Tabela 2).
Diversos autores relatam que altas temperaturas estimulam o
desenvolvimento aéreo, reduzindo a partição de fotoassimilados para os
tubérculos, aumentando a intensidade da respiração e acarretando redução na
produção de tubérculos (Burton, 1981; Khedher & Ewing, 1985; Manrique et al.,
1989; Menezes et al., 2001; Menezes & Pinto, 1995). Observaram-se, neste
43
trabalho, em aproximadamente 50 % do período de cultivo, temperaturas acima
de 20º C (Tabela 2).
O início da tuberização se deu aproximadamente aos 40 DAP (Figura 1).
No período entre o início da tuberização e o desenvolvimento inicial dos
tubérculos (60 DAP), houve aumento da temperatura ambiental, ou seja, cerca
de 54 % deste foram caracterizados por temperaturas acima de 20º C (Tabela 2),
causando redução no desenvolvimento inicial dos tubérculos e acarretando,
conseqüentemente, redução na produção final de tubérculos. Altas temperaturas
são consideradas fatores limitantes à produção de tubérculos neste estádio de
desenvolvimento da planta.
Utilizando as equações de regressão (Figura 1), foi possível calcular os
pontos de máxima produção para ambos os grupos de clones. Os clones precoces
atingiram o máximo de produção aos 91,4 DAP. Já os clones tardios atingiriam
o máximo de produção aos 167 DAP, sendo que este valor evidencia a tendência
de aumento na produção ao longo do ciclo vegetativo.
TABELA 2 Porcentagens do tempo entre as amostragens que ocorreram os
limites de temperaturas 10 a 14,9º C, 15 a 19,9º C, 20 a 24,9º C,
25 a 29,9º C e 30 a 35 º C. Lavras, 2005.
Período entre as
colheitas
Intervalos de temperaturas (º C)
Tempo
total
10 a 14,9
15 a 19,9
20 a 24,9
25 a 29,9
30 a 35
0 a 30 DAP
7.66
44.35
25.94
19.09
2.96
100
31 a 40 DAP
5.00
47.50
26.25
19.58
1.67
100
41 a 50 DAP
19.58
42.50
24.58
10.83
2.51
100
51 a 62 DAP
0.69
29.86
30.56
19.44
19.45
100
63 a 70 DAP
0.00
43.75
33.33
19.79
3.13
100
71 a 80 DAP
0.00
45.83
35.83
15.00
3.34
100
81 a 88 DAP
12.50
54.17
21.88
11.45
0.00
100
89 a 106 DAP
0.00
46.30
34.72
18.05
0.93
100
107 a 115 DAP
6.48
43.52
34.26
15.74
0.00
100
116 a 124 DAP
0.00
51.85
31.48
16.67
0.00
100
44
Os resultados para a produção de tubérculos mostram que aos 106 DAP,
data em que os clones precoces encerraram os seus ciclos vegetativos, os clones
tardios produziram cerca de 42% a mais que os clones precoces, sendo, portanto,
vantajosa a utilização dos clones tardios em condições tropicais.
Ao final do ciclo vegetativo, 124 DAP, a produção dos clones tardios foi
de 864,5 g planta
-1
, sendo esta produção cerca de 51% maior que a produção
máxima obtida pelos clones precoces (573 g planta
-1
).
Na Figura 1 é possível evidenciar que os clones tardios possuem um
período de enchimento de tubérculos mais prolongado que os precoces, sendo
este prolongamento uma vantagem dos clones tardios sobre os precoces, fazendo
com que ao final do ciclo os primeiros sejam mais produtivos.
Para o número total de tubérculos por planta, os clones precoces
atingiram o valor máximo aos 87.1 DAP, sendo que, a partir deste ponto, os
FIGURA 1 Produção de tubérculos para os grupos de clones precoces e tardios
ao longo do ciclo vegetativo. Lavras, 2005.
45
clones tardios apresentaram maiores valores (Figura 2). Os clones tardios
apresentaram o máximo de número de tubérculos aos 117.6 DAP, sendo que, aos
60 DAP, apresentavam 51% do valor máximo, e aos 88 DAP, atingiram cerca de
87% do valor máximo, indicando tendência crescente de número de tubérculos
por planta; ou seja, novos tubérculos estão sendo formados tardiamente. Silva &
Pinto (2005) observaram que os tubérculos desenvolvidos mais tardiamente
possuíram pouco tempo para acumular matéria seca, não sendo importantes para
a produção comerciável, pois não houve aumento na porcentagem de tubérculos
graúdos após os 108 DAP. Já neste trabalho observou-se que os clones tardios
apresentaram aumento de 17% de tubérculos graúdos entre 108 e 124 DAP
(Figura 3). Isto indica que não seria vantajoso colher os clones tardios mais
precocemente, como sugerido por Silva & Pinto (2005).
A porcentagem de tubérculos graúdos (Figura 3) teve comportamento
semelhante entre os dois grupos de clones até a colheita realizada aos 106 DAP,
quando ocorreu a completa senescência da parte aérea dos clones precoces.
Até aproximadamente os 75 DAP, as médias para peso médio de
tubérculos foram semelhantes para os dois grupos de clones (Figura 4), sendo
que, a partir deste ponto, os clones tardios apresentaram peso de tubérculos
maiores, atingindo o ponto máximo aos 103,1 DAP. Já para os clones precoces,
o ponto de máxima foi aos 85,2 DAP.
Os clones precoces e tardios tiveram comportamento semelhante até
aproximadamente os 75 DAP para a característica peso médio de tubérculos
graúdos (Figura 5). Para ambos os grupos ocorreu um ligeiro decréscimo no
peso médio de tubérculos graúdos na última colheita, sendo os valores máximos
para a característica em questão de 93,2 e 110,4 para os grupos precoces e
tardios, respectivamente (Figura 5).
46
FIGURA 2 Número total de tubérculos para os grupos de clones precoces e
tardios ao longo do ciclo vegetativo. Lavras, 2005.
FIGURA 3 Porcentagem de tubérculos graúdos para os grupos de clones
precoces e tardios ao longo do ciclo vegetativo. Lavras, 2005.
47
FIGURA 4 Peso médio de tubérculos para os grupos de clones precoces e
tardios ao longo do ciclo vegetativo. Lavras, 2005.
FIGURA 5 Peso médio de tubérculos graúdos para os grupos de clones
precoces e tardios ao longo do ciclo vegetativo. Lavras, 2005.
48
A porcentagem de matéria seca dos tubérculos (Figura 6) foi maior para
os clones precoces durante todo o período vegetativo, sendo o valor máximo,
19,97 %, atingido aos 90,1 DAP. Já para os clones tardios o valor máximo, 18,5
%, foi atingido aos 99,1 DAP. Valores acima de 20% são tidos como ideais para
o processamento industrial da batata, sendo que, para o consumo in natura, os
valores atingidos pelos grupos em estudo são aceitáveis, visto que em condições
mais favoráveis de temperatura, a cultivar Monalisa atinge cerca de 18,6% de
matéria seca dos tubérculos. O fato de este ensaio ter sido conduzido em
condições mais desfavoráveis de temperatura contribuiu para que houvesse essa
queda de matéria seca dos tubérculos, conforme relatado por diversos autores
(Haynes et al., 1989; Haynes & Haynes (1983 e 1981); Johansen et al., 1967;
Menezes et al., 1999; Prange et al., 1990).
FIGURA 6 Porcentagem de matéria seca dos tubérculos para os grupos de
clones precoces e tardios ao longo do ciclo vegetativo. Lavras,
2005.
49
Na Figura 7 estão representados os comportamentos dos grupos em
relação à taxa de tuberização. Os clones precoces foram mais eficientes em
tuberizar até aproximadamente 85 DAP; a partir disto os clones tardios passaram
a ser mais eficientes. As máximas taxas de tuberização ocorreram aos 71,1 e
87,7 DAP para os clones precoces e tardios, respectivamente.
Com as equações de regressões (Figura 7) foi possível calcular o número
de dias em que a taxa de tuberização permaneceu acima dos 70% dos valores
máximos atingidos para ambos os grupos de clones. Os clones precoces
permaneceram 43 dias no limite entre 70% a 100% do valor máximo, ou seja,
entre 50 e 93 DAP; já os clones tardios permaneceram 55 dias correspondentes
ao período entre 60 e 115 DAP. Este maior período conferiu aos clones tardios
incremento adicional na produção de tubérculos, fazendo com que estes fossem
mais produtivos ao final do ciclo vegetativo.
FIGURA 7 Taxa de tuberização para os grupos de clones precoces e tardios ao
longo do ciclo vegetativo. Lavras, 2005.
50
Os desenvolvimentos vegetativos máximos foram atingidos aos 69,2 e
80,3 DAP para os clones precoces e tardios, respectivamente (Figura 8). A partir
deste período houve decréscimo na matéria seca total da parte aérea devido à
senescência natural e à remobilização de matéria seca para os tubérculos
(Kooman & Rabbinge, 1996; Moorby, 1970;). A matéria seca da parte aérea aos
60 DAP já representava, em média, cerca de 95,5% e 84% dos valores máximos
obtidos, respectivamente, para os clones precoces e tardios. Isto demonstra que a
formação de hastes e folhas se dá em maior proporção na fase inicial do
desenvolvimento da planta.
É importante destacar que os clones tardios foram sempre superiores aos
precoces, evidenciando o potencial destes clones em apresentar maior área foliar
fotossinteticamente ativa, como observado posteriormente nas Figuras 13 a 15,
concordando com os resultados apresentados por Silva & Pinto (2005).
FIGURA 8 Matéria seca total da parte aérea para os grupos de clones precoces e
tardios ao longo do ciclo vegetativo. Lavras, 2005.
51
Para os clones tardios a partição de matéria seca para os tubérculos
apresentou aumento progressivo no decorrer do ciclo vegetativo (Figura 9),
sendo que o máximo de partição, 93,5%, ocorreu aos 124 DAP. Isto era
esperado, uma vez que à medida que ocorre o desenvolvimento das plantas,
maior proporção de matéria seca é destinada à formação de tubérculos,
corroborando Silva & Pinto (2005). Para os clones precoces, o máximo de
partição de matéria seca para os tubérculos, 96,7%, ocorreu aos 92,8 DAP.
Apesar de os clones precoces sempre particionarem maior proporção de
matéria seca para os tubérculos que os clones tardios ao longo do ciclo
vegetativo (Figura 9), vale ressaltar que, em valores absolutos, os clones tardios
particionam maior proporção de matéria seca que os precoces, devido a estes
últimos possuírem baixa produção de matéria seca na parte aérea (Figura 8).
FIGURA 9 Partição de matéria seca para os tubérculos para os grupos de clones
precoces e tardios ao longo do ciclo vegetativo. Lavras, 2005.
52
Os comportamentos dos grupos em relação aos teores de clorofila a, b e
total das partes aéreas superior e inferior se encontram nas Figuras 10 a 12. Para
todos os teores de clorofila da parte aérea inferior, os grupos tiveram os mesmos
comportamentos (Figuras 10B, 11B e 12B). Isto ocorreu devido ao
autossombreamento que, em geral, foi semelhante em todos os tratamentos,
ocasionando redução dos valores dos teores de clorofila na mesma época e na
mesma intensidade para os dois grupos de clones (Figuras 10B, 11B e 12B).
Para a parte aérea superior, os clones tardios apresentaram-se diferentes
dos precoces para todos os teores de clorofila avaliados (Figuras 10A, 11A e
12A), o que evidencia a importância da parte aérea superior na produção final de
tubérculos. Outra evidência disto são os valores dos teores de clorofilas a, b e
total da parte aérea superior determinarem a velocidade inicial da taxa de
tuberização (Figura 7). Observa-se que a velocidade inicial da taxa de
tuberização dos clones precoces é maior que a dos clones tardios, o que é
decorrente dos maiores valores dos teores de clorofila a, b e total da parte aérea
superior dos clones precoces no início do ciclo vegetativo (Figuras 10A, 11A e
12A).
Utilizando as épocas em que os teores de clorofilas a, b e total atingiram
os valores máximos para a parte aérea superior, é possível identificar o início de
senescência fisiológica da planta, fazendo com que seja caracterizado o tipo de
stay-green
(Thomas & Howarth, 2000) que, tendenciosamente, os clones tardios
possuem. Os valores máximos foram atingidos em épocas diferentes e o início
da senescência fisiológica ocorreu, em média, aos 35 e 63,6 DAP, para os clones
precoces e tardios, respectivamente, considerando todos os teores de clorofila
avaliados para a parte aérea superior. Nesta análise fica evidenciada a tendência
dos clones tardios em serem caracterizados pelo tipo A de
stay-green
; o início da
senescência fisiológica dos clones tardios sofreu um atraso de 28,6 dias em
relação à dos clones precoces (Thomas & Howarth, 2000).
53
FIGURA 10 Teor de clorofila a das partes aéreas superior (A) e inferior (B)
para os grupos de clones precoces e tardios ao longo do ciclo
vegetativo. Lavras, 2005.
A
B
54
FIGURA 11 Teor de clorofila b das partes aéreas superior (A) e inferior (B)
para os grupos de clones precoces e tardios ao longo do ciclo
vegetativo. Lavras, 2005.
B
A
55
FIGURA 12 Teor de clorofila total das partes aéreas superior (A) e inferior (B)
para os grupos de clones precoces e tardios ao longo do ciclo
vegetativo. Lavras, 2005.
B
A
56
Os clones tardios apresentaram valores superiores aos dos clones
precoces para as características área foliar fotossintéticamente ativa das partes
aéreas superior, inferior e total ao longo do ciclo vegetativo (Figuras 13 a 15),
evidenciando a maior produção de matéria seca da parte aérea por estes clones.
Através destas figuras é possível, novamente, evidenciar o tipo A de
stay-green
para os clones tardios, uma vez que as épocas de máxima produção de área foliar
para os clones precoces (70,3 , 69,0 e 69,3 DAP, para a área foliar da parte aérea
superior, inferior e total, respectivamente) e tardios (91,0 , 71,5 e 84,7 DAP) não
são as mesmas, sendo que os clones tardios mantêm por mais tempo folhas
fotossinteticamente ativas, fato evidenciado posteriormente na Figura 16,
fazendo com que haja maior produção final de tubérculos (Figura 1).
FIGURA 13 Área foliar da parte aérea superior para os grupos de clones
precoces e tardios ao longo do ciclo vegetativo. Lavras, 2005.
57
FIGURA 14 Área foliar da parte aérea inferior para os grupos de clones
precoces e tardios ao longo do ciclo vegetativo. Lavras, 2005.
FIGURA 15 Área foliar total para os grupos de clones precoces e tardios ao
longo do ciclo vegetativo. Lavras, 2005.
58
Os comportamentos dos índices morfofisiológicos avaliados para os dois
grupos de clones se encontram nas Figuras 16 a 18.
Na Figura 16 estão representados os comportamentos da duração de área
foliar dos clones precoces e tardios ao longo do ciclo vegetativo. Este índice
expressa o tamanho relativo do aparelho fotossintético que permanece na planta
em relação ao tempo (Aguiar Netto et al., 2000), sendo expresso em m
2
planta
-1
dia
-1
. Observa-se que ao longo do ciclo vegetativo os clones tardios foram
sempre superiores na duração da área foliar que os precoces. Esta maior duração
de área foliar condiciona os clones tardios a uma maior produção final de
tubérculos, uma vez que estes clones mantêm por mais tempo um maior
aparelho fotossintético ativo.
Estes resultados evidenciam a importância da utilização deste índice
fisiológico na descrição de clones precoces e tardios visando a adaptação a
condições tropicais.
FIGURA 16 Duração de área foliar para os grupos de clones precoces e tardios
ao longo do ciclo vegetativo. Lavras, 2005.
59
A taxa de crescimento relativo avalia o quanto de matéria seca é
produzida pela planta em relação à matéria seca já existente, ou seja, ela mede a
capacidade da planta em produzir material vegetal novo (Radford, 1976). Os
clones precoces foram superiores aos tardios até aproximadamente os 88 DAP; a
partir deste ponto esta relação foi invertida (Figura 17).
Estabelecendo uma relação deste índice com a produção de tubérculos,
observa-se que a partir do terço final do ciclo vegetativo estas duas
características estão intimamente relacionadas, uma vez que o incremento na
matéria seca total da planta está diretamente ligado à produção de tubérculos.
Sendo assim, é possível, através deste índice, observar o prolongamento do
tempo de enchimento dos tubérculos para os clones tardios, o que lhes confere
uma maior produção final de tubérculos (Figura 17). Fica evidenciado,
novamente, que os clones tardios devem ser colhidos no final do ciclo
vegetativo, fazendo com que este prolongamento do tempo de enchimento seja
vantajoso.
FIGURA 17 Taxa de crescimento relativo para os grupos de clones precoces e
tardios ao longo do ciclo vegetativo. Lavras, 2005.
60
Na Figura 18 estão os comportamentos dos clones precoces e tardios
com relação à taxa assimilatória líquida para os tubérculos. Este índice reflete o
quanto de matéria seca de tubérculos é produzida por unidade de área foliar, por
dia. Esta é uma forma indireta de calcular a relação fonte-dreno para os
tubérculos da planta, ou seja, a fotossíntese líquida. Os valores deste índice para
os clones tardios foram sempre inferiores aos dos clones precoces, ao longo do
ciclo vegetativo (Figura 18). O máximo de assimilação líquida para os
tubérculos ocorreu aos 81,8 e 81 DAP para os clones precoces e tardios,
respectivamente. Considerando que o estimador deste índice possui, no seu
denominador, a produção de área foliar, é possível afirmar que o grupo de clones
precoces possui uma maior eficiência fotossintética, ao longo do seu ciclo
vegetativo, que os clones tardios, pois produzem mais matéria seca de tubérculos
por unidade de área. Em contrapartida, os clones tardios possuem maior
produção de matéria seca de tubérculos por apresentarem uma maior produção e
duração de área foliar ao longo do ciclo vegetativo (Figuras 13 a 16).
Depois de encerrado o ciclo vegetativo dos clones precoces, os clones
tardios continuaram a fornecer fotoassimilados para os tubérculos (Figura 18),
fazendo com que esta seja a grande vantagem deste grupo de clones. Isto refletiu
em uma maior produção de tubérculos no final do seu ciclo vegetativo (Figura
1).
Diante deste estudo, pôde-se observar que a utilização dos índices
morfofisiológicos é de grande importância para a descrição de clones de batata
visando a adaptação a condições tropicais.
61
FIGURA 18 Taxa assimilatória líquida para os tubérculos para os grupos de
clones precoces e tardios ao longo do ciclo vegetativo. Lavras,
2005.
62
5 CONCLUSÕES
A maior produção dos clones tardios é devida ao crescimento vigoroso e
à maior produção e duração da área foliar fotossinteticamente ativa, o que
possibilita maior velocidade de tuberização ao longo do período de enchimento
dos tubérculos.
O período de enchimento de tubérculos para os clones tardios é mais
prolongado, possibilitando maior produção ao fim do ciclo vegetativo.
Há tendência de os clones tardios possuírem característica
stay-green
,
sendo esta classificada pelo tipo A, caracterizada pelo atraso no início da
senescência das plantas em relação aos clones precoces.
Os resultados deste estudo sugerem que uma das estratégias possíveis de
serem adotadas para aumentar a produtividade da cultura da batata em regiões
tropicais é a seleção visando o aumento do ciclo vegetativo.
Todas os caracteres morfológicos utilizados são de extrema importância
para a avaliação das características de produção visando a identificação de
clones mais adaptados às condições tropicais.
Os índices fisiológicos, os teores de clorofila a, b e total da parte aérea
superior, a área foliar, a duração da área foliar, a taxa de crescimento relativo e a
taxa assimilatória líquida para os tubérculos foram relevantes na diferenciação
dos clones tardios e precoces, fazendo com que tenham grande importância no
melhoramento da batata visando a obtenção de clones adaptados às condições
tropicais.
63
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WREGE, M. S.; HERTER, F. G.; PEREIRA, A. S.; CARAMORI, P. H.;
GONÇALVES, S. L.; BRAGA, H. J.; PANDOLFO, C.; MALTZENAUER, R.;
CAMARGO, M. B. P.; BRUNINI, O.; STEINMETZ, S.; REISSER JUNIOR,
C.; FERREIRA, J. S. A.; SANS, L. M. A.
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regiões produtoras de batata no Brasil
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77
WOLF, S.; MARANI, A.; RUDICH, J. Effects of temperature and photoperiod
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, New York, v. 66,
n. 5, p. 513-520, Nov. 1990b.
WOLF, S.; OLESINSKI, A. A.; RUDICH, J.; MARANI, A. Effect of high
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Annals of Botany
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Crop Science
, Madison, v.
41, n. 1, p. 127-133, Jan./Feb. 2001.
78
ANEXOS
ANEXO A
TABELA 1A - Resumo das análises conjuntas de variância para a
produção de tubérculos, número total de
tubérculos, peso médio de tubérculos, peso médio
de tubérculos graúdos, porcentagem de tubérculos
graúdos, porcentagem de matéria seca de
tubérculos, taxa de tuberização, matéria seca total
da parte aérea, partição de matéria seca para os
tubérculos, teor de clorofila a da parte aérea
superior, teor de clorofila b da parte aérea superior,
teor de clorofila total da parte aérea superior, teor
de clorofila a da parte aérea inferior, teor de
clorofila b da parte aérea inferior, teor de clorofila
total da parte aérea inferior, área foliar da parte
aérea superior, área foliar da parte aérea inferior,
área foliar total, taxa de crescimento relativo,
duração de área foliar e taxa assimilatória líquida.
Lavras, 2005...........................................................
Página
79
79
TABELA 1A Resumo das análises conjuntas de variância para a produção de tubérculos, número total de tubérculos,
peso médio de tubérculos, peso médio de tubérculos graúdos, porcentagem de tubérculos graúdos,
porcentagem de matéria seca de tubérculos, taxa de tuberização, matéria seca total da parte aérea, partição
de matéria seca para os tubérculos, teor de clorofila a da parte aérea superior, teor de clorofila b da parte
aérea superior, teor de clorofila total da parte aérea superior, teor de clorofila a da parte aérea inferior, teor
de clorofila b da parte aérea inferior, teor de clorofila total da parte aérea inferior, área foliar da parte aérea
superior, área foliar da parte aérea inferior, área foliar total, taxa de crescimento relativo, duração de área
foliar e taxa assimilatória líquida. Lavras, 2005.
Quadrado Médio
FV
GL
Produção de tubérculos
por planta
Número total de
tubérculos por planta
Peso médio de túberculos
Peso médio dos
tubérculos graúdos
Amostragens
7
1026352.46
**
138.12
**
21475.50
**
36037.07
**
Rep. / Amost.
16
42432.05
**
4.89
**
2620.73
**
105.36
NS
Clones
3
218678.43
**
28.02
**
4000.44
**
1946.32
**
Grupos
1
16765.34
NS
0.01
NS
435.16
NS
505.91
**
Clon. / Grup.
2
319634.97
**
42.03
**
5783.08
**
2666.52
**
Amost. x Clones
21
75751.42
**
6.31
**
3050.10
**
750.79
**
Amost. x Grup.
7
156917.41
**
8.65
**
496.02
NS
561.93
**
Amost. x Clon./Grup.
14
35168.43
*
5.14
**
4327.15
**
845.21
**
Erro
48
14976.08
2.03
575.78
109.01
CV (%)
34.10
32.76
36.12
15.82
*, ** Significativo ao nível de 5% e 1% de probabilidade, respectivamente, pelo teste de F;
NS
Não significativo.
“ ...continua ...”
79
80
“TABELA 1A, Cont.”
Quadrado Médio
FV
GL
Porcentagem
de tubérculos
graúdos
Porcentagem de
matéria seca dos
tubérculos
Taxa de
tuberização
Matéria seca total
da parte aérea
Partição de matéria
seca para os
tubérculos
Amostragens
7
11672.01
**
715.87
**
1446.01
**
1979.08
**
16086.54
**
Rep. / Amost.
16
39.03
NS
0.48
NS
161.56
*
89.69
NS
49.75
NS
Clones
3
2102.36
**
35.80
**
600.76
**
4056.57
**
2766.07
**
Grupos
1
19.23
NS
48.15
**
13.22
NS
8991.56
**
3936.00
**
Clon. / Grup.
2
3143.92
**
29.62
**
894.53
**
1589.08
**
2181.11
**
Amost. x Clones
21
604.85
**
4.06
**
342.64
**
530.04
**
301.99
**
Amost. x Grup.
7
351.98
**
3.50
**
621.85
**
850.68
**
369.44
**
Amost. x Clon./Grup.
14
731.29
**
4.34
**
203.04
**
369.71
*
268.26
**
Erro
48
63.86
0.98
72.24
178.03
64.96
CV (%)
23.46
8.05
57.88
49.17
14.53
*, ** Significativo ao nível de 5% e 1% de probabilidade, respectivamente, pelo teste de F;
NS
Não significativo.
“...continua...”
80
81
“TABELA 1A, Cont.”
Quadrado Médio
FV
GL
Teor de
clorofila a da
parte aérea
superior
Teor de
clorofila b da
parte aérea
superior
Teor de
clorofila total
da parte aérea
superior
Teor de
clorofila a da
parte aérea
inferior
Teor de
clorofila b da
parte aérea
inferior
Teor de
clorofila total
da parte aérea
inferior
Amostragens
7
2.68
**
2.42
**
9.45
**
4.373
**
3.835
**
15.274
**
Rep. / Amost.
16
0.16
NS
0.09
NS
0.37
NS
0.060
NS
0.068
NS
0.190
NS
Clones
3
0.26
NS
0.92
**
1.99
*
0.216
NS
0.251
NS
0.888
NS
Grupos
1
0.43
NS
0.41
NS
1.67
NS
0.002
NS
0.002
NS
0.000003
NS
Clon. / Grup.
2
0.17
**
1.18
**
2.14
*
0.323
*
0.376
*
1.331
*
Amost. x Clones
21
0.51
**
0.85
**
2.57
**
0.137
NS
0.209
*
0.644
NS
Amost. x Grup.
7
0.52
**
0.72
**
2.42
**
0.054
NS
0.178
NS
0.410
NS
Amost. x Clon./Grup.
14
0.50
**
0.92
**
2.65
**
0.178
*
0.225
*
0.761
*
Erro
48
0.11
0.19
0.55
0.092
0.116
0.383
CV (%)
23.05
39.32
29.01
23.56
36.91
28.05
*, ** Significativo ao nível de 5% e 1% de probabilidade, respectivamente, pelo teste de F;
NS
Não significativo.
“...continua ...”
81
82
“TABELA 1A, Cont.”
Quadrado Médio
Área foliar da
parte aérea
superior
Área foliar da
parte aérea
inferior
Área foliar
total
Taxa de
crescimento
relativo
Amostragens
7
0.31
**
0.099
**
0.63
**
0.0234
**
57.42
**
306.32
**
Rep. / Amost.
16
0.02
NS
0.007
NS
0.03
NS
0.0021
NS
3.62
NS
14.59
NS
Clones
3
0.20
**
0.049
**
0.42
**
0.0008
NS
49.38
**
146.69
**
Grupos
1
0.57
**
0.105
**
1.16
**
0.0003
NS
136.47
**
172.06
**
Clon. / Grup.
2
0.01
NS
0.022
**
0.05
NS
0.0010
NS
5.84
NS
134.01
**
Amost. x Clones
21
0.05
**
0.012
**
0.08
**
0.0023
*
8.85
**
66.62
**
Amost. x Grup.
7
0.06
*
0.012
**
0.10
*
0.0027
*
10.98
**
103.48
**
Amost. x Clon./Grup.
14
0.05
*
0.013
**
0.07
*
0.0021
NS
7.79
**
48.19
**
Erro
48
0.02
0.004
0.03
0.0012
3.28
10.55
CV (%)
55.15
43.45
45.14
47.45
43.86
48.39
*, ** Significativo ao nível de 5% e 1% de probabilidade, respectivamente, pelo teste de F;
NS
Não significativo.
82
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