universidade do estado de santa catarina

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA – UDESC
CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS – CAV
CURSO DE AGRONOMIA
LUIZA FERNANDA ERDMANN
MELHORAMENTO DE ARROZ IRRIGADO NA ESTAÇÃO EXPERIMENTAL DE
ITAJAÍ - EPAGRI
LAGES, SC
2013
LUIZA FERNANDA ERDMANN
MELHORAMENTO DE ARROZ IRRIGADO NA ESTAÇÃO EXPERIMENTAL DE
ITAJAÍ – EPAGRI, SC
Relatório de Estágio Curricular Obrigatório
apresentado
ao
Centro
de
Ciências
Agroveterinárias da Universidade do Estado
de Santa Catarina, como requisito para
obtenção do título de Engenheiro Agrônomo.
Orientador: Prof. Dr. Leonardo Bianco de
Carvalho.
LAGES, SC
2013
LUIZA FERNANDA ERDMANN
MELHORAMENTO DE ARROZ IRRIGADO NA ESTAÇÃO EXPERIMENTAL DE
ITAJAÍ – EPAGRI, SC
Relatório de Estágio Curricular Obrigatório apresentado ao Centro de Ciências
Agroveterinárias da Universidade do Estado de Santa Catarina como requisito para obtenção
do título de Engenheiro Agrônomo.
Banca Examinadora
Orientador: _________________________________
Prof. Dr. Leonardo Bianco de Carvalho
Universidade do Estado de Santa Catarina (CAV/UDESC)
Membro 1: ___________________________________
Prof. Dr. Luis Sangoi
Universidade do Estado de Santa Catarina (CAV/UDESC)
Membro 2: ___________________________________
Prof. Dr. Clovis Arruda de Souza
Universidade do Estado de Santa Catarina (CAV/UDESC)
Lages, SC, 05/11/2013
Dedico este trabalho com muito amor e
carinho aos meus pais Arno e Débora e minha
irmã Júlia pelo incentivo e pelos valores que
orientam a minha vida.
AGRADECIMENTOS
Primeiramente agradeço aos meus pais, Arno e Débora que sempre priorizaram a
minha educação e formação profissional, pelo amor incondicional, pelos mais valiosos
ensinamentos e me guiarem sempre pelo caminho do bem, com os mais belos exemplos.
A minha irmã Júlia, que é a melhor companhia para todos os momentos, pela
confiança, amizade, carinho e por ter pensado em mim muitas vezes, esquecendo-se de si.
A todos os meus familiares que souberam entender a importância dos meus estudos e
trabalho, que por tantas vezes justificou a minha ausência.
Ao professor Leonardo Bianco de Carvalho, agradeço pelo ensinamento tanto como
professor e como orientador e pela paciência, tenho certeza que esse passo foi fundamental
para firmar o meu conhecimento e dedicação pela Agronomia.
A equipe do Laboratório de Física e Manejo do Solo, pela oportunidade de bolsa e
trabalho durante a graduação, me ajudando a conhecer e a gostar do caminho da pesquisa.
Ao grupo de pesquisa do Projeto Arroz da Epagri de Itajaí, principalmente ao meu
orientador Dr. Rubens Marschalek, ao Tec. Agrícola Samuel B. dos Santos, e aos
companheiros de laboratório Claudio J. Sardo e Gildo J. Sardo, por me acolher muito bem ao
local, me passar os melhores conceitos do melhoramento vegetal e pelos dias de trabalho.
A companheira de apartamento, Aline Mota, sempre me dando conselhos, fazendo
com que eu melhorasse as minhas qualidades e refletisse os meus defeitos.
A família Lageana, minhas amigas, por ter superado as dificuldades da convivência
em grupo e por me aparar em momentos de dificuldade, são exemplos: Sara Machado,
Marluci Pozan, Morgana Pegoraro, Bruna Ziegelmaier, Bruna Córdova e Camila Sabedot.
Ao meu namorado Diego, por me incentivar aos estudos e trabalho, dando apoio para
continuar a sonhar mesmo em momentos difíceis e também pelos momentos felizes.
As minhas colegas de turma Flávia Werner, Flavia Pozenato e Lusiany Kuster, pelos
dias e noites viradas de estudos, compartilhando sempre o conhecimento, me engrandecendo
como pessoa e dividindo as alegrias dos corredores da Universidade.
“A ignorância gera mais frequentemente
confiança do que o conhecimento: são os que
sabem pouco, e não aqueles que sabem muito,
que afirmam de uma forma tão categórica que
este ou aquele problema nunca será resolvido
pela ciência.”
Charles Darwin
IDENTIFICAÇÃO DO ESTÁGIO
Área do estágio:
Instituição:
Melhoramento genético de arroz
Empresa de Pesquisa Agropecuária e
Extensão Rural de Santa Catarina – Epagri
Estação Experimental de Itajaí – EEI
Endereço:
Rodovia Antônio Heil, 6800, Km 6, Bairro
Itaipava, Cep: 88318-112, Itajaí, SC.
Supervisor de estágio:
Eng. Agr. Dr. Rubens Marschalek
Professor orientador:
Eng. Agr. Dr. Leonardo Bianco de Carvalho
Período de estágio:
15/07/2013 a 25/10/2013
Carga horária:
585 horas
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. A)Vista área da Estação Experimenta de Itajaí- EEI da Epagri. B) Vista da
entrada da EEI da Epagri. .............................................................................................. 16.
Figura 2. Diferença entre uma cultivar tradicional e uma cultivar moderna. ............... 19.
Figura 3. Produtividade (t/ha) das cultivarem tradicionais (vermelho), e das cultivares
modernas (verde) de arroz irrigado lançadas pela Epagri e média das cultivares
tradicionais (cinza) e média das cultivares modernas (preto) entre os anos de 1981 a
2007................................................................................................................................20.
Figura 4. Fluxograma do Programa de Melhoramento Genético de Arroz Irrigado da
Epagri..............................................................................................................................21.
Figura 5. Sementes híbridas de arroz, com endosperma exposto. ................................ 25.
Figura 6. Semeadura em caixas pelo método genealógico usado pela Estação
Experimental de Itajaí – EEI da Epagri. ........................................................................ 26.
Figura 7. Transplante manual de mudas F1 no telado. ................................................. 27.
Figura 8.Caixas de semeadura na qual cada linha constitui uma família F2. ............... 27.
Figura 9. Nivelamento do solo. ..................................................................................... 28.
Figura 10. Experimento Preliminar (F5), alguns dias após o transplante.....................29.
Figura 11.Seleção final de progênies para as próximas etapas do melhoramento. ....... 30.
Figura 12. Vistoria diária do desenvolvimento das plantas. ......................................... 36.
Figura 13. Cultivar 4401 na testemunha e nos três tratamentos....................................37.
Figura 14. Plantas das quatro cultivares levadas para a câmara de frio na
microsporogênese. ......................................................................................................... 38.
Figura 15. Plantas das quatro cultivares levadas para a câmara de frio na antese. ....... 39.
Figura 16. Plantas das quatro cultivares levadas para a câmara de frio na
microsporogênese e antese. ............................................................................................ 40.
Figura 17. Equipe do curso de Produção de Arroz Irrigado. ........................................ 42.
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Características das Cultivares EPAGRI..........................................................32
RELAÇÃO DE ABREVIATURAS E SIGLAS
CIAT: Centro Internacional da Agricultura Tropical
EEI/Epagri: Estação Experimental de Itajaí – Empresa de Pesquisa
Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina
Embrapa – CNPAF: Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – Centro
Nacional de Pesquisa de Arroz e Feijão
IAC: Instituto Agronômico de Campinas
IAPAR: Instituto Agronômico do Paraná
IRGA: Instituto Rio Grandense do Arroz
IRRI: International Rice Research Institute
SUMÁRIO
1
INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 12
2
DESCRIÇÃO DO LOCAL DE ESTÁGIO ............................................................. 15
2.1 Histórico ................................................................................................................... 15
2.2 Localização ............................................................................................................... 16
2.3 Caracterização edafoclimática .................................................................................. 16
2.4 Atividades Desenvolvidas ........................................................................................ 17
3 PROGRAMA DE MELHORAMENTO DE ARROZ IRRIGADO NA
EEI/EPAGRI .................................................................................................................. 18
3.1 Fluxograma do programa de melhoramento de arroz irrigado da EEI/Epagri ......... 20
3.2 Obtenção de Variabilidade Genética ........................................................................ 22
3.2.1 Introdução de Linhagens ................................................................................ 22
3.2.2 Mutação .......................................................................................................... 23
3.2.3 Hibridação Controlada ................................................................................... 24
3.3 Seleção de Genótipos Superiores ............................................................................. 26
3.4 Diferenças das cultivares da Epagri.......................................................................... 31
3.5 Conclusão ................................................................................................................. 32
4 TOLERÂNCIA AO FRIO EM GENÓTIPOS DE ARROZ IRRIGADO EXPOSTO
A BAIXAS TEMPERATURAS EM CÂMARA DE FRIO NO ESTÁGIO
REPRODUTIVO ............................................................................................................ 34
4.1 Introdução ................................................................................................................. 34
4.2 Materiais e Métodos ................................................................................................. 35
4.3 Resultados................................................................................................................. 37
4.4 Conclusão ................................................................................................................. 41
5
OUTRAS ATIVIDADES DESENVOLVIDAS NA EEI/Epagri............................ 42
6
CONSIDERAÇÕES FINAIS ..................................................................................41
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................... 45
1 INTRODUÇÃO
Estágio é um processo de aprendizagem indispensável a um profissional que
deseja estar preparado para enfrentar os desafios da carreira profissional. À medida que
o acadêmico tem contato com as tarefas que o estágio lhe proporciona, começa então a
assimilar tudo aquilo que tem aprendido e até mesmo aquilo que ainda vai aprender
teoricamente.
O agrônomo, dentro de sua formação, pode optar por diversas áreas de trabalho,
sejam estas: solos, administração rural, fitotecnia, melhoramento animal e vegetal,
zootecnia, silvicultura ou agroindústria. A Genética Vegetal é uma ciência que permite
manipular a variabilidade genética das populações de forma a subsidiar melhorias na
produção, como também garantir a conservação da diversidade genética.
Desde a descoberta do código genético, o homem é instigado a buscar de forma
interminável respostas para uma série de questões relacionadas ao seu dia-a-dia. A
aplicação da genética em espécies vegetais se tornou mais comum à população durante
a revolução verde, este período foi baseado no princípio da intensificação da produção
agrícola através da especialização de técnicas relacionadas à agricultura moderna
(CROUCH, 1995). O foco principal da Revolução Verde era evitar a crise por falta de
alimentos, devido ao rápido crescimento populacional, e para que isso não acontecesse
era necessário maximizar a produtividade agrícola utilizando inúmeras inovações
tecnológicas (CONWAY et al., 1990).
A transformação genética em plantas é uma ferramenta importante dentro de
programas de melhoramento genético, possibilitando introdução e modificação de
genes, aumentando e diversificando o germoplasma da cultura através da introdução de
características específicas. Assim o produtor poderá obter vantagens como a redução
nos custos com agrotóxico, menores riscos de intoxicações e impacto ambiental
negativo, produtos com mais valor agregado, entre outros. As plantas geneticamente
modificadas têm sido uma ferramenta essencial para estudo de biologia vegetal e para o
desenvolvimento de novas variedades (HERRERA-ESTRELLA et al., 2005).
12
O arroz (Oryza sativa L.) é uma cultura de grande importância socioeconômica,
devido ao fato de ser componente essencial da dieta básica da metade da população
mundial, sendo necessária a constante busca de novas tecnologias que possibilitem
acréscimos de produção e expansão dos setores produtivos (ROTILI et al., 2010). No
Brasil, é um dos alimentos que compõem a cesta básica, constituindo-se em uma das
principais fontes de calorias do brasileiro. Em decorrência disso, desempenha papel
estratégico na solução de questões de segurança alimentar (SOSBAI, 2010).
Dentre as regiões produtoras destaca-se o sul do País, com os estados do Rio
Grande do Sul e Santa Catarina representando cerca de 73% da produção nacional, fato
este considerado um estabilizador para o mercado brasileiro, bem como uma garantia de
suprimento desse cereal à população (INSTITUTO CEPA/SC, 2010; SOSBAI, 2010).
Em Santa Catarina o arroz é produzido em 142 municípios, concentrados próximo ao
Litoral, especialmente nas Regiões do Baixo e Médio Vale do Itajaí, com 92% da área, e
no Alto Vale do Itajaí, com 8% da área. Em geral as propriedades são caracterizadas por
serem pequenas e o número de produtores gira em torno de 8 mil. No entanto, a
atividade orizícola no Estado mostra-se bastante importante, alcançando em 2007 o
valor bruto de R$ 428 milhões da produção do arroz, chegando próximo à 4% do PIB da
agropecuária catarinense (SOSBAI, 2010).
O grande sucesso da orizicultura em Santa Catarina pode ser atribuído ao
razoável nível tecnológico apresentado pelo produtor catarinense, condições
edafoclimáticas favoráveis ao cultivo, além do trabalho realizado pela pesquisa pública
e extensão rural. Dentre os fatores com maior influência no aumento da produtividade
das lavouras de arroz de Santa Catarina está o desenvolvimento de cultivares modernas,
as quais possuem boas características agronômicas, grãos longo-finos de ótima
qualidade, tolerância a doenças e alta produtividade.
O aumento de produtividade é um dos principais desafios do melhoramento
genético do arroz irrigado, pois além de manter as características agronômicas
associadas ao rendimento de grãos devem-se considerar os padrões industriais e
culinários aceitáveis pela atual demanda do consumidor brasileiro. O rendimento de
grão é um caráter complexo, resultante dos efeitos multiplicativos de seus componentes
primários (resistência à doença, praga, toxidez por ferro, rendimento de engenho, teor
13
de amilose, ciclo biológico, porte da planta, acamamento e etc.). Diversos processos
podem ter influência direta ou indireta sobre o referido caráter, tais como o ambiente ao
qual o genótipo está submetido. A avaliação de linhagens em diferentes regiões
edafoclimáticas é de fundamental importância para discriminar constituições genéticas
da cultura do arroz. Em função dos grandes avanços dos programas de melhoramento
genético da cultura de arroz já alcançados, são grandes as dificuldades encontradas para
a obtenção de progresso genético sobre o caráter rendimento de grãos (MAGALHÃES
JR. et al., 2003).
Para a obtenção de tais cultivares, longos anos de estudos foi necessários, um
tanto que requer muita dedicação e competência. Em Santa Catarina este trabalho é
executado pelo Programa de Melhoramento Genético de Arroz Irrigado da Epagri, o
qual já lançou 17 cultivares no Estado desde 1991, alcançando grande aceitação tanto de
agricultores catarinenses, como de outras regiões produtoras desta cultura no Brasil e
outros países.
14
2 DESCRIÇÃO DO LOCAL DE ESTÁGIO
2.1 Histórico
Vinculada ao Governo do Estado, por meio da Secretaria de Estado da
Agricultura e da Pesca, a Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa
Catarina (Epagri) foi fundada em 1991, quando se incorporam numa só instituição a
Empresa Catarinense de Pesquisa Agropecuária S.A. (Empasc), a Associação de Crédito
e Assistência Rural de Santa Catarina (Acaresc), a Associação de Crédito e Assistência
Pesqueira de Santa Catarina (Acarpesc) e o Instituto de Apicultura de Santa Catarina
(Iasc).
A Epagri tem como objetivo promover a preservação, recuperação, conservação
e utilização sustentável dos recursos naturais. Buscar a competitividade da agricultura
catarinense frente a mercados globalizados, adequando os produtos às exigências dos
consumidores. Promover a melhoria da qualidade de vida do meio rural e pesqueiro
catarinense.
As bases da Estação Experimental de Itajaí (EEI) foram lançadas antes mesmo
de ser oficialmente criada a Empasc. Em 16 de maio de 1975, o Agr. José Oscar Kurtz,
representando a Embrapa, nomeou a comissão que se encarregaria de estudar e propor
possíveis áreas (na Região do Vale do Itajaí) para a “instalação de uma Unidade
Executiva de Pesquisa de Âmbito Estadual, destinada ao estudo das culturas de arroz,
cana-de-açúcar, mandioca, forrageiras e fruticultura de clima tropical”.
Em 1991, após a incorporação da Emater/Acaresc-Empasc-Acarpesc, a EEI
manteve suas funções de pesquisa e geração de tecnologia na nova instituição (Epagri),
porém suas dependências passaram também a abrigar técnicos e pessoais
administrativos ligados à extensão rural.
Atualmente a EEI conta com um corpo técnico composto por 35 pesquisadores,
46 funcionários de apoio operacional e 12 funcionários de apoio técnico. As atividades
de pesquisa da EEI têm gerado centenas de publicações técnicas e científicas, sendo
reconhecida nacional e internacionalmente a excelência desta unidade da Epagri. As
15
atividades da EEI não se limitam às circunvizinhanças do Vale do Itajaí, mas estendemse principalmente desde o sul do Estado, até o litoral Norte e Alto Vale do Itajaí.
Figura 1. A) Vista área da Estação Experimenta de Itajaí- EEI da Epagri. B)
Vista da entrada da EEI da Epagri.
A
B
FONTE: http://www.epagri.sc.gov.br (2013).
2.2 Localização
Itajaí é um município do Estado de Santa Catarina, localizado no litoral centronorte catarinense e faz parte do Vale Europeu, na foz do Rio Itajaí-açu. Segundo o
censo realizado pelo IBGE, sua população em 2010 era de 183 388 habitantes.
A E.E.Itajaí tem uma área de 121,57 ha, as margens da Rodovia Antônio Heil
km 6 (Latitude 26° 57‘’ 57’ Sul, Longitude 48° 48‘’ 1’ Oeste, altitude 2m).
2.3 Caracterização edafoclimática
A Epagri situa-se praticamente ao nível do mar. O clima na região de Itajaí é
mesotérmico úmido, com temperaturas médias variando entre 18°C e 30°C. As massas
de ar de maior influência são a polar atlântica (mPa) e a massa tropical atlântica (mTa).
A zona plana do Baixo Vale Itajaí é uma das regiões mais ricas do país, pois o
seu solo, junto com outras regiões de Santa Catarina, possui a terceira maior reserva de
16
argila cerâmica do Brasil, a segunda maior de fosfatados naturais e de quartzo e a
primeira em carvão mineral.
2.4 Atividades Desenvolvidas
As atividades referentes ao cumprimento do Estágio Obrigatório de Conclusão
do Curso de Agronomia foram realizadas na Epagri, mas precisamente na EEI. O
trabalho desenvolvido teve como foco principal atuação na área de melhoramento
genético da cultura do arroz irrigado, o qual contou com a supervisão técnica do
Engenheiro Agrônomo Dr. Rubens Marschalek.
O trabalho a campo, como manejo do solo, adubação, semeadura, transplante e
aplicação de agrotóxicos, foram realizadas nos quadros pertencentes a EEI. Nos quadros
são implantados experimentos com arroz irrigado na área de melhoramento. E também
são produzidas sementes básicas das cultivares de arroz irrigado da Epagri. Assim, tevese um conceito geral do manejo inicial do arroz irrigado no método genealógico
(método utilizado pelos melhoristas da EEI).
Dentro do Laboratório de Melhoramento Genético de Arroz Irrigado
(LAMGEM) da EEI, foram realizadas atividades relacionadas ao melhoramento, como
exemplo: escolha de linhagens e progênies superiores, teste de engenho, teste de
esterilidade e teste de panela. Além do conhecimento de aspectos gerais sobre o
Programa de Melhoramento Genético desenvolvido por esta instituição, também
fizeram parte do estágio palestras e cursos.
Também foi desenvolvido um projeto com resistência do arroz ao frio, onde as
plantas na fase vegetativa ficavam em temperaturas adequadas na casa de vegetação, e
na fase reprodutiva em temperaturas baixas na casa de frio e no desenvolvimento do
grão voltava à casa de vegetação.
17
3 PROGRAMA DE MELHORAMENTO DE ARROZ IRRIGADO NA
EEI/EPAGRI
No Brasil, os programas oficiais de melhoramento genético da cultura do arroz
iniciaram-se somente em 1937, no Instituto Agronômico de Campinas (IAC), em São
Paulo e, em 1938, no Instituto Rio Grandense do Arroz (IRGA), no Rio Grande do Sul
(SOARES et al., 2004). O IAC sempre priorizou em suas atividades o arroz de sequeiro,
hoje denominado arroz de terras altas, enquanto o IRGA dedicou-se com exclusividade
ao arroz irrigado por inundação contínua em várzeas (SOARES et al., 2004).
Especificamente para Santa Catarina, o qual se destaca como vice-líder em
produtividade no país, é atribuído os bons resultados com a cultura do arroz ao trabalho
de melhoramento genético executado pela Epagri na EEI. Existente desde 1976 o
Programa de Melhoramento Genético da EEI tem por objetivo a geração de cultivares
de arroz mais produtivas e de ótima qualidade, resistentes às doenças, principalmente à
brusone, com alto rendimento industrial de grãos inteiros (VIEIRA, 2007).
Até o final da década de 70, o cultivo de arroz irrigado em Santa Catarina não se
mostrava uma atividade economicamente viável, apesar das boas condições climáticas
do Estado para o estabelecimento desta cultura e pela adoção do sistema de plantio prégerminado (EPAGRI, 2013). Este evento está ligado com o uso de cultivares
tradicionais, as mais utilizadas na época podem-se destacar: Agulhão Precoce, Batatais,
Fortuna, Empasc 100, IAC 47, IAC 120, IAC 435 e IAC 1246. Estas se distinguiam
pela obtenção de baixas produtividades (em média 3,5 t/ha), além de possuírem
características agronômicas indesejáveis, como: ciclo precoce, panículas longas, grãos
espessos, pouco perfilhamento e principalmente porte elevado, o que em muitos casos
acamavam, causando enormes prejuízos na lavoura. A fim de que este conjunto nada
favorável na agricultura do estado fosse alterado, o desenvolvimento de novas
tecnologias que pudessem ser mostradas ao agricultor através da pesquisa pública, junto
com a extensão rural, era bastante desejado.
Assim, o Programa de Melhoramento Genético de Arroz Irrigado em Santa
Catarina teve seu início, atuando não somente no campo genético, mas também em
18
estudos relacionados ao manejo da cultura, controle de plantas daninhas, adubação,
entre outros.
Dentro do Estado a utilização de cultivares desenvolvidas por este programa de
melhoramento abrange cerca de 95% da área de arroz irrigado. Além disso, há também
a dispersão para outras áreas orizícolas no Brasil, bem como para outros países
produtores, como Bolívia, Argentina, Paraguai e Venezuela (MARSCHALEK et al.,
2008).
Como meta principal o programa objetiva o desenvolvimento de cultivares com
tipo de planta “moderno”, grãos longo e finos de boa qualidade, tolerantes às doenças
(especialmente à brusone), alta produtividade, boas características agronômicas (boa
arquitetura da parte aérea, folha bandeira longa e ereta, bom vigor inicial, etc.) e
adaptadas ao sistema pré-germinado (MARSCHALEK et al., 2008). Também, visa-se
diminuir o custo de produção do arroz para, consequentemente, aumentar a
rentabilidade e a qualidade de vida do produtor rural do Estado. Todo esse importante
trabalho foi determinante para que Santa Catarina alcançasse a segunda maior
produtividade do Brasil. Abaixo, a figura 2 apresenta algumas das diferenças
fenológicas de uma cultivar tradicional (1975) para uma moderna (Epagri 107).
Figura 2. Lavoura de arroz irrigado com cultivar tradicional (mais alta e folhas
decumbentes) e uma cultivar moderna (mais baixa e folhas eretas).
FONTE: http://www.epagri.sc.gov.br
19
As cultivares modernas da Epagri alcançaram produtividades em torno de 7,5
t/ha. Para aquelas lançadas ultimamente, a produtividade pode atingir mais de 8 t/ha.
Isso representa aumento de produtividade de 99,7% em relação às cultivares tradicionais
utilizadas antigamente. Na Figura 3 pode-se observar mais claramente essa alteração.
Figura 3. Produtividade (t/ha) das cultivarem tradicionais (vermelho), e das cultivares
modernas (verde) de arroz irrigado lançadas pela Epagri e média das cultivares
tradicionais (cinza) e média das cultivares modernas (preto) entre os anos de 1981 a
2007.
FONTE: Programa de Melhoramento Genético de Arroz Irrigado – EEI/Epagri, 2008.
3.1 Fluxograma do programa de melhoramento de arroz irrigado da
EEI/Epagri
O fluxograma a seguir (Figura 4) apresenta todas as etapas existentes no projeto
de desenvolvimento de uma cultivar melhorada de arroz irrigado da EEI/Epagri. Com
este “mapa de trabalho” é possível observar toda a organização do projeto em questão.
Do mesmo modo que é importante desenvolver uma tecnologia, é ter visivelmente
20
organizado os passos a serem seguidos até o alcance da obra final. E se falando do
melhoramento genético esta organização deve ser ainda mais criteriosa, já que a
caminhada é grande. Isso evita perda, tanto de tempo quanto de matéria-prima, ao longo
do processo, bem como aumenta as chances de sucesso do empreendimento.
Figura 4. Organograma do Programa de Melhoramento Genético de Arroz Irrigado da
Epagri.
FONTE: Programa de Melhoramento Genético de Arroz Irrigado – EEI/Epagri,
(2008).
Desenvolver novas cultivares é necessário, mesmo que exista material que, no
momento, esteja atendendo satisfatoriamente às exigências de determinada região, pois
os caracteres não são imutáveis, principalmente em relação às reações às doenças, o que
21
leva um material resistente a se tornar suscetível ao longo dos anos (PEDROSO, 1982).
As novas cultivares de arroz irrigado são obtidas através de processos e técnicas de
melhoramento que possibilitam aos melhoristas selecionarem os melhores indivíduos
através do fenótipo e, mais recentemente, diretamente através do genótipo. Para tanto,
são necessárias duas etapas básicas: a) obtenção de variabilidade genética; b) seleção
dos genótipos superiores (EMBRAPA/CNPAF, 2003).
3.2 Obtenção de Variabilidade Genética
Variabilidade genética é a essência dos processos evolutivos e dos programas de
melhoramento de plantas. Transformações morfológicas e fisiológicas ocorrem nas
espécies, aumentando-lhes a capacidade de competir e adaptar-se às constantes
mudanças nas condições ambientais. O papel do melhoramento é organizar essa
variabilidade em benefício do homem (GUIMARÃES, 1999).
A variabilidade genética é fundamental ao contínuo incremento de produtividade
e qualidade de grãos de arroz. Atualmente é notório o estreitamento da base genética do
arroz, o que é motivo de grande preocupação para os melhoristas, pois este limita os
ganhos genéticos por seleção (RANGEL et al., 1996). De acordo com Vieira et al
(2007), na EEI/Epagri a variabilidade genética necessária para obtenção das cultivares é
obtida por meio da hibridação controlada, mutação induzida e da introdução de
linhagens.
3.2.1 Introdução de Linhagens
Como mencionado anteriormente na Figura 4, no início do programa de
melhoramento, um dos métodos utilizado pode ser o de introdução de linhagens e
cultivares oriundas de outras instituições. A introdução de genótipos procedentes de
outras regiões pode contribuir para ampliar a variabilidade genética disponível em
caracteres quantitativos na espécie, pode fornecer caracteres qualitativos inexistentes no
conjunto gênico com que se está trabalhando, ou pode até resultar em uma cultivar para
uso direto pelos agricultores, embora isso não tenha ocorrido muitas vezes (CASTRO et
al., 1999). Entretanto, à medida que os mesmos materiais genéticos são utilizados em
22
cruzamentos e venham gerar novas cultivares, a base genética vai ficando mais estreita
pela diminuição do número de genitores. Este fato remete a um estado de
vulnerabilidade dos materiais quando levados ao campo, principalmente pelo aumento
da pressão de seleção de doenças e pragas. Este problema, em Santa Catarina, também
se manifesta bastante presente, tornando-se uma preocupação constante dos
pesquisadores do programa de melhoramento da Epagri, para que a base genética dos
materiais trabalhados seja ampliada. Assim, a introdução de linhagens é incluída como
um método usado, todavia em menor escala.
As introduções de germoplasma no programa de melhoramento de arroz irrigado
da EEI/Epagri são geralmente oriundas de várias instituições, como: International Rice
ResearchInstitute–IRRI, Filipinas, Centro Internacional de Agricultura Tropical–Ciat,
Colômbia, Instituto Agronômico de Campinas–IAC, Fundo Latino-Americano para
Arroz Irrigado–Flar, Instituto Rio-grandense de Arroz–Irga. Durante o estágio
recebemos materiais da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária/Centro Nacional
de Pesquisa em Arroz e Feijão–Embrapa/CNPAF. As linhagens são submetidas às
avaliações em ensaios denominados valor de cultivo e uso (VCU), em etapas avançadas
de seleção na Epagri/EEI e podem ser utilizadas diretamente como novas cultivares ou
apenas servir como fonte de variabilidade genética (VIEIRA et al., 2007). Como
exemplo, disso, pode-se citar a cultivar SCS BRS Tio Taka lançada em 2002, fruto de
uma parceria com a Embrapa, sendo a primeira cultivar brasileira originada de seleção
recorrente (método de seleção diferente da Epagri).
3.2.2 Mutação
Outro método de melhoramento empregado na Epagri é a mutação induzida. O
procedimento cria oportunidades de selecionar plantas com novas e melhores
características. Na natureza a mutação ocorre espontaneamente, sendo considerada a
única fonte de criação de variabilidade genética e o principal mecanismo de evolução
das espécies. Artificialmente a mutação também pode ser realizada, através de agentes
mutagênicos físicos e químicos. Em arroz muitos trabalhos já foram realizados com
mutação induzida (MALUSZYNSKI et al., 1986; ISHIY, 1991).
23
Em arroz, especificamente, a maioria das referências cita os raios X e os raios
gama como agentes mutagênicos.
Basicamente o processo de mutação induzida começa com o envio de 300
gramas de sementes de arroz para que sejam irradiadas com raios gama no CENA/USP.
As sementes de arroz são submetidas a diferentes cargas de radiação, e após estarem
semeadas em condições de campo, iniciam-se os trabalhos de seleção, procurando-se
identificar plantas com as características desejadas (PEDROSO, 1982). Quanto às
características que podem ser alteradas por esta técnica, autores como Rutger (1992)
afirmam que as principais características modificadas sejam estatura, ciclo e qualidade
de grão.
Foram realizados, tanto a campo, quanto na casa de vegetação, transplante de
famílias mutagênicas, e neste processo pode-se perceber a presença de plântulas
brancas. Isto ocorre devido ao efeito deletério da mutação.
O arroz Andosan 114 é o primeiro material brasileiro descendente de mutação
induzida. Este é resultado de semente genética da cultivar IR 841 que foram irradiadas e
cultivadas durante o processo de seleção e melhoramento das sementes na EEI/Epagri.
3.2.3 Hibridação Controlada
Hibridação é o cruzamento fecundo entre indivíduos, e tem por objetivo a
recombinação alélica podendo-se transferir características desejáveis de um ou mais
genótipos para outro (YOKOYAMA E ISHIY, 2002). Nos trabalhos de obtenção de
novas cultivares, o processo de hibridação controlada é o que tem dado os melhores
resultados. É o método mais demorado, mas o mais seguro e eficiente. A maioria das
cultivares comerciais de arroz no mundo, responsáveis pela alta produção desse cereal,
foram obtidas através de hibridação controlada, executada artificialmente com a
intervenção do homem (PEDROSO, 1982).
No Programa de Melhoramento Genético de Arroz da Epagri a hibridação
controlada é o principal método para a variabilidade genética. A partir destes que será
gerado a população F1, que no futuro, poderão estabelecer uma nova cultivar a ser
lançada no mercado. A decisão de realizar hibridações artificiais está diretamente ligada
24
aos objetivos propostos pelo programa de melhoramento. Cruzamentos são necessários
quando as características desejáveis não se encontram presentes no germoplasma
disponível para o programa ou, caso estejam presentes, não se encontram combinadas
da maneira desejada no mesmo material (GUIMARÃES, 1999).
A realização da hibridação controlada tem seu início no mês de janeiro ou
fevereiro. O arroz é uma planta com flores perfeitas (hermafrodita), sendo autógama
quanto ao modo de reprodução (autopoliniza-se) (ZANINI NETO, 2002), desta forma
Vieira et al. (2007) afirma que a hibridação controlada é realizada em duas etapas:
emasculação e polinização (Figura 5).
Figura 5. Sementes híbridas de arroz, com endosperma exposto.
FONTE: http://www.epagri.sc.gov.br (2013).
Para que o procedimento seja efetuado, primeiramente os genitores são
escolhidos no banco de germoplasma, de acordo com os caracteres de interesse.
Definido os genitores, realiza-se as etapas de emasculação e polinização.
Atualmente, a principal vertente de variabilidade genética, é a hibridação
controlada, que gera os recombinantes almejados (Vieira et al., 2007), através de
aproximadamente 150 diferentes cruzamentos e retrocruzamentos feitos anualmente.
25
Caso haja apenas uma única semente, o cruzamento já pode ser considerado um
sucesso. Após a quantia das sementes híbridas, estas são armazenadas em câmara fria,
sob temperatura de 10ºC e 25% de UR.
3.3 Seleção de Genótipos Superiores
Na hibridação controlada, assim como na mutação induzida, é necessário
oneroso trabalho de seleção de progênies (plantas individuais) durante três anos
(gerações F2, F3 e F4) (VIEIRA et al., 2007). As sementes oriundas da hibridação
controlada ou mutação são utilizadas para dar origem a geração F1 ou M1, as quais pelo
método genealógico foram plantadas no fim de setembro em caixas de madeira,
contendo solo peneirado de textura arenosa e de baixa fertilidade. Em cada caixa são
semeados oito genótipos em linhas (Figura 6). Quando as plântulas atingiram duas a três
folhas, as mesmas são transplantadas manualmente para um telado, onde para cada
genótipo foi destinado de 2 a 3 linhas (Figura 7). Os genitores também são
transplantados neste local.
Figura 6. Semeadura em caixas pelo método genealógico usado pela Estação
Experimental de Itajaí – EEI da Epagri.
FONTE: Foto de Samuel Batista (2013).
26
Figura 7. Transplante manual de mudas F1 no telado.
FONTE: Foto de Teresa Tomaselli (2013).
As plantas F1 ou M1 já produzem sementes F2/M2, as quais constituem a
primeira geração segregante. Nas gerações F2 a F4, todas as plantas selecionadas e
colhidas são analisadas, anualmente, no inverno (agosto a outubro), quando são
verificadas cautelosamente as características de cada uma das milhares de progênies.
No estágio, foi acompanhado a seleção, que considera a produtividade, rendimento de
engenho, além de detalhada análise quanto ao tipo de grão (relação comprimentolargura, visando o longo-fino), presença ou não de centro branco (gesso), aristas,
coloração da lema e da pálea e etc.
Figura 8. Caixas de semeadura na qual cada linha constitui uma família F2.
FONTE: Foto da própria autora (2013).
27
Entre F2 a F5, as plantas foram semeadas em caixas também e transplantadas, no
entanto este número aumenta para 4 ou 5 linhas. Nestas fases o transplante é feito a
campo, e não mais em telado. Então, antes da semeadura, ocorreu o preparo do solo
com a enxada rotativa e com a prancha niveladora, igualmente feita nas propriedades de
arroz, neste processo o nível de água é alto (5 a 10 cm). E antes do transplante, o quadro
fica somente encharcado para as pequenas mudas crescerem com vigor.
Em F5, as plantas selecionadas, são encaminhadas para um experimento
denominado “Preliminar”. Nesta fase os genótipos já estão mais homogêneos, por isso
são avaliados quanto a sua capacidade produtiva.
Figura 9. Nivelamento do solo.
FONTE: Produção da própria autora (2013).
28
Figura 10. Terreno com Experimento Preliminar (F5), alguns dias após o
transplante.
FONTE: Produção da própria autora (2013).
De 30 a 50 linhagens F6 formam anualmente o experimento “avançado”, em
parcelas que foram semeadas a lanço, simulando uma condição normal de lavoura no
sistema pré-germinado. Da fase F6 em diante as linhagens mais promissoras também
começam a ser multiplicadas como semente genética. Esta multiplicação é feita tendo
sempre um funcionário de campo realizando rigorosamente a prática do roguing a fim
de garantir a qualidade do material gerado.
Nos estágios finais, normalmente não antes da geração F7, as linhagens
promissoras (aproximadamente 20) são testadas em cinco diferentes locais (ensaios
regionais), representativos das três principais regiões produtoras de Santa Catarina,
diretamente nas propriedades dos orizicultores, durante três anos. Atualmente os ensaios
regionais ocorrem na EEI/Epagri e nos municípios de Massaranduba, Pouso Redondo,
Tubarão e Turvo.
É importante ressalvar que todas as plantas selecionadas em campo no decorrer
destes experimentos são encaminhadas para o laboratório de Melhoramento Genético de
Arroz Irrigado (LAMGEM) localizado na EEI/Epagri. Durante o estágio foram
realizadas avaliações e seleções dos materiais neste Laboratório, que ocorre no inverno,
através das anotações feitas no campo durante o verão pela equipe do Programa de
Melhoramento, como:
data de semeadura, florescimento
e colheita, vigor,
perfilhamento, arquitetura, altura, comprimento e largura da folha bandeira, segregação,
29
brusone, toxidez por ferro. Na avaliação também se fez análise visual dos grãos. Através
destes processos, os materiais selecionados irão constituir as gerações do ano seguinte.
Figura 11. Técnicos organizando a seleção final de progênies para as próximas
etapas do melhoramento.
FONTE: http://www.epagri.sc.gov.br (2013).
Em geral, caso as linhagens sejam aprovadas em todos os requisitos desejados,
no estágio de F10 inicia-se a produção de sementes certificadas pela Associação
Catarinense de Produtores de Sementes de Arroz Irrigado – Acapsa. Essa produção é
realizada para que na safra, após o lançamento, haja disponíveis para os agricultores
sementes certificadas para cultivo. O lançamento ocorre geralmente no 12º ano após o
início do processo marcado pela hibridação.
Na ocasião do lançamento, uma apresentação da cultivar é feita na EEI/Epagri
por meio de palestras e visitação a campo. Agricultores, técnicos, engenheiros
agrônomos e empresas relacionadas à área são convidados e recebem todas as
informações necessárias para que o cultivo desta nova cultivar seja iniciado. Como
exemplo, no ano de 2012, a 17ª cultivar de arroz irrigado SCS 117 CL foi lançada pela
Epagri. Esta cultivar caracterizada pela resistência ao herbicida Only (Imazetapir +
Imazapic) através do Sistema Clearfield. Clearfield é um Sistema de Produção eficiente
30
no manejo das principais plantas daninhas que ocorrem na lavoura de arroz,
especialmente o arroz vermelho. No campo sua presença provoca menor
aproveitamento da adubação nitrogenada, a redução do rendimento (kg/ha), a elevação
do custo de produção, menor rendimento de engenho, depreciação do produto colhido e
conseqüente desvalorização da terra.
3.4 Diferenças das cultivares da Epagri
A obtenção de cultivares de arroz irrigado com elevado potencial produtivo, alto
rendimento de grãos e ótima qualidade culinária é o principal objetivo do melhoramento
genético de arroz no Estado de Santa Catarina. Desde o início até o fim do estágio, as
ultimas cultivares da Epagri estiveram presentes nos experimentos de melhoramento
como testemunha, e experimentos em outras áreas que também foi acompanhado.
A cultivar SCS 114 Andosan é o primeiro material originário de mutação
induzida, que apresenta alto potencial produtivo (média de 10 mil kg/ha), porte baixo,
resistência ao acamamento, alta capacidade de perfilhamento, ampla estabilidade de
produção, resistência média à brusone, alto rendimento industrial e boas qualidades
culinárias e ciclo longo, com bom desempenho de rebrote em regiões com potencial
climático para o cultivo da soca. Os grãos são de excelente qualidade industrial, tanto
para o branco como para o parbolizado.
Dentre as características, a cultivar SCS 115 CL destaca-se por apresentar
resistência ao herbicida Only, bom potencial produtivo, adaptação ao sistema prégerminado, estabilidade de produção, alto rendimento industrial e excelente qualidades
culinárias. É recomendada para cultivo nas áreas com infestação de arroz vermelho com
o uso do Sistema Clearfield de Produção de Arroz.
A cultivar SCS 116 Satoru é de ciclo longo, alto potencial produtivo, resistência
ao acamamento, alta capacidade de perfilhamento e grãos de excelente qualidade com
alto rendimento industrial. Em sua fase final de avaliação, apresentou suscetibilidade à
brusone.
A cultivar SCS 117 CL apresenta tolerância ao herbicida Only, elevado
potencial de produtividade, tolerância ao acamamento, adaptação ao sistema pré31
germinado, estabilidade de produção, alto rendimento industrial e excelente qualidade
culinária, principalmente ao processo de parboilização. Entretanto, seu ponto fraco está
na suscetibilidade à mancha parda. É recomendada para cultivo e uso no Sistema de
Produção Clearfield em todas regiões de Santa Catarina.
Também originária de mutação induzida, a cultivas SCS 118 Marques, destacase por possuir alto potencial produtivo, alta capacidade de perfilhamento, resistência ao
acamamento e resistência média a brusone.
Na Tabela 1 abaixo seguem mais características agronômicas das atuais
cultivares comerciais de arroz lançadas pela Epagri.
Tabela 1. Características das Cultivares de arroz da EPAGRI.
CULTIVAR
EPAGRI
EPAGRI
108
109
SCS 112
SCS BRS
SCS 114
SCS 115
TIO TAKA ANDOSAN CL
SCS 116
SCS 117
Satoru
CL
Ciclo
Tardio
Tardio
Tardio
Tardio
Tardio
Médio
Tardio
Tardio
Perfilhamento
Bom
Bom
Bom
Bom
Bom
Bom
Excelente
Bom
Toxidade de
Resistente
Resistente
Média
Média
Resistente
Resistente
Média
Resistente
Suscetível
Suscetível
ferro
Resistente
Resistência à
Média
Média
Média
Média
Média
Médio
Média
Médio
Brusone
Suscetível
Resistente
Resistente
Resistente
Resistente
Resistente
Suscetível
Resistente
Produtividade
9,0
10,0
10,0
10,2
10,5
8,0
9,4
9,0
Longo
Longo
Longo
Longo
Fino
Fino
Fino
Fino
Ótimo
Bom
Bom
Bom
(t/ha)
Classe
Rendimento
Longo fino Longo fino Longo fino Longo fino
Ótimo
Bom
Ótimo
Bom
Engenho
FONTE: Produção da própria autora (2013).
32
3.5 Conclusão
Todo trabalho de melhoramento precisa ser feito com cuidado, pois cada erro ou
falta de cautela pode penalizar o resultado final. É um processo grande e longo, assim,
qualquer passo certeiro dado, uma nova cultivar pode ser lançada.
A pesquisa da Epagri consegue atender, junto com a Extensão, as maiores
dificuldades encontradas pelo produtor de Santa Catarina. Hoje é visto que o
melhoramento do arroz irrigado, das cultivares tradicionais para as modernas, arremeta
para o estado o aumento de produtividade, menos custo de produção, melhoria na vida
do agricultor e menores impactos ambientais ao meio.
33
4 TOLERÂNCIA AO FRIO EM GENÓTIPOS DE ARROZ IRRIGADO
EXPOSTOS A BAIXAS TEMPERATURAS EM CÂMARA DE FRIO NO
ESTÁGIO REPRODUTIVO
4.1 Introdução
O arroz é um dos cereais de maior importância social e econômica no mundo,
sendo que seu consumo médio gira em torno de 56 kg/habitante/ano (FAO, 2011). O
Brasil é um grande produtor mundial sendo que a produção estimada para a Safra
2012/13 gira em torno de 11,9 milhões de toneladas. O Rio Grande do Sul cultiva 1.066
mil hectares de arroz irrigado, o que representa 52% da área nacional e 66,9% da
produção brasileira, seguido por Santa Catarina com 150,1 mil hectares e um milhão de
toneladas de arroz (CONAB, 2013). No sul do Brasil os Estados do Rio Grande do Sul e
Santa Catarina são responsáveis por mais de metade da produção nacional do cereal. No
Rio Grande do Sul, a produtividade sofre acentuada variação nas diferentes regiões
orizícolas. De acordo com Steinmetz et al. (2005), esta variação pode ser atribuída a
sensibilidade das cultivares a baixas temperaturas, durante as fases críticas de
desenvolvimento da planta.
Oryza sativa é de origem tropical, mas também é cultivada em regiões
subtropicais e temperadas, nas quais podem ocorrer temperaturas abaixo das ótimas para
o desenvolvimento da cultura em um ou mais estádios, causando prejuízos na
produtividade de grãos. A temperatura ótima para o desenvolvimento do arroz situa-se
entre 20 e 35°C, sendo esta faixa a ideal para a germinação; de 30 a 33°C é ideal para a
floração e de 20 a 25°C ideal para a maturação (EMBRAPA, 2005). A ocorrência de
temperaturas baixas durante a implantação da cultura pode provocar danos no
estabelecimento e estande inicial, e ocorrendo mais tardiamente, pode provocar perdas
na produtividade devido à esterilidade das espiguetas.
Os entrenós começam a alongar-se rapidamente a partir da diferenciação do
primórdio da panícula e a planta começa a crescer rapidamente (EBERHARDT et al.,
2012). As divisões celulares na microgametogênese (emborrachamento R2) são o ponto
mais sensível ao frio. Segundo a Sosbai (2012) a temperatura limite tolerada pelo arroz
34
na fase reprodutiva gira em torno dos 17°C. Outro momento crítico indicado na
literatura é a antese (R4). Apesar da importância do caráter, o melhoramento para baixas
temperaturas em arroz apresenta várias dificuldades, dentre os quais podemos destacar
i) a dificuldade de cruzamento entre as subespécies indica e japonica, uma vez que esta
última é reportada na literatura como sendo mais tolerante a baixas temperaturas; ii)
metodologias empregadas na seleção; iii) diferentes genes e mecanismos fisiológicos
estão envolvidos havendo falta de correlação entre a tolerância nos diferentes estádios
(DATTA e SIDDIQ, 1983).
De acordo com Cruz et al. (2006) a tolerância do arroz a baixas temperaturas no
período reprodutivo pode ser avaliada por meio da esterilidade das espiguetas. A
obtenção de variedades de arroz tolerantes é importante, possibilitando a recomendação
de cultivares adaptadas a regiões de altitude elevada, onde a ocorrência de temperaturas
baixas é frequente, especialmente na fase reprodutiva.
O objetivo do presente trabalho foi avaliar a tolerância a baixas temperaturas no
estágio reprodutivo em linhagens promissoras de arroz da Epagri/Estação Experimental
de Itajaí.
4.2 Materiais e Métodos
O experimento foi realizado na Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão
Rural de Santa Catarina - Epagri/Estação Experimental de Itajaí – EEI, sendo conduzido
no inverno de 2013 em ambiente controlado (casa de vegetação e câmara de
crescimento).
Utilizou-se delineamento fatorial 4 x 4, no qual estudou-se o desempenho de
diferentes genótipos de arroz (Fator A – 4 níveis) frente a baixas temperaturas em
diferentes estádios de desenvolvimento (Fator B – 4 níveis).
As linhagens avaliadas foram a SC 491, a SC 681, 4401, e a cultivar testemunha
suscetível SCS116 Satoru. As linhagens foram selecionadas com base no histórico de
safras anteriores onde estas tiveram comportamento promissor quando cultivadas em
condições de temperaturas baixas (dados não publicados).
35
Para o presente trabalho, sementes dos genótipos selecionados foram semeadas
em baldes de 5 litros pelo sistema pré-germinado. Foram realizadas adubações de
acordo com Recomendações Técnicas da Pesquisa para o Sul do Brasil (SOSBAI,
2012), bem como controle preventivo de doenças utilizando fungicidas.
Acompanhou-se diariamente o desenvolvimento das plantas de acordo com a
escala de desenvolvimento reprodutivo com identificadores morfológicos apresentada
por Counce et al. (2000). Foram marcados os cinco perfilhos mais desenvolvidos e mais
velhos a fim de identificar o momento em que elas seriam submetidas a baixas
temperaturas com menor diferença no estágio de desenvolvimento de todos os perfilhos
da planta.
Figura 12. Vistoria diária do desenvolvimento das plantas de arroz.
FONTE: Foto de Rubens Marschaleck (2013).
A temperatura utilizada para as avaliações da reação dos genótipos ao frio foi de
13ºC durante cinco dias, aplicada em diferentes estádios de desenvolvimento. Para cada
genótipo foram adotados os seguintes tratamentos: i) plantas mantidas permanentemente
na casa de vegetação com temperaturas favoráveis para o desenvolvimento (25-28 °C),
para servirem como controle; ii) plantas cultivadas em casa de vegetação com
temperaturas favoráveis para o desenvolvimento (25-28 °C) e levadas para câmara de
crescimento com temperatura constante de 13ºC com fotoperíodo de 13 horas luz/11
36
horas escuro no estádio de microsporogênese; iii) plantas cultivadas a 25-28 °C e
levadas à câmara a 13 ºC por cinco dias no estádio de antese; e iv) plantas cultivadas a
25-28 °C, levadas à câmara fria a 13 ºC por cinco dias na microsporogênese e por mais
cinco na antese. Após o período de exposição ao frio, às plantas foram colocadas
novamente em casa de vegetação sob temperaturas de 25-28 °C.
4.3 Resultados
Ainda não houve a colheita, pois as plantas no fim do estágio obtiveram 150
dias, e estavam no estágio de enchimento de grãos. Assim, não se pode fazer o teste de
esterilidade das espiguetas e uma análise estatística sobre este. Para uma avaliação
visual foram tiradas fotos, uma foto da linhagem 4401 nos diferentes tratamentos e
testemunha (Figura 13), e fotos das diferentes linhagens nos mesmos tratamentos
(Figura 14, 15 e 16).
Figura 13. Linhagem 4401 na testemunha e nos três tratamentos de frio.
FONTE: Produção da própria autora (2013).
37
Podemos observar que a testemunha está com estatura maior, a coloração mais
verde, menos folhas senescentes e com o estágio fenológico mais desenvolvido. Isso
ocorre, pois o frio pode provocar atraso no desenvolvimento, redução na estatura e
amarelecimento das folhas das plantas que foram para a câmara de frio. No período
reprodutivo, os sintomas de dano pelo frio são má exerção da panícula, esterilidade e
manchas nas espiguetas (SOUZA, 1990). De todos os estádios apontados acima, a
microsporogênese e o florescimento são os mais sensíveis à ocorrência de frio, porém é
no primeiro que ocorre a maior porcentagem de esterilidade de espiguetas (LIN &
PETERSON, 1975; YOSHIDA, 1981).
Figura 14. Plantas das três linhagens e a cultivar levadas para a câmara de frio
na microsporogênese.
FONTE: Produção da própria autora (2013).
Das plantas que foram para o frio na fase de microsporogênese, a linhagem SC
681 obteve o menor vigor e maior degradação de clorofila, com maior número de folhas
senescentes, comparado a cultivar suscetível SCS 116 Satoru. A linhagem SC 491 e
38
4401, não apresentaram tantos problemas com o frio comparado as outras cultivares,
pois apresentou vigor, pouca perda de clorofila e baixo número de folhas senescentes.
A esterilidade de espiguetas pode ser devida à inviabilidade de pólen causada
pela ocorrência de frio no período de microsporogênese, quando o grão de pólen está
sendo formado, e que corresponde ao período de 7 a 14 dias antes da antese
(YOSHIDA, 1981; MACKILL et al., 1996); ou pode ser devido à ocorrência de frio no
período do florescimento (antese) em que este prejudica a deiscência das anteras e o
crescimento do tubo polínico, resultando numa baixa fecundação de flores (SOUZA,
1990).
Figura 15. Plantas das três linhagens e a cultivar levadas para a câmara de frio
na antese.
FONTE: Produção da própria autora (2013).
As cultivares Satoru e SC 681 sofreram mais, mostrando o maior número de
folhas amarelas ou senescentes. A linhagem SC 491 e principalmente a 4401, além de
apresentarem mais verdes, estão mais adiantadas no seu desenvolvimento e mais
vigorosas.
39
Figura 16. Plantas das quatro cultivares levadas para a câmara de frio na
microsporogênese e antese.
FONTE: Produção da própria autora (2013).
A cultivar SCS 116 Satoru teve o maior número de folhas com degradação da
clorofila e senescentes, com a menor estatura e menor número de perfilhos.
Em outro experimento de frio conduzido pela Epagri nas safras de 2011/2012 e
2012/2013, onde as linhagens são semeadas a campo e condições climáticas naturais, no
munícipio de Rio do Campo, no Alto Vale do Itajaí, a cultivar 4401 apresentou maior
produtividade nos dois anos e a cultivar SC 491 na média das duas safras ficou em
terceiro lugar como mais produtiva. Estes dados correspondem aproximadamente com
os dados visuais deste experimento em casa de vegetação.
Comparando os três tratamentos, as plantas foram mais prejudicadas
fenologicamente na microsporogenêse, pois apresentam mais folhas amarelas e
senescentes, com o desenvolvimento mais atrasado. No período de enchimento de
grãos, estas apresentam o maior número de grãos brancos e deformado, que será o
futuro grão estéril.
Além do estádio de desenvolvimento em que a lavoura se encontra no momento
da ocorrência da temperatura baixa, o maior ou menor dano à cultura depende da
intensidade e duração do frio, do manejo da cultura e da cultivar utilizada (SOUZA,
1990). Além disso, a condição nutricional das plantas em cada estádio afeta sua
40
tolerância à temperatura baixa, tornando o problema ainda mais complicado (OKABE &
TORIYAMA, 1972).
De todos os estádios apontados acima, a microsporogênese e o florescimento são
os mais sensíveis à ocorrência de frio, porém é no primeiro que ocorre a maior
porcentagem de esterilidade de espiguetas (LIN & PETERSON, 1975; YOSHIDA,
1981).
4.4 Conclusão
O estádio de desenvolvimento reprodutivo de arroz mais afetado, observando a
fenologia, por causa da ocorrência de baixas temperaturas é a microsporogênese. Existe
variabilidade para o caráter tolerância a baixas temperaturas nos genótipos testados. As
linhagens SCS 491 e 4401 apresentam fenologicamente potencial para utilização no
programa de melhoramento como fonte de resistência a baixas temperaturas ou uso
direto como cultivares, o que, no entanto, depende também de outras avaliações
agronômicas, industriais e sensoriais.
41
5 OUTRAS ATIVIDADES DESENVOLVIDAS NA EEI/Epagri
Além de acompanhar as implantações de experimento na área de melhoramento,
preparo do solo e calagem dos quadros de arroz irrigado e semeadura em caixa ou a
lanço das famílias que acontecem sempre em meados do mês de agosto até o fim do mês
de outubro. Também foram realizadas outras tarefas na EEI/Epagri.
O CETREI/Epagri realizou uma semana com palestras para produtores,
agrônomos, técnicos agrícolas e estagiários, nos informando sobre o manejo e produção
de arroz irrigado em Santa Catarina. Explicando quais os benefícios da pesquisa sobre a
evolução da produção deste cereal no estado e no país.
Figura 17. Equipe do curso de Produção de Arroz Irrigado.
FONTE: Foto de Mayra Bueno (2013).
Na cozinha da Epagri, faz-se a análise sensorial de arroz de progênies F5 (teste
de panela). Neste teste é avaliado o sabor, odor, textura, consistência e cor do arroz
depois de cozido. Este método é utilizado para saber se aquela cultivar antes de ser
lançada está dentro dos padrões que o consumidor brasileiro exige na sua alimentação.
No laboratório UENQ, trabalhou-se com a moagem de arroz sem casca e
observou-se os próximos procedimentos para o teste de amilose dos grãos. O teor de
amilose está relacionado com as propriedades texturais do arroz, como maciez e coesão,
e ainda com sua cor, brilho e volume de expansão, fornecendo informações sobre as
42
mudanças que ocorrem durante o processo de cocção. Arroz com alto teor de amilose,
normalmente, apresenta grãos secos e soltos, que após o resfriamento podem ficar
endurecidos. As cultivares com baixo teor de amilose apresentam grãos macios, aquosos
e pegajosos no cozimento. Aqueles com teor intermediário apresentam grãos enxutos,
soltos e macios, mesmo após o resfriamento.
43
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Durante o estágio finsl na EEI-Epagri foi possível compreender de forma mais
clara o funcionamento e a importância de um programa de melhoramento genético,
principalmente para o arroz irrigado, a qual é uma cultura principal da agricultura
catarinense. Apesar do longo e árduo trabalho, em geral os resultados obtidos pelo
melhoramento genético são muito positivos, trazendo avanços e consequentemente
melhorias para a sociedade.
Quanto aos ensinamentos obtidos através do estágio, estes foram além do saber
científico, um aprendizado para a vida. Acompanhar muitos dos melhores profissionais
da área proporcionou ampla convivência das situações reais onde a pesquisa é aplicada
e harmonizou a prática com os conhecimentos adquiridos na universidade.
A caminhada realizada pelo aluno do curso de Agronomia é em geral longa e
bastante penosa, seja pelo enorme currículo a ser cumprido ou pelos desafios
assustadores que sabidamente serão enfrentados no decorrer da profissão. Ao longo dos
cinco anos de estudo muitas dúvidas são levantadas, muitos medos são sentidos e
principalmente muitas noites são mal dormidas.
A fim de que estas dúvidas sejam quebradas o estágio de conclusão é um ótimo
meio para que uma nova e (quase sempre) verdadeira realidade seja mostrada. Assim,
afirmo sem nenhuma dúvida que a experiência do estágio foi a melhor possível,
aumentando mais ainda meu desejo de exercer essa difícil, porém bela profissão.
44
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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grãos em arroz. Santo Antônio de Goiás: Embrapa Arroz e Feijão, 30p. (Embrapa
Arroz e Feijão. Circular Técnica, 34).
CONAB, Acompanhamento de safra brasileira: grãos, nono levantamento, maio
2013 /Companhia Nacional de Abastecimento. – Brasília : Conab. Disponível em:
http://www.conab.gov.br/. Acesso em 22 de setembro de 2013.
CONWAY, G. R.; BARBIER, E. B. After the Green Revolution. Sustainable
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COUNCE, P. A. et al. A uniform Objective, and Adaptive System for Expressing Rice
Development. Crop Science, Madison, n. 40, p. 436-443, 2000.
CROUCH, M. L. Biotechnology is not compatible with sustainable agriculture. Journal
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CRUZ, R. P. da et. al. Rice cold tolerance at the reproductive stage in a
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DATTA, D. e SIDDIQ, E.A. Genetic analysis of cold tolerance at seedling phase in
rice.Indian Journal of Genetics and Plant Breeding, New Delhi, v.43, p.345-349,
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EBERAHRDT, D. S. et al. Caracterização do sistema de cultivo, do ambiente e da
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Catarina (Sistema pré-germinado). Epagri, Florianópolis, p. 7-16, 2012.
Embrapa/CNPAF.
Brasília.
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