Agronomic performance of maize genotypes under conditions of water restriction

Marciela Rodrigues da Silva¹, Thomas Newton Martin^2*, Sidney Ortiz³, Patrícia Bertoncelli³ e Douglas Vonz³

¹Programa de Pós-Graduação em agronomia da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (Pato Branco).

²Prof. Adj. Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Av. Roraima, n. 1000, Cidade Universitária, CEP 97105-900, Centro de Ciências Rurais (CCR), Departamento de Fitotecnia, Prédio 44, Sala 5321, *Autor correspondente: martin.ufsm@gmail.com

³Estudante de Zootecnia da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (Dois Vizinhos). Bolsista CNPq.

O objetivo, deste trabalho, foi avaliar o desempenho agronômico de genótipos de milho, no município de Dois Vizinhos, Paraná, Brasil, em condições de restrição hídrica. Foram avaliados 36 genótipos pertencentes ao ensaio Sul Super Precoce quanto aos caracteres relacionados com a produção de grãos. Os genótipos utilizados foram fornecidos pela Embrapa Milho e Sorgo e fazem parte dos Ensaios de competição de cultivares de milho do Brasil. O cultivo foi realizado em condições de sequeiro, sendo o fornecimento de água limitado à ocorrência de precipitações pluviométricas. O experimento foi realizado na área experimental da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, no delineamento experimental látice simples. As condições climáticas ocorridas durante o experimento foram de deficiência hídrica severa, interferindo negativamente no rendimento de grãos, assim como na variabilidade de resposta dos genótipos avaliados; mesmo nessas condições foi possível classificar os materiais quanto à maioria dos caracteres avaliados, sendo ‘30P34’ o mais produtivo com 4,73 T ha^-1.

Palavras-chave: Componentes de rendimento, genótipos, Zea mays L.

ABSTRACT

The aim of this study was to evaluate the agronomic performance of maize genotypes in the municipals of Dois Vizinhos, Paraná, Brazil, in conditions of water restriction. We evaluated 36 genotypes belonging to the Early Super South test regarding the characters related to grain production. The genotypes used were supplied by Embrapa Maize and Sorghum and are part of the competition trials of maize cultivars in Brazil. The culture was grown under rainfed conditions, with limited water supply to the occurrence of rainfall. The experiment was conducted at the experimental Universidade Tecnológica Federal do Paraná, the experimental design were simple lattice. The climatic conditions that occurred during the experiment were of severe drought, negatively affect the yield and variability of response of genotypes, even in these conditions it is possible to classify materials for most of the traits, being ‘30P34’ the most productive with 4.73 t ha^-1.

Keywords: Genotypes, yield components, Zea mays L.

INTRODUÇÃO

O milho é cultivado em todo o território brasileiro, destacando-se das demais culturas por ocupar a maior área cultivada no país e ser o produto agrícola de maior volume produzido. Considerando que a maior parte do consumo deste cereal está associada à criação de animais, a expansão das atividades ligadas à pecuária, no Paraná, tem gerado uma crescente demanda por esse produto; e, para atender essa necessidade, é importante o uso de tecnologias apropriadas que permitam o aumento da produtividade.

O milho é, provavelmente, uma das espécies cultivadas com maior diversidade genética, tanto em produtividade como em qualidade nutricional; no entanto, a disponibilidade de informações sobre a produção e qualidade dos diversos genótipos é insuficiente, desestimulando a diversificação dos materiais empregados para sua produção. A grande disponibilidade e deficiência de informações, relacionadas com o comportamento agronômico dos diversos genótipos, dificulta a escolha dos materiais e evidencia a necessidade de identificar os genótipos mais produtivos para as condições ambientais da região de cultivo, ressaltando que, além da genética, a produção é influenciada, entre outros fatores, pelas condições climáticas (Gadioli et al., 2000).

De acordo com Cruz e Regazzi (1994), como os genótipos se desenvolvem em sistemas dinâmicos, em que ocorrem constantes mudanças que vão desde a semeadura até a maturação fisiológica, há, geralmente, um comportamento diferenciado dos mesmos, em termos de resposta às variações ambientais. Assim sendo, o potencial produtivo da cultura pode ser explorado pela implementação criteriosa de aspectos técnicos, como a escolha do genótipo que melhor se adapte às condições de cultivo.

O estado do Paraná, embora com boa disponibilidade hídrica anual na maioria das regiões, apresenta ampla variabilidade na distribuição temporal e espacial da precipitação (Wrege et al., 1999). Considerando que os cultivos agrícolas, na região, são praticados predominantemente em condições de sequeiro, ou seja, sem suplementação hídrica por irrigação, observa-se grande variabilidade interanual no rendimento das culturas, evidenciando a importância de compreender as interações entre à planta e o ambiente. Em particular as relações hídricas, que envolvem as culturas durante o seu desenvolvimento, a fim de adotar medidas capazes de reduzir os impactos da deficiência hídrica sobre a produção. Apesar de ser uma cultura com boa resistência às adversidades climáticas, a produtividade do milho pode ser bastante reduzida em condições de deficiência hídrica (Bergonci et al., 2001). As oscilações nas safras de milho das principais regiões produtoras do Brasil estão associadas à disponibilidade de água, sobretudo no período crítico que vai do florescimento masculino ao enchimento de grãos (Bergonci et al., 2001; Bergamashi et al., 2004). A deficiência hídrica durante o desenvolvimento da cultura provoca alterações no comportamento vegetal cuja irreversibilidade está relacionada com o genótipo, a duração, a severidade e o estádio de desenvolvimento da planta. As estatísticas de produção revelam que, nos anos em que ocorrem períodos com déficit hídrico durante os meses de verão, a produtividade das culturas é reduzida, causando prejuízos às cadeias produtivas (Matzenauer et al., 2002). Nesse contexto, este trabalho teve por objetivo, avaliar a produtividade e características agronômicas de cultivares de milho no município de Dois Vizinhos, Paraná, Brasil, em condições de restrição hídrica.

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi conduzido na área experimental da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, no Campus Dois Vizinhos. A região está situada no Terceiro Planalto Paranaense, com altitude de 520m, latitude de 25º44" Sul e longitude de 53º04" Oeste. O clima é classificado como subtropical úmido mesotérmico (Cfa), segundo a classificação de Köppen (Maack, 1968). O solo pertence à Unidade de mapeamento NITOSSOLO VERMELHO distroférrico úmbrico, com textura argilosa de fase floresta subtropical perenifólia e relevo ondulado (Bhering e Santos, 2008).

A semeadura foi realizada manualmente no dia 08 de outubro de 2008, com uma adubação de base de 250 kg ha^-1 (N-P-K formulação 10-20-20), e, em cobertura, aplicaram-se 100 kg ha^-1 de N, na forma de sulfato de amônio, no dia 07/11/2008. Após a emergência, procedeu-se o desbaste, ajustando a população para 50.000 plantas por hectare. Durante a condução da lavoura, efetuou-se o controle químico de plantas daninhas, com a utilização de produto comercial a base de atrazina na dosagem de 3,0 kg de i.a. ha^-1, no dia 05/11/2008; e para o controle de insetos a pulverização foi realizada, com tiametoxam na dosagem 300 ml de i.a. ha^-1, no dia 16/11/2008.

Os genótipos utilizados foram fornecidos pela Embrapa Milho e Sorgo (Sete Lagoas, MG) e fazem parte dos Ensaios de competição de cultivares de milho do Brasil, sendo avaliados 36 genótipos, pertencentes ao ensaio Sul Super Precoce (Quadro 1). O delineamento experimental utilizado foi em látice com duas repetições e cinco blocos. As parcelas tinham um formato retangular, compostas por duas fileiras de cinco metros de comprimento distanciadas a 90 cm, com um espaçamento entre plantas na fileira de 20 cm.

Os caracteres avaliados no ensaio foram diâmetro da espiga (DIA, cm), número de fileiras por espiga (NF), número de grãos por fileira (NGF), massa de espigas (ME, g), massa total de espigas por parcela (MTE, kg), produção de grãos (MG, t ha^-1); número de plantas por hectare (NPL, ha^-1 x 1000), número de plantas quebradas mais acamadas (NPQA, ha^-1 x 1000), estatura de plantas (EP, m), estatura de inserção da primeira espiga (EE, m), número de espigas (NE, ha^-1 x 1000), comprimento de espigas (CE, cm); massa de cem grãos (MCG, g) e prolificidade (PROL). Os caracteres DIA, NF, NGF, ME, CE, MCG foram obtidos a partir da média de cinco espigas escolhidas aleatoriamente dentre todas as colhidas. Para o cálculo da produção de grãos, a massa de grãos foi ajustada para 13% de umidade.O cultivo do milho foi realizado em condições de sequeiro, sendo o fornecimento de água limitado à ocorrência de precipitações pluviométricas, conforme Figura 1. Os dados de temperatura mínima, máxima, média e precipitação foram coletados na estação meteorológica automática do Inmet localizadas no Campus Dois Vizinhos da UTFPR a 300 metros do local do experimento. Os dados que são disponibilizados a cada hora foram transformados para a média diária e na sequência para a média decendial. Foi realizado balanço hídrico decendial a partir das planilhas fornecidas por Rolim et al., (1998). Estimou-se o fator de depleção diário do período de cultivo segundo Doorenbos e Kassam (1994) da seguinte forma:

onde Ky é o índice de sensibilidade à falta de água da cultura, Eta_i é a evapotranspiração diária da cultura e Etc_i é a evapotranspiração máxima da cultura. Indicando que quanto menor for o Fd_i maior será a queda da produção diária. Os dados obtidos foram analisados estatisticamente por meio do software SAS (SAS, 1999), e as médias foram comparadas pelo teste de DMS-t a 5% de probabilidade de erro (Software Genes, Cruz, 2001).

Figura 1 - Balanço hídrico decendial (período de 10 dias), dos meses de outubro (O), novembro (N), dezembro (D) e janeiro (J), indicando o extrato do balanço hídrico (adaptado de Rolim et al., 1998) com deficiência e excesso de precipitação (a), temperatura média, precipitação e fator de depleção (b) (adaptado de Doorenbos e Kassam, 1994), ocorrentes nas diferentes fases fenológicas da cultura.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Com base nos dados coletados na estação meteorológica gerou-se o balanço hídrico decendial (período de 10 dias) apresentado na Figura 1 (a e b). Observou-se que o ano agrícola 2008/2009 apresentou precipitações pluviais abaixo da média climática, especialmente nos meses de novembro e dezembro, período este que coincide com o crescimento, desenvolvimento e diferenciação dos principais componentes de rendimento da cultura do milho, tornando-o sensível aos efeitos dessas condições e, por isso sujeito a grandes impactos em termos de produção. No que diz respeito ao fator de depleção percebe-se que esse possuiu valor médio de 0,41 (todo o ciclo), com a amplitude variando de 0,01 a 1,00. Porém, nos principais períodos que definem a produtividade da cultura do milho os valores sempre foram muito baixos. Isso justifica os valores baixos de produtividade (evapotranspiração da cultura é grande em relação à evapotranspiração diária). A estiagem prolongada causou redução, tanto na produção de matéria seca de silagem, quanto no rendimento de grãos. A restrição hídrica que ocorreu durante o período vegetativo da cultura ocasionou senescência prematura das folhas levando a redução na fotossíntese e, consequentemente decréscimo na capacidade de produção de fitomassa. Por meio do fator de depleção (Figura 1b) percebe-se o comportamento do estresse causado pela deficiência hídrica. Os valores mais baixos indicam maior estresse, em relação a esse fator, quando comparados com os valores mais próximos a um (menor estresse).

Até aproximadamente duas folhas completamente desenvolvidas as plantas de milho desenvolvem-se com base nas reservas da semente. Verifica-se que a partir do momento em que as reservas da semente estão esgotadas existe o início do período de deficiência hídrica. Além disso, apesar da aplicação da adubação nitrogenada ter sido realizada ao final do dia, para maximizar o aproveitamento do nitrogênio e reduzir as perdas por volatilização, o período em questão possuía uma deficiência hídrica elevada, o que certamente contribuiu para o menor aproveitamento do nutriente pela planta. Segundo Ritchie e Hanway (1992) no período compreendido entre 5 a 7 folhas define-se o potencial de produção de grão. Dessa forma, se nesse período está ocorrendo um elevado estresse hídrico a produtividade de grãos tende a ser afetada, drasticamente, assim como ocorreu. A estiagem, com elevada demanda evaporativa que ocorreu em um intervalo contínuo de aproximadamente seis semanas, ao redor dos 30 dias após a emergência (a partir da terceira folha completamente expandida), provocou intenso déficit hídrico as plantas quando a cultura ainda estava no período vegetativo e se prolongou até o início do enchimento de grãos. De acordo com os dados apresentados na Quadro 2, os genótipos avaliados caracterizaram-se como materiais de baixa estatura, sendo essas características dependentes não só da genética, como também das práticas de manejo e condições climáticas (Gerage, 1991), dentre as quais se destaca a disponibilidade hídrica. Os valores médios de estatura de planta e altura de inserção da espiga variaram de 1,44 a 0,78 m e 0,36 a 0,65 m para os híbridos GNZ 2500 e Al Piratininga, respectivamente. Em trabalho desenvolvido por Farinelli et al. (2003), os valores médios para ambos os componentes fenológicos foram similares aos do presente experimento, sendo inferiores aos obtidos normalmente, em decorrência do efeito das condições do ambiente, sobretudo das baixas precipitações ocorridas durante o desenvolvimento da cultura.

Quadro 2 - Valores médios dos caracteres número de plantas por hectare (NPL, ha^-1 x 1000), número de plantas quebradas mais acamadas (NPQA, ha^-1 x 1000), estatura de plantas (EP, m), estatura de inserção de primeira espiga (EE, m) para os genótipos de milho do ensaio Sul Super Precoce.

Quanto à avaliação dos componentes produtivos, o número de fileiras por espiga oscilou de 14,4 a 10,8, (em média) para os genótipos 2B707 e 1D21956 e o número de grãos por fileira variou de 32 a 15 com valor médio de 24,95, para os híbridos SHS4080 e HPS0219, respectivamente (Quadro 3). Esses caracteres sofreram efeitos mais intensos da estiagem que ocorreu no intervalo de 30 a 70 dias após a emergência da cultura, pois durante esse período foram observados altos valores de deficiência hídrica, variando de 20 a 50 mm. Essa condição provocou intenso déficit hídrico às plantas durante o florescimento (50 a 65 DAE), quando o milho mais necessitava de água, o que refletiu diretamente na formação de grãos. De acordo com Schussler e Westgate (1991) a redução do número de grãos por espiga, em plantas submetidas à restrição hídrica se deve à baixa taxa de suprimento de assimilados aos ovários, provocando abortamento de grãos. O baixo rendimento de grãos também pode ser atribuído à quebra do sincronismo entre emissão dos estigmas e liberação do pólen, justificando a ocorrência de espigas com poucos grãos (Bergamaschi et al., 2004).

Quadro 3 - Valores médios dos caracteres produção de grãos número de espigas (NE, ha^-1 x 1000), comprimento de espigas (CE, cm) diâmetro da espiga (DIA, cm), número de fileiras por espiga (NF), número de grãos por fileira (NGF) para os genótipos de milho do ensaio Sul Super Precoce.

O número de espigas por hectare variou de 48,89 a 15,55 para os genótipos 30F53 e Al Piratininga, respectivamente, sendo que o índice de espiga oscilou de 1,50 com a cultivar CD 308 e 0,54 GNZ 2500, com valor médio de 0,95, o que demonstra baixa prolificidade de alguns genótipos, caracterizando elevada quantidade de plantas sem espigas e cultivares não prolíferas (Quadros 2 e 3). Resultados semelhantes foram evidenciados por Bergamaschi et al. (2004), estudando as relações entre o suprimento de água e a produção de grãos para a cultura do milho, onde uma curta estiagem durante o florescimento masculino e início do enchimento de grãos afetou o número de espigas por planta e o número de grãos por fileira, sendo a redução do número de espigas atribuída ao atraso provocado pelo déficit hídrico na emissão da mesma, o que levou muitas plantas a perderem sua capacidade de emissão de espigas em decorrência da condição em que se encontravam ao final da restrição hídrica (Bergamaschi et al., 2004).

De acordo com as condições climáticas observadas neste experimento, a partir dos 40 DAE, período em que a cultura define o tamanho de espiga, no estádio fenológico que compreende V₁₀ a V₁₇ (dez a dezessete folhas expandidas) o balanço hídrico da cultura apresentou valores de deficiência hídrica que variaram de 20 a 25 mm (Figura 1). Dentre os genótipos avaliados, nesse cenário, o 2B655 apresentou menor comprimento de espiga, quando comparado ao AL - Bandeirante. Considerando a característica diâmetro de espiga, os genótipos 2B655 e CD384 foram os que apresentaram os maiores diâmetros e o genótipo DX510 o menor diâmetro.

O tamanho de grãos foi menos afetado, por depender da condição hídrica posterior, durante o enchimento de grãos, aproximadamente 70 DAE, que ocorreu em condições adequadas de precipitação. O maior peso de cem grãos foi obtido pela cultivar XBX2359 com 57,22 e o menor pela 2B707 com 25,46 g. Contudo, o déficit hídrico causou um forte impacto na produtividade de grãos, que se manteve abaixo de 4,73 T ha^-1, destacando-se o híbrido 30P34 com a maior produção e a variedade Al Piratininga com o menor rendimento (0,66 T ha^-1) (Quadro 4). Em trabalho realizado por Bergamashi et al. (2004), avaliando o rendimento da cultura do milho em dois anos agrícolas distintos, observou que condições adequadas de precipitação, durante o período crítico da cultura, garantiram rendimento próximo de 8.000 kg ha^-1; em contrapartida, uma condição de déficit hídrico durante esse período reduziu a produtividade para menos de 2000 kg ha^-1. Da mesma forma, Farinelli et al. (2003), avaliando o desempenho agronômico de cultivares de milho no período de safra, em condições de precipitação adequada, e safrinha, sob condições de restrição hídrica, observou que o desempenho das cultivares foi altamente influenciado pelas condições ambientais, sendo que as produções variaram de 12,8 t ha^-1 a 1,68 t ha^-1, para o período de safra e safrinha, respectivamente.

CONCLUSÃO

O déficit hídrico interferiu negativamente no rendimento de grãos assim como na variabilidade de resposta dos genótipos avaliados. No entanto mesmo nessas condições, foi possível classificar os materiais quanto à maioria dos caracteres avaliados, sendo ‘30P34’ o mais produtivo com 4,73 T ha^-1.

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AGRADECIMENTOS

A Fundação Araucária e Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pela concessão de bolsas e auxílio a pesquisa. À Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA, Milho e Sorgo) pela disponibilização dos genótipos de milho.

Recepção/Reception: 2011.03.29
Aceitação/Acception: 2012.03.06