UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO DO
RIO GRANDE DO SUL
ANDERSON MAROLLI
A MODELAGEM MATEMÁTICA EM AVEIA PELO USO DO
REDUTOR DE CRESCIMENTO LIGADO AO NITROGÊNIO E
ELEMENTOS CLIMÁTICOS
Ijuí, 2014
ANDERSON MAROLLI
A MODELAGEM MATEMÁTICA EM AVEIA PELO USO DO
REDUTOR DE CRESCIMENTO LIGADO AO NITROGÊNIO E
ELEMENTOS CLIMÁTICOS
Dissertação apresentada ao Programa de Pós- Graduação em Modelagem Matemática da Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul - UNIJUÍ, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Modelagem Matemática.
GRADECIMENTOS
Inicio meus agradecimentos por DEUS, já que Ele colocou pessoas tão especiais ao meu lado, sem as quais certamente não teria dado conta!
A meus pais, Armando e Edevilda, meu infinito agradecimento. Sempre acreditaram em minha capacidade e me acharam O MELHOR de todos, mesmo não sendo. Isso só me fortaleceu e me fez tentar, não ser O MELHOR, mas sim a fazer o melhor de mim.
A realização desta dissertação marca o fim de uma importante etapa da minha vida. Gostaria de agradecer a todos aqueles que contribuíram de forma decisiva para a sua concretização.
Ao Professor Dr. José Antônio Gonzalez da Silva, pela paciência, coerência, clareza e dedicação em seus ensinamentos, sempre disposto a atender minhas necessidades e dúvidas.
Ao meu caro colega Marcos Vinicios Romitti pela amizade, companheirismo e ajuda em todos os momentos.
A Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul, ao DCEEng e os aos professores do Mestrado em Modelagem Matemática, pelo conhecimento transmitido, contribuindo na minha formação.
Ao DEAg e ao IRDeR, que me proporcionaram a estrutura necessária para que o estudo fosse desenvolvido, junto com o Prof. César O. Sartori que nos ajudou demonstrando comprometimento para o desenvolvimento desta pesquisa.
Ao grupo de pesquisa do Curso de Agronomia, pela ajuda no incansável trabalho realizado no campo e em laboratório.
“O homem não teria alcançado o possível, se inúmeras vezes não tivesse tentado atingir o impossível”
Dedico este Mestrado aos meus pais, Armando e Edevilda Marolli, pelo incentivo e apoio em todas as minhas decisões.
A vitória desta conquista dedico, com todo meu amor, unicamente, a vocês. !PARABÉNS!
RESUMO
A aveia branca (Avena sativa L.) é um cereal que apresenta múltiplos propósitos. Essa espécie é muito utilizada na alimentação humana, pelo teor de proteínas de qualidade e fibras solúveis, e na alimentação animal, como forragem verde, feno, silagem e na composição da ração, este cereal é cultivado no período de estação fria do ano, seus grãos caracterizam um alimento de alta qualidade para o consumo proporcionando benefícios à saúde como redução do colesterol sérico e redução dos riscos de enfermidades cardiovasculares. Para um elevado rendimento torna-se fundamental o uso de técnicas de manejo, como doses de adubação nitrogenada que são essenciais para as espécies de gramíneas, sendo que elevadas doses de nitrogênio podem vir a favorecer o acamamento na cultura. Porém, a insuficiência deste componente pode causar a morte prematura das folhas e retardar o seu crescimento. A produtividade em potencial com maior precisão de estimativa de eficiência de determinadas cultura podem ser obtidas por meio de modelagem matemática. O acamamento é o acidente pela qual a planta perde sua posição natural vertical, inclina-se e cai sobre o solo. Consequentemente, esse fenômeno ocasiona a redução na qualidade e rendimento de grãos de aveia, em decorrência da dificuldade de translocação dos fotoassimilados, da assimilação de carboidratos e minerais e do decréscimo da fotossíntese. Somado a isso, o acamamento ainda dificulta a colheita do campo. O efeito do redutor de crescimento na planta é a inibição da síntese de giberelina, interferindo na eficiência biológica de formação deste hormônio e acúmulo de giberelinas menos ativas, que consequentemente levam a redução do alongamento celular. A partir da introdução desse produto no comércio é relevante efetuar estudos para que se definam estratégias de manejo adequadas quanto à época e a dose de aplicação do produto na aveia branca, visto que, para esta espécie, não existe recomendação do produto. Assim o objetivo desse trabalho foi modelar o comportamento de cultivares de aveia branca sobre doses de aplicação de redutor de crescimento sobre diferentes doses de nitrogênio em cobertura, na análise dos caracteres de produção de biomassa e rendimento de grãos. Além disto, determinar o ajuste de doses de redutor associados a doses de nitrogênio que promovam maximizar a produção e os reflexos no acúmulo de matéria seca total ao longo do desenvolvimento da planta, bem como, reduzir a taxa de acamamento. As equações lineares mostraram que independente dos anos analisados a tendência de redução linear de biomassa produzida com incremento da dose de redutor é observado e que a taxa diária de
produção de biomassa pode ser favorecida pela modificação do ano de cultivo. No sentido de interpretação biológica na expressão do acamamento pelo efeito do redutor, as equações de regressão testadas identificaram tendência linear, independente dos anos e experimentos com a dose de nitrogênio. O incremento de N-Fertilizante traz consigo necessidade de incrementar a dose de produto redutor. Além disto, na busca de uma equação mais completa que simulasse a possibilidade de inclusão de determinada dose de redutor de crescimento variando de 0-600 ml ha-1 também foi confirmado a ligação entre as variáveis independentes MGP e ICP nos diferentes experimentos com nitrogênio. As equações com os elementos agroclimáticos em cada dose de redutor de crescimento se mostraram altamente eficientes, inclusive, a proximidade das médias obtidas das estimadas está dentro do intervalo de confiança considerado da variação da média. Além disso, a produtividade de grãos para as doses de redutor ajustadas considerando no máximo 5% de acamamento nos estudos distintos com nitrogênio, apresentado rendimento bem próximos aos previstos para as doses de redutor. O modelo de MPI-Carvalho não se mostrou eficiente na estimativa de produção de matéria seca em aveia branca, com a proposta de ajustamento, o mesmo demonstrou ser eficiente para estimativa de rendimento biológico e de grãos, quando há incremento de redutor de crescimento.
ABSTRACT
The oat ( Avena sativa L. ) is a cereal that has multiple purposes . This species is widely used in food, the content of quality protein and soluble fiber, and animal feed such as green forage, hay, silage and composition of the diet, this cereal is grown during the cold season of the year, their grains featuring a high quality food for consumption providing health benefits such as reduction of serum cholesterol and reducing the risk of cardiovascular diseases. For a high yield becomes essential to use management techniques such as nitrogen fertilization that are essential to the species of grasses, and the high levels of nitrogen can come to favor lodging in culture . However, this component failure can cause the premature death of the leaves and slow their growth. The potential productivity with greater accuracy of estimation of efficiency of specific culture may be obtained through mathematical modeling. The layering is accident in which the plant loses his natural upright position, leaning on the ground and falls. Consequently, this phenomenon causes a reduction in the quality and yield of oats, due to the difficulty of translocation of assimilates the assimilation of carbohydrates and minerals and decrease of photosynthesis. Added to this, the bedding still hampers the harvest of the field. The effect of reducing the plant’s growth inhibition of gibberellin synthesis by interfering with the biological efficiency of this hormone formation and accumulation of less active gibberellins, which consequently leads to reduced cell elongation. From the introduction of this product in commerce is relevant to conduct studies that define appropriate management strategies regarding the timing and rate of application of the product in oat, since for this species, there is no endorsement of the product. Thus the aim of this work was to model the behavior of oat cultivars on application rates of growth reducer on different doses of nitrogen, in the analysis of the characters of biomass and grain yield. In addition, determine the adjustment associated with reducing doses of nitrogen to promote maximize production and reflections on the accumulation of dry matter during the development of the plant, as well as reduce the rate of lodging. The linear equations showed that regardless of the years analyzed the trend of linear decrease of biomass produced with dose increments of reductant is observed and that the daily rate of biomass production can be enhanced by modification of the crop year. Towards biological interpretation of the expression by layering effect of reducing the equations tested regression identified linear trend, regardless of years and experimenting with the dose of nitrogen. The increase of N - Fertilizer brings need to increase the dose of reducing product. Moreover, in search of a more complete equation to simulate the possibility of inclusion of certain dose of
growth reducer ranging from 0-600 ml ha - 1 was also confirmed the link between the independent variables and MGP ICP in different experiments with nitrogen. Equations with agroclimatic elements in each dose of growth reducer showed highly efficiency, including the closeness of the estimated averages are within the confidence interval of variation considered average. Moreover, the grain yield and reducing doses adjusted considering a maximum of 5 % of layering in different studies with nitrogen, presented very close performance to the requirements for reducing doses. The model MPI - Carvalho was not efficient in estimating dry matter production of oat, the proposed adjustment, it proved to be efficient for estimating biological yield and grain when there is an increase of reducing growth.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Detalhe do campo experimental (emergência). IRDeR/DEAg/UNIJUI. ... 57
Figura 2. Detalhe do campo experimental (desenvolvimento). IRDeR/DEAg/UNIJUI. ... 58
Figura 3. Detalhe do campo experimental (floração). IRDeR/DEAg/UNIJUI. ... 58
Figura 4. Detalhe do campo experimental (Acamamento). IRDeR/DEAg/UNIJUI. ... 58
Figura 5. Detalhe do campo experimental (estatura de plantas, maturação). IRDeR/DEAg/UNIJUI. ... 59
Figura 6. Detalhe do campo experimental (plantio e emergência). IRDeR/DEAg/UNIJUI. ... 60
LISTA DE TABELAS
Tabela 1– Análise de variância para experimento fatorial simples no delineamento blocos as
acaso. UNIJUI. 2014. ... 39
Tabela 2 – Resultados do experimento fatorial simples no delineamento blocos ao acaso com K repetições. UNIJUI. 2014. ... 42
Tabela 3 – Médias de tratamentos e dos níveis de um experimento fatorial simples DE. UNIJUI. 2014. ... 42
Tabela 4 - Análise da variância da regressão linear simples. UNIJUI. 2014. ... 47
Tabela 5 - Análise da variância da regressão linear multipla. UNIJUI. 2014. ... 49
Tabela 6 - Análise da variância da regressão de dados sem repetição. UNIJUI. 2014. ... 51
Tabela 7 - Análise da variância da regressão com regressão. UNIJUI. 2014. ... 52
Tabela 8 - Equação de regressão e seus parâmetros para a matéria seca total (MST) em aveia branca e valores de médias de rendimento de grãos (RG) e acamamento (AC) sobre adubação nitrogenada. UNIJUÍ, 2014. ... 64
Tabela 9 - Equação de regressão e seus parâmetros para a matéria seca total (MST) em aveia branca e valores de médias de rendimento de grãos (RG) e acamamento (AC) sobre adubação nitrogenada. UNIJUÍ, 2014. ... 65
Tabela 10 - Resumo da análise de variância de equação de regressão e seus parâmetros na estimativa da dose ideal de redutor nos diferentes experimentos com nitrogênio (N) no caracter rendimento de grãos e acamamento em aveia branca. UNIJUI, 2014. ... 68
Tabela 11 - Comparação de médias do caracter acamamento em resposta as doses de redutor de crescimento nos distintos experimentos com nitrogênio e estimativa da dose ideal do redutor de crescimento considerando a possibilidade de acamamento em no máximo 5%. UNIJUI. 2014. . 70
Tabela 12 - Equação de regressão para estimativa do rendimento biológico (RB) e rendimento de grão (RG) em da aveia branca com a utilização da dose ajustada de redutor, considerando a possibilidade de acamamento de no máximo 5% sobre distinta adubação nitrogenada. UNIJUÍ, 2014. ... 72
Tabela 13 - Equação de regressão para estimativa do rendimento de palha (RP) e índice de colheita (IC) em da aveia branca com a utilização da dose ajustada de redutor, considerando a possibilidade de acamamento de no máximo 5% sobre distinta adubação nitrogenada. UNIJUÍ, 2014. ... 75
Tabela 14 - Equações lineares múltiplas para estimativa da dose ideal de redutor de crescimento
na restrição do acamamento e rendimento de grãos. UNIJUI. 2014... 77
Tabela 15 - Resultado para identificação de variáveis com potencial para incrementar o modelo
de regressão múltipla via StepWise. UNIJUÍ, 2014. ... 79
Tabela 16- Médias observadas longo de três anos de estudos sobre as variáveis MGP e ICP.
UNIJUI. 2014. ... 80
Tabela 17 - Equações para estimativa do rendimento de grão de aveia branca, em análise com
valores observados em campo e índices de confiança, sobre as distintas doses de nitrogênio aplicadas. UNIJUI. 2014. ... 81
Tabela 18 – Resultado para identificação de variáveis com potencial para incrementar o modelo
de regressão múltipla via StepWise e médias observadas longo de três anos dos dados agrometeorológicos. UNIJUI. 2014. ... 83
Tabela 19 - Equações para estimativa do rendimento biológico de aveia branca, frente a fatores
agroclimáticos em distintas doses de nitrogênio aplicadas. UNIJUI. 2014. ... 85
Tabela 20 - Comparação de valores estimados pelo modelo proposto para estimativa de
rendimento de grão com os resultados reais obtidos sobre diferentes doses de redutor de crescimento de N-Fertilizante aplicados. UNIJUÍ, 2014. ... 85
Tabela 21 - Estimativa da produção de matéria seca em aveia branca pelo modelo de
MPI-Carvalho, sobre diferentes doses de nitrogênio aplicado. UNIJUI. 2014. ... 90
Tabela 22 - Rendimento de biomassa estimado pelo modelo ajustado de MPI-Carvalho, sobre
diferentes doses de redutor de crescimento e três doses de nitrogênio aplicado. UNIJUI. 2014... ... 91
Tabela 23 - Rendimento de grãos estimado pelo modelo ajustado de MPI-Carvalho, sobre
diferentes doses de redutor de crescimento e três doses de nitrogênio aplicado. UNIJUI. 2014. ... ..93
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ... 16
1.1 Generalidades ... 16
1.2 Estrutura dos resultados e discussão ... 17
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 19
2.1 A importância Econômica da Aveia Branca ... 19
2.2 Componentes diretos de produtividade de grãos ... 21
2.3 Caracteres ligados à inflorescência da aveia ... 23
2.4 Atributos da qualidade industrial de grãos de aveia ... 24
2.5 Ecofisiologia do desenvolvimento e produção da aveia ... 26
2.6 Os reflexos do acamamento de plantas na agricultura ... 29
2.7 O acamamento na produção e qualidade de grãos de aveia ... 30
2.8 Nitrogênio x produtividade x acamamento ... 31
2.9 Redutor de crescimentos em plantas ... 34
2.10 Uma proposta na redução do acamamento na aveia produtora de grãos ... 36
3. MODELOS MATEMÁTICOS ... 37
3.1 Anova e Teste de Médias ... 37
3.2 Modelos Estatísticos ... 40
3.3 Experimentos Fatoriais ... 41
3.4 Comparação entre médias ... 43
3.5 Teste de Scott-Knott ... 44
3.6 Teste t para comparação de duas médias ... 45
3.7 Modelos de Regressões ... 46
3.8 Regressão linear simples ... 46
3.10 Regressão polinomial ... 50
3.11 Modelo Matemático de MPI-Carvalho ... 52
4. METODOLOGIA ... 56
4.1 Caracterização do Local ... 56
4.2 Delineamento Experimental ... 56
4.3 Procedimento Experimental ... 59
4.4 Variáveis Estudadas ... 60
4.4.1 Rendimento De Grãos E Componentes Da Panícula ... 60
4.4.2 Caracteres Para O Cálculo Da Biomassa Total Acumulada...61
4.4.3 Caracteres Agrometeorológicos ... 62
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 63
5.1 A estimativa de biomassa e grãos de aveia pelo uso de redutor de crescimento... ... 63
5.2 O redutor de crescimento modifica os parâmetros fisiológicos de produção em aveia ... 70
5.3 Regressão múltipla na estimativa de safras por componentes da inflorescência da aveia e uso de redutor de crescimento ... 76
5.4 Produtividade da aveia na interface dose de redutor e elementos climáticos ... 82
5.5 Proposta de alteração do modelo de MPI-Carvalho na estimativa da produção de biomassa e grãos de aveia ... 87
6. COMCLUSÃO ... 95
1.INTRODUÇÃO
1.1 Generalidades
A região sul do Brasil apresenta condições climáticas favoráveis para a implantação de culturas hibernais. Além disso, as culturas de inverno desenvolvidas, a aveia branca (Avena sativa L.) tem grande importância econômica nas unidades de produção, seja pela sua produção de grãos, quanto pelo potencial forrageiro. Na alimentação animal, pode ser utilizada como pastagem ou na forma conservada, como feno ou silagem. Além disso, é muito utilizada na rotação de culturas, proporcionando a quebra do ciclo de pragas e moléstias de culturas. Somado a isso, é usada em cobertura de solo, dando suporte ao sistema de plantio direto pela boa palhada que deixa no solo. Na alimentação humana, devido à composição química e estrutural do grão de aveia ser única entre os cereais evidencia a presença de fibra alimentar β-glucana, com efeito na redução sobre o colesterol LDL, com benefícios expressos voltados a saúde humana. A aveia tem forte expressão no sul do Brasil com o RS como estado maior produtor. Tendo em vista a necessidade por alimentos mais saudáveis e com maior oferta a população, se faz necessário alta produção de grão à indústria de forma a atender os diferentes nichos de mercado com a aveia branca. Dessa forma, é imprescindível o conhecimento das práticas de manejo da cultura para maximizar a expressão dos componentes ligados à produção de grãos. Uma elevada produtividade de grãos representa o principal caráter a ser considerado durante o processo de escolha de melhores cultivares. Em aveia o rendimento é expresso pelo somatório dos componentes: número de panículas por unidade de área, número de grãos por panícula e da massa média de grãos, além disso, por se tratar de uma gramínea, a maximização destes componentes, que mais diretamente estão ligados à produção final, tem como essencial o elemento nitrogênio, que age extremamente nas diferentes rotas bioquímicas e do desenvolvimento morfológico desta espécie. No entanto, apesar de ser um nutriente que maximiza o rendimento da cultura, altas quantidades deste elemento disponível para a planta tendem a estimular o vigor vegetativo podendo causar danos na produção devido o acamamento da planta. O acamamento é o acidente pela qual a planta perde sua posição natural vertical, inclina-se e cai sobre o solo. Consequentemente, esse fenômeno ocasiona a redução na qualidade e rendimento de grãos de aveia, em decorrência da dificuldade de translocação dos fotoassimilados, da assimilação de carboidratos e minerais e do decréscimo da fotossíntese. Somado a isso, o acamamento ainda dificulta a colheita do campo. Dessa maneira, as perdas
ocasionadas podem trazer prejuízos econômicos consideráveis. Por outro lado, uma das formas de amenizar este problema está no uso de genótipos de porte mais baixo, o que em aveia, não tem sido condição favorável na redução do acamamento. A restrição no fornecimento de nitrogênio também pode ser aceita, porém, traz reflexos na redução de ganhos mais significativos no rendimento de grãos. Contudo, uma técnica que vem sendo usada para as culturas de interesse agronômico como trigo e cana-de-açúcar é o uso de redutores de crescimento.
Estudos enfatizam que o emprego de reguladores vegetais na agricultura tem mostrado grande potencial no aumento da produtividade, embora sua utilização, ainda não seja uma prática rotineira em culturas que não atingiram alto nível. Dentre os produtos que já estão registrados e se apresenta em escala comercial está o Moddus (etil-trinexapac), desenvolvido para ser usado como um agente anti-acamamento em cereais e maturador na cana-de-açúcar. O efeito do etil-trinexapac na planta é a inibição da síntese de giberelina, interferindo na eficiência biológica de formação deste hormônio e acúmulo de giberelinas menos ativas, que consequentemente levam a redução do alongamento celular. A partir da introdução desse produto no comércio é relevante efetuar estudos para que se definam estratégias de manejo adequadas quanto à época e dose de aplicação do produto na aveia branca, visto que, para esta espécie, não existe recomendação deste produto. Assim o objetivo desse trabalho é modelar o comportamento de cultivares de aveia branca sobre doses de aplicação de redutor de crescimento sobre diferentes doses de nitrogênio em cobertura, na análise dos caracteres de produção de biomassa, rendimento e qualidade de grãos. Além disto, determinar o ajuste de doses de redutor associados a doses de nitrogênio que promovam maximizar a produção e os reflexos no acúmulo de matéria seca total ao longo do desenvolvimento da planta, bem como reduzir os índices de acamamento.
1.2 Estrutura dos resultados e discussão
Este tópico está organizado em cinco capítulos. Cada um dos quais apresentam os aspectos essenciais do desenvolvimento deste estudo.
O capítulo 1, traz equações lineares para a estimativa da taxa de produção de biomassa ao longo do ciclo pelo incremento da dose de redutor de crescimento. Afora isto, buscando em cada ponto da dose do redutor uma avaliação simultânea pelas médias sobre o
rendimento de grãos e acamamento. Buscando assim, prever os efeitos do produto químico na redução da biomassa por unidade de tempo com o aumento da dose de redutor e seus reflexos sobre o acamamento de produtividade de grãos.
O capítulo 2, busca esclarecer a dose ideal do redutor de crescimento que promova efetiva redução do acamamento, trazendo uma estimativa de no máximo 5% de queda de plantas. A partir daí, foram empregadas equações polinomiais do comportamento dos parâmetros fisiológicos da aveia pela dose de redutor. Assim, para simulação dos parâmetros fisiológicos de produção foi utilizada a dose ideal de recomendação do acamamento de plantas.
No capítulo 3, está apresentada a proposta de modelagem da produção em aveia pelo emprego de regressão linear múltipla a partir de elementos que compõem a inflorescência da aveia e as doses de redutor de crescimento. Estas condições permitem a partir de amostras da inflorescência aliada a dose a ser aplicada de redutor, propor os resultados a serem esperados de produtividade de grãos e acamamento.
No capítulo 4, se propõe a simulação da produtividade de biomassa e de grãos através de regressão linear múltipla, atrelando ao modelo, a inclusão de elementos agroclimáticos e da interface as doses de N-fertilizante. Tal condição busca trazer esclarecimentos sobre as inter-relações da produção de biomassa com a dose do redutor e os elementos climáticos decisivos sobre o desenvolvimento vegetal.
No capítulo 5, são apresentados os resultados a partir do modelo utilizado de MPI-Carvalho, com seus respectivos comentários e discussões, buscando estimar da matéria seca total. A partir daí, se propõe propostas de ajustes para expectativa da biomassa total e rendimento de grãos. Assim, considerando na proposta lamina de água disponível no solo pela chuva normal durante o ciclo de cultivo e doses de redutor, atrelado a isso, a capacidade de aproveitamento do nitrogênio na formação de biomassa vegetal.
2.REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 A importância Econômica da Aveia Branca
O Brasil é o maior produtor de aveia da América Latina, superando a Argentina e o 12ª colocado em termos de produção mundial (FLOSS et. al., 2007; REIS et al., 2008). Internamente, quem responde pela maior produção é a região sul, isso pode ser atribuído à necessidade de diversificação nas propriedades, a disponibilidade de cultivares com rendimentos elevados, ao aumento do consumo humano de alimentos a base de aveia e ao consumo animal, com o desenvolvimento de bacias leiteiras e para a terminação de bovinos em pastagens cultivadas (FLOSS et. al., 2007).
Existem inúmeras espécies de aveia, porém, no Brasil, são cultivadas apenas aveia branca (Avena sativa L.) e aveia preta (Avena strigosa Schieb), são plantas anuais que concentram seu desenvolvimento nos meses mais frios do ano. A aveia branca distinguem-se da aveia preta por apresentar colmos mais grossos e folhas mais largas (REIS et al., 2008). Os grãos da aveia branca são em geral maiores e de coloração branca ou amarelada, enquanto os da aveia preta, além de serem menores, apresentam cores que variam do branco ao preto (MACHADO, 2000). Seu cultivo nos meses frios é muito importante, pois reduz o déficit alimentar da pecuária nesta época do ano (FLOSS et. al., 2007). Diferentemente da aveia preta que tem sua utilização somente como forrageira e para alimentação animal, a aveia branca além de produzir forragem de alta qualidade durante o inverno para cobertura do solo, também serve para alimentação humana e animal (RODRIGUES, 2011). Tendo grande importância para pecuária em geral, tem sido empregada na alimentação animal tanto na forma de grãos (descascada ou com casca) como na formulação de rações. Na produção de forragem, possui um bom desenvolvimento e afilhamento, além disto, possui um excelente valor nutritivo, podendo atingir no início do pastejo até 26% de proteína bruta, tem uma ótima qualidade para feno, podendo também ser utilizada como ensilagem (KICHEL et al., 2000).
Dentre os cereais que são usados como suplemento na alimentação animal destaca-se a aveia branca que, além de possibilitar redução no custo de produção permite maior integração
entre lavoura e pecuária (MEDEIROS et al., 1987; KOLCHINSKI & SCHUCH, 2002). A aveia, segundo (PEIXOTO et al. 1985; RESTLE et al., 2009), na alimentação de ruminantes, comporta-se como um "concentrado-volumoso", pois é o cereal de mais alto teor de fibra bruta, com valor em torno de 10%, enquanto que os demais cereais atingem não mais de 3%. Gói et al., (1998) observando diferentes tratamentos físicos do grão de aveia-branca (Avena sativa L.) sobre o desempenho de novilhos em confinamento, não encontrou diferença no ganho de peso quando se forneceram grãos inteiros e secos, moídos, mochachados ou inteiros e umedecidos, enquanto que Restle et al., (2009) observaram que os grãos de aveia, quando utilizados na alimentação de vacas de descarte, devem ser fornecidos moídos, já que promovem melhor ganho de peso e melhor eficiência alimentar, em relação aos grãos fornecidos inteiros. Na alimentação humana o grão da aveia branca tem enorme importância, pois são ricos em proteínas, fibras, vitaminas e minerais, imprescindíveis em dietas para todas as idades, sendo utilizados na forma de farinhas, farelos, flocos e outros que levem em sua fabricação este cereal (CECCON et al., 2004) o mesmo autor ainda comenta que seus grãos possuem um bom balanceamento dos aminoácidos, teores de lipídios elevados aos demais cereais, minerais e fibras solúveis, o que aprovam seu uso na alimentação humana, reduzindo os níveis de colesterol e regulando os teores de glicose no sangue. Além disto, De Francisco, (2002) e Crestani et al., (2010b) comentam que devido a uma fibra chamada de -glucana, a qual tem recebido destaque em pesquisas por ser um alimento funcional ao organismo, o qual que além das funções nutricionais básicas produz efeitos metabólicos que podem ser benéficos à saúde (MIRA et al., 2009). O consumo moderado de aveia pode reduzir os níveis de colesterol total em torno de 5% na maioria das pessoas, sendo que esta porcentagem pode ser ainda maior em pessoas com altos níveis de colesterol sérico (WHITE, 2000).
O cultivo desta espécie proporciona ao sistema de manejo da unidade de produção grandes benefícios, como melhorias das condições físico-químicas do solo, o controle biológico de espécies invasoras e também uma redução significante da reprodução de moléstias de espécies hibernais do ciclo biológico (MACHADO, 2000). Pesquisas brasileiras demonstraram que a aveia branca não permite a multiplicação do Nematoide Meloidogyne Javanica, uma severa praga da soja, do café e de outras culturas (DE FRANCISCO, 2002). Além disto, o mesmo autor ainda ressalta que a aveia branca possui um elevado rendimento de grãos por unidade de área, e sendo um alimento funcional possuem um elevado valor industrial. A necessidade de diversificação de culturas e o requisito de cultivar espécies alternativas para possuir um sistema de rotação com a soja, o trigo e o milho tem enobrecido a cultura da aveia,
isto, devido aos melhoramentos genéticos que disponibilizam cultivares produtivas e adaptativas as condições ambientais específicas de cada região, os estados de Rio Grande do Sul e Paraná são os maiores produtores deste cereal durante a estação fria do ano (ANTONOW, 2010).
Nessa espécie, o rendimento de grãos é expresso pelo somatório dos componentes: número de panículas por unidade de área, número de grãos por panícula e da massa média de grãos. Ressalta-se que, por se tratar de uma gramínea, a maximização dos componentes que mais estão ligados diretamente à produção final, tem como elemento essencial o nitrogênio que age nas rotas bioquímicas da planta afetando o desenvolvimento morfológico (RIZZI, 2004; MARTINS, 2009). No entanto, os autores ainda comentam que apesar de ser um nutriente que maximiza o rendimento da cultura, altas quantidades deste íon disponível para a planta tendem a estimular o vigor vegetativo, podendo causar danos na produção devido ao acamamento da planta.
2.2 Componentes diretos de produtividade de grãos
Os componentes da produtividade do grão de aveia se formam de acordo com o desenvolvimento da planta. Inicialmente, um determinado número de plantas é estabelecido pela sua emergência em uma unidade de área, há o crescimento do colmo e a partir dele dá-se o afilhamento da cultivar finalizando a fase do crescimento vegetativo e reprodutivo da planta (BELLIDO, 1990) já na gema terminal se diferenciam os primórdios de espiguetas, dentro das quais se distinguem os primórdios florais, onde se desenvolvem os ovários e estames, desta maneira definem-se o número de grãos por panícula. O afilhamento é uma característica importante e desejável sob as condições climáticas do Sul do Brasil sendo que a variação ambiental na qual esses cereais são cultivados exige cultivares com grande plasticidade de modo a responder a essas variações (ALVES, 2000). A formação de afilhos normalmente inicia quando a planta possui três folhas expandidas e, a partir desse estádio, para cada folha emitida no colmo principal, pode corresponder à emissão de um novo afilho (MUNDSTOCK & BREDEMEIER, 2001). Segundo Davidson e Chevalier (1990) o afilhamento é fundamental na determinação do rendimento de grãos em aveia, pois afeta o número de panículas por área.
O rendimento de grãos em cereais obtém-se através do produto entre rendimento biológico e o índice de colheita, e o rendimento biológico é calculado pela taxa de crescimento
multiplicada pela duração do período do crescimento e pelo índice de colheita (TAKEDA et al., 1980; FLOSS et al., 2007). O rendimento da aveia tem sido descrito como produto de vários caracteres que isoladamente não promovem o mesmo efeito que quando combinados. Conforme descrevem VENCOVSKY & BARRIGA (1992), o estudo da natureza e a magnitude das relações existentes entre caracteres é importante, pois o melhoramento requer no geral, aprimorar a cultivar não para caracteres isolados, mas para um conjunto simultâneo. Assim, de acordo com MARTINS (2009) o rendimento de grãos (RG) em aveia branca pode ser determinado pelo produto dos caracteres: número de afilhos por unidade de área (NF), o número de grãos por panícula (NGP) e a massa média dos grãos (MMG),
De acordo com Caierão et al., (2001) as variáveis primárias, número de grãos por panícula, peso de panícula e massa de mil grãos, tem uma tendência a associações positivas com o rendimento de grãos, ao passo que as secundárias, dias da emergência à maturação (DEM) e dias da emergência à floração (DEF), caracterizaram-se por uma tendência negativa, isto também foi observado por Antonow (2010) que verificou que os componentes secundários afetam o rendimento, tanto positivamente quanto negativamente, porém, com menor intensidade que os componentes considerados diretos. Em controvérsia, Cappellari et al. (2009) analisando doses de N em cultivares de trigo, percebeu que cultivares com maior dias de emergência a floração e dias de emergência a maturação tendem a um aumento no número de grãos por espiga. A expectativa de rendimento de grãos de uma cultura provém da inter-relação de vários fatores de produção com as condições climáticas atuantes, sendo que nesta também resultam o histórico da área e os manejos da cultura e do solo (CAPPELLARI et al., 2009). MITTELMANN et al. (2001) enfatiza que é de elevada importância o melhoramento de caracteres adaptativos como estatura e ciclo das plantas, pois são de fácil observação em gerações altamente segregantes, visto que, na maior parte das vezes, são caracteres controlados por um ou por poucos genes de grande efeito no caráter alvo. Kurek et al., (2002) observaram que melhoristas de aveia tem dado atenção especial aos caracteres referente a qualidade do grão como percentual de cariopse, peso do hectolitro, tamanho do grão, e principalmente proteínas e fibras solúveis (β-glucana). Estudos realizados por SOUZA & SORRELLS (1988) evidenciaram correlações genéticas positivas entre o peso hectolitro e a percentagem de cariopse em aveia. Por outro lado, Ceccon et al., (2004) verificou que a massa do grão e do peso hectolitro foram negativamente correlacionados com o número de grãos por panícula. KOLCHINSKI & SCHUCH (2003), constataram que o rendimento de grãos aumentou linearmente e de forma similar entre os cultivares de aveia branca estudadas em relação ao incremento nas doses de N sob sistema convencional de preparo do solo. Porém
Schuch et al. (1999) em estudo com aveia-preta verificou que os componentes do rendimento e o rendimento de grãos não foram afetados pela variação nos níveis de nitrogênio aplicados no solo em sistema convencional. MISTRO & CAMARGO (2002) encontraram em cultivares de trigo uma tendência de que quanto mais grãos havia na espiga, menor era sua massa. Já ALVES & KIST (2010) constataram que o número de grãos por panícula e o número de panículas por m² não interferem no peso de grãos e nem o número de panículas por m² em relação à quantidade de grãos, indicando que estes caracteres atuam independentemente, porém, os mesmos autores verificaram uma correlação significativa positiva do rendimento de grãos em relação ou número de grãos por panícula.
2.3 Caracteres ligados à inflorescência da aveia
A aveia possui uma inflorescência em forma de panícula. A expressão dos componentes de panícula pode ser influenciada pela capacidade de transferir fotoassimilados para o grão, afetando diretamente o rendimento final. Assim, Martins (2009) considera que o rendimento seja dado em função do número de panículas por unidade de área, número de grãos por panícula e peso médio de grãos. Para Petr et al., (1988) e Hartwing et. al., 2007, o número de grãos por panícula é em função do número de espiguetas por panículas e do número de flores férteis por espigueta, depende do potencial genético do cultivar para formação da panícula, espiguetas e flores; condições climáticas na antese e na fecundação; tamanho e atividade do aparato fotossintético durante a formação da panícula, espigueta e flores e capacidade de transferir assimilados á panículas; competição entre plantas individuais e ocorrência e grau de infestação e de danos por enfermidades e pragas.
O incremento da massa da panícula principal provém principalmente do aumento do número de grãos por panícula, com pequeno efeito da massa média de grãos (HARTWING et al., 2006). Conforme Marchioro (2003), a massa de panícula pode ser utilizada com eficiência na seleção indireta para o incremento do rendimento de grãos em populações segregantes de aveia. Esta eficiência pode ser maximizada quando as populações segregantes estão submetidas à pressão de seleção em ambientes de alta competitividade como semeadura com espaçamento reduzido entre plantas. A massa da panícula compreende dois dos principais componentes do rendimento: massa e número de grãos, demonstrando, portanto, alta correlação com a
produtividade (CHAPKO & BRINKMAN, 1991). Oitenta por cento do incremento no rendimento dos grãos em aveia pode ser atribuído ao aumento no número de grãos por panícula e 20% ao aumento na massa de grãos (SAMPSON, 1971; CHANDHANAMUTTA & FREY,1973; CRESTANI et al., 2010b). Considerando que os progressos genéticos na produtividade a partir da massa da inflorescência têm sido alcançados em outros cereais, tais como trigo (McNEAL et al., 1978; ZAGONEL & FERNADES, 2007) cevada (VALENTINE, 1983; GROHS et al., 2002) e arroz (GRAVOIS & McNEW, 1993; SOARES et al., 2008), sendo que nestes expressam pequena contribuição dos grãos para a definição da massa total da espiga, a mesma estratégia em aveia pode ser mais eficiente, já que 85% da massa da inflorescência se deve à massa dos grãos.
2.4 Atributos da qualidade industrial de grãos de aveia
O crescente uso de grãos e derivados de aveia na alimentação humana, aliada à procura de qualidade pelo mercado consumidor, tem feito com que os melhoristas selecionassem genótipos com qualidade superior de grãos (BOTHONA et al., 2002). Diversos critérios têm sido utilizados para determinar a qualidade física dos grãos de aveia. No entanto, não há um consenso entre os pesquisadores quanto aos critérios mais adequados para essa determinação (CABRAL et al., 2002). Porém, os principais critérios utilizados têm sido o peso hectolitro, a percentagem de cariopse ou percentagem de casca, a proporção de grãos primários, secundários e terciários, a proporção entre grãos grandes e pequenos e o peso do grão (BOTHONA & MILACH, 1997). Com relação à qualidade de grãos, BOTHONA & MILACK (1997) e CABRAL et al. (2002) destacam a importância do tamanho e a massa dos grãos. Aliado a isso, KOLCHINSKI et al., (2004) afirma que as diferentes doses de adubação nitrogenada não afetam o rendimento industrial e a qualidade fisiológica das sementes.
O rendimento industrial (RI) representa a quantidade de produto obtida por meio do índice de descasque (percentagem de cariopse) e a percentagem de grãos maiores que 2 mm, representando o índice Avenacor (FLOSS et al., 2002). A classificação dos grãos é feita eliminando-se aqueles com espessura inferior a 2 mm. No Brasil, a Comissão Brasileira de Pesquisa de Aveia (2006), sugere dois níveis de classificação: tipo 1 com no mínimo 75% dos grãos com espessura > que 2 mm; tipo 2 e tipo 3 com menos de 75% dos grãos com espessura > que 2 mm. A espessura do grão (%>2 mm) e a percentagem de casca influenciam no rendimento
industrial da aveia (FLOSS, 1998). Ainda com relação ao rendimento industrial Mattioni et al., (2010), relatam que é a quantidade de reservas que determinará o percentual de cariopse. De acordo com GUTKOSKI & PEDÓ (2000), é desejável que a aveia branca tenha um alto rendimento industrial, visto que a casca deste cereal é cerosa, fibrosa e totalmente indigerível pelo organismo humano. E segundo Kolchinsk (2001), a cultivar está entre um dos fatores que influenciam na qualidade industrial dos grãos de aveia branca.
Para o desenvolvimento de novos produtos de aveia, a principal preocupação está em obter um grão adequado ao consumo humano. É necessário combinar os processos tecnológicos que induzem a modificações físico-químicas, funcionais e nutricionais a fim de que se obtenham produtos adequados às exigências do mercado consumidor (BARATA et al., 2001). A qualidade de grãos em aveia depende de vários fatores, que podem estar relacionados a aspectos químicos ou físicos do grão (BOTHONA et al., 1999). A baixa qualidade física dos grãos muitas vezes resulta em baixo rendimento e, consequentemente, afeta a qualidade nutricional e industrial. Portanto a identificação dos genótipos de aveia branca, bem como suas características físico-químicas, é importante quando destinados à indústria, levando em consideração a qualidade nutricional para o consumo humano (GATTO, 2005).
ALVES & KIST (2010) em pesquisa realizada sobre os componentes da panícula da aveia concluíram que a alta proporção de grãos primários e secundários incrementa o rendimento industrial e aumenta a qualidade aos grãos de cultivares de aveia branca caso haja um bom número de panículas por m². Antonow (2010) descreve que incrementos no PH de grãos aumentam naturalmente a percentagem de cariopse, e como estes fatores interferem positivamente no RG, proporcionará um aumento também no RG e RGI, porém, realizando alterações no ambiente pode-se esperar um aumento ou uma redução no desempenho final tanto nos aspectos de produção de campo como industrial (KRÜGER et al., 2010). As indústrias de alimentos para o consumo humano, com o objetivo de manter altos padrões de qualidade industrial segue rigorosas exigências sobre a qualidade de grãos adquiridos para consumo humano, como ter no máximo 3% dos grãos manchados ou escuros, possuir um peso hectolitro maior ou igual a 50 kg hl-1, grãos com uma espessura maior que 2 mm, ter menos que 2% de aveia preta e baixos níveis de acidez e ter alto rendimento industrial (BRASIL, 1975).
Estes parâmetros definem a qualidade industrial da aveia branca. Segundo Gatto (2005) o peso do hectolitro (PH) de maneira indireta dá uma ideia da quantidade de reservas que o grão possui e consiste em um parâmetro utilizado para determinar a qualidade do grão de aveia, tem relação com o rendimento industrial sendo mais direcionado ao rendimento da
extração da farinha. Para a legislação brasileira o PH deve ser igual ou superior a 50 kg hl-1, sendo utilizado como padrão pelo Ministério da Agricultura (BRASIL, 1975).
O índice de descasque (ID%) ou percentagem de cariopse consiste no percentual de grãos descascados, em relação aos inteiros. Tem por objetivo determinar o rendimento industrial, ou seja, o valor corrigido da aveia (FLOSS et al., 2002), e ainda de acordo com os mesmos autores, o rendimento industrial (RI%), representa a quantidade de produto obtido por meio do índice de descasque e da percentagem de grãos maiores de 2 mm, ou seja, a quantidade de produto é obtido a partir de grãos integrais, sendo que, é importante que estes grãos apresentem espessura mais uniforme possível, uma vez que o processo de descasque da aveia é realizado por impacto. A classificação dos grãos de aveia é feita em peneira oblonga de malha com orifícios com espessura de 2 mm de largura, sendo os de espessura inferior a 2 mm eliminados, garantindo uma uniformidade (GATTO, 2005).
Pesquisas em aveia revelam que de modo geral, as alterações que permitam incrementar o PH automaticamente favorecem o aumento do %CAR. Portanto, como estes caracteres tem associação direta como RG e entre si de forma positiva, qualquer incremento nestas variáveis irá proporcionar o aumento do RG e no RGI da mesma forma. Uma vez realizadas alterações no ambiente, pode se esperar aumento ou redução no desempenho final, tanto nos aspectos de produção de campo como industrial (KRÜGER et al., 2010).
Outra constatação importante revela que de certa forma, existe forte participação do ambiente sobre a expressão de caracteres ligados a qualidade industrial (MATTIONI et al., 2010). Fato este confirmado por Battisti et al., (2010) que relata valores médios de herdabilidade em aveia branca para caracteres relacionados com rendimento industrial apresentando considerável participação do ambiente na expressão desses caracteres, principalmente a porcentagem de peneira que expressou valores mais reduzidos.
2.5 Ecofisiologia do desenvolvimento e produção da aveia
A aveia-branca (Avena sativa L.) é cultivada em várias regiões do mundo, devido a sua alta adaptabilidade, quando se visa rentabilidade é importante cultiva-la em regiões aptas, pois é uma cultura bastante influenciada pelas condições ambientais (CBPA, 2006;
TERRA-LOPES et al., 2009). A população de plantas, em função de alguns fatores (potencial genético, radiação solar, disponibilidade de água e nutrientes, incidência de pragas, doenças e plantas daninhas), pode implicar no desempenho da cultura da aveia destinada para a produção de grãos (ABREU et al., 2004; 2005). O solo mais propício à cultura é o que apresenta boa drenagem, pouca acidez, boas características físicas e com boa fertilidade (CBPA, 2006). Para BLACKSHAW et al. (2004), o uso estratégico de nutrientes, ao favorecer a cultura, também poderá estimular a supressão do crescimento das plantas daninhas.
A cultura de aveia branca desenvolve-se melhor quando a planta recebe, na primeira parte do seu ciclo, temperaturas do ar relativamente baixas que não são prejudiciais às plantas, pois há resistência a esta condição meteorológica sendo a aveia, dentre as gramíneas anuais, a que exige temperaturas mais moderadas (CASTRO et al., 2012). Aproximando-se da floração a aveia-branca é prejudicada por baixas temperaturas do ar, não tolerando aquelas inferiores a 2 a 3 °C que podem causar danos às folhas e colmos e, principalmente, esterilidade às flores (LEONARD & MARTINELLI, 2005) o mesmo autor ainda verificou que as baixas temperaturas são igualmente prejudiciais durante o período de formação dos grãos fatores como geadas podem paralisar o crescimento resultando, na colheita, em grãos enrugados e de baixo peso. Segundo CASTRO & KLUGE, (1999) isso ocorre pela taxa fotossintética da folha bandeira que cai entre a época da emergência da espiga até cerca de uma semana após a antese, quando o alongamento do caule e o perfilhamento já diminuíram, os autores ainda verificaram que nesta fase o crescimento do grão de pólen ainda não começou e com o crescimento posterior dos grãos a taxa fotossintética da folha bandeira volta a aumentar.
As plantas de aveia-branca não exigem grande quantidade de água durante o ciclo de desenvolvimento. A planta tem requisitos mínimos para o perfeito desenvolvimento e apresenta épocas críticas nas quais o suprimento de água é vital, como a germinação e, em maior quantidade, durante o emborrachamento, a floração e a primeira etapa de formação dos grãos. Na maturação e durante a colheita, a precipitação deve ser mínima (CASTRO et al., 2012). A diferenciação floral e o início do florescimento ocorrem sob o aumento do comprimento do dia, com mais de 12 horas de luz, da radiação incidente e da temperatura, quando a duração do dia não é suficiente na época de florescimento, a planta se atrasará e não florescerá (MARSHALL & SORRELLS, 1992). Por outro lado, Parsons et al. (1994) afirmam que para o florescimento, a aveia branca requer mais de 12 horas de luz por dia, porém algumas variedades são insensíveis a este fator. Em geral, o número de nós do colmo, consequentemente o número de folhas, e o tamanho da estrutura reprodutiva, são modificados pela alteração do fotoperíodo. No
florescimento a haste ou colmo, que carrega as folhas e a inflorescência, está ereta (MARSHALL & SORRELLS, 1992; CASTRO et al., 2012), Segundo os mesmos autores quando a duração do dia não é suficiente na época de florescimento, este se atrasará e não florescerá. Por outro lado, Parsons et al., (1994) afirmam que para o florescimento algumas variedades são insensíveis a este fator e que em geral, o número de nós do colmo, consequentemente o número de folhas, e o tamanho da estrutura reprodutiva, são modificados pela alteração do fotoperíodo.
A população de plantas, em função de alguns fatores (potencial genético, radiação solar, disponibilidade de água e nutrientes, incidência de pragas, doenças e plantas daninhas), pode implicar no desempenho da cultura da aveia destinada para a produção de grãos (ABREU et al., 2004; 2005), os autores ainda destacam que em etapas precoces de desenvolvimento altas populações de plantas favorecem a rápida cobertura do solo e a redução da infestação por plantas daninhas. Almeida et al. (2000) consideram que o contínuo melhoramento genético da cultura da aveia tem modificado, significativamente, a arquitetura de planta através de redução na estatura e na área foliar, entre outras características sendo que essas mudanças podem alterar a resposta dos cultivares e, portanto, serem necessárias recomendações particulares para cada grupo.
A aveia branca tem a característica de se adaptar bem a diferentes tipos de solo. A cultura tolera solos ácidos até 4,5 de pH e solos alcalinos da ordem de 8,5 de pH, porém, seu desenvolvimento ótimo se dá com pH entre 5,0 e 6,0 (CASTRO, 2009), o autor ainda salienta que o fator limitante em solos ácidos está associado à presença de alumínio tóxico, já que a cultura é suscetível aos danos causados por esse elemento, principalmente em seu sistema radicular.
A grande adaptabilidade de aveia branca e seus múltiplos propósitos fazem dela uma espécie de extrema importância para a sustentabilidade de diversos sistemas de produção agrícola, porém para maximizar seus benefícios e obter lucratividade com a cultura, é necessário o conhecimento da ecofisiologia desta planta, ou seja, identificar as respostas apresentadas pela aveia a diferentes estímulos externos para se conseguir manejar adequadamente todos os tratos culturais durante o ciclo produtivo da cultura, evitando riscos nas épocas mais sensíveis do desenvolvimento da planta e adequando os custos de produção à lucratividade da lavoura.
2.6 Os reflexos do acamamento de plantas na agricultura
O acamamento é uma característica agronômica preocupante em relação ao rendimento de aveia, pela interferência que causa na acumulação da matéria seca e pela dificuldade que impõe na colheita, além de poder, também, afetar a qualidade do grão. O acamamento é uma característica difícil de ser avaliada isoladamente e com precisão, dada a grande interação que existe com o vento, com a chuva e com o solo. As diferenças entre as cultivares tende a ser obscurecida por fatores, ambientais, tais como a densidade de plantas e a fertilidade do solo (CECCON et al., 2004). O acamamento tem sido atribuído a diversos fatores, como: o defeito do sistema radicular (PINTHUS, 1967; KIRICHENKO & PALAMARCHUK, 1980), a fraqueza dos colmos, a interação da densidade de população de plantas com o vento e com a chuva (SOUZA, 1998). Em trigo Cruz et al., (2003) e Zagonel et al., (2002) verificaram que o acamamento no estádio de antese determina a redução do rendimento de grãos, do peso do hectolitro e do peso médio de grão, os autores ainda mencionam que o acamamento provoca maior estresse no genótipo de trigo de porte alto do que no de porte baixo. Quando ocorre na fase de enchimento de grãos, compromete a produtividade, por limitar a fotossíntese e a translocação de fotoassimilados, já na maturação, as plantas acamadas deixam as espigas mais próximas do solo, em ambiente mais úmido, o que acarreta diminuição do peso hectolítrico, germinação ou apodrecimento do grão, além de dificultar a colheita mecanizada (ZAGONEL & FERNANDES, 2007). Segundo Gomes et al., (2010), o acamamento do milho proporciona perdas anuais de 5 a 20% na produção mundial , isso ocorre por que o colmo do milho, além de suportar as folhas e partes florais, serve também como órgão de reserva de fotoassimilados, e que após a floração, o fluxo de fotoassimilados é direcionado prioritariamente ao enchimento de grãos. Quando o aparato fotossintético não produz fotoassimilados em quantidade suficiente para a manutenção dos tecidos, a maior demanda exercida pelos grãos por esses produtos leva os tecidos da raiz e da base do colmo a senescerem precocemente, fragilizando essas regiões (FANCELLI & DOURADO NETO, 2000; SANGOI ET AL., 2001; FONTOURA ET AL., 2006). Na cultura da mandioca o acamamento dificulta os indispensáveis tratos culturais como capinas entre outros, além disso, um grande número de raízes de nutrição se rompe, ocasionando a redução da capacidade do vegetal em absorver água e elementos nutritivos (SILVA & SCHMIDT, 1967). Por outro lado, os autores verificam que a rama caída, que já havia perdido suas folhas de maneira natural, inicia a brotação das gemas, fato esse prejudicial à produção, uma vez que ela se verifica. Em arroz o acamamento no momento da colheita, acarreta perdas
significativas à produtividade, além de prejudicar o preço do produto pela baixa qualidade dos grãos (SOARES et al., 2008). Na cultura do feijoeiro o acamamento é responsável por reduzir a viabilidade da colheita mecânica, além disto, o acamamento faz com que as vagens fiquem em contato com o solo e, consequentemente ocorre à deterioração da qualidade comercial dos grãos (PEREIRA et al., 2012). Em cevada o acamamento é um dos principais problemas no cultivo da cevada, provocando diminuição no rendimento, perdas de colheita e redução na qualidade dos grãos (GROHS et al., 2002), essa redução de qualidade faz com que o grão perda suas características do malte que venha a ser produzido (TEIXEIRA &RODRIGUES, 2003).
2.7 O acamamento na produção e qualidade de grãos de aveia
O acamamento é um dos principais problemas que prejudica o rendimento e a qualidade de grãos de aveia no sul do Brasil e as características das plantas relacionadas com o acamamento ainda são pouco conhecidas (BERRY et al., 2000). Só o que se sabe é que a adubação nitrogenada afeta significativamente a altura das plantas, o comprimento da panícula, o rendimento de sementes, a produção de sementes por planta e o peso hectolítrico, mas em contraponto a estes benefícios existe o fator acamamento que é o grande responsável pela perda na qualidade de grão para a indústria, este fator ocorre pelo distanciamento dos entrenós. O comprimento do colmo é relacionado com o diâmetro dos entrenós basais, estando associado à resistência ao acamamento (PINTHUS, 1973; TRIPATHI et al., 2003). O fenômeno do acamamento é definido como o deslocamento permanente da posição vertical dos colmos (PINTHUS, 1973). Ele tem sido estudado desde o início do século passa do (MOLDENHAVER, 1914) por ser um importante fator de diminuição nos rendimento os de grãos em diversas regiões do mundo. As reduções no rendimento e qualidade dos grãos são causadas de forma direta pela interferência na acumulação de matéria seca dos grãos quando as plantas estão deitadas umas sob as outras e, de forma indireta, pelas dificuldades de colheita. A diminuição no rendimento de grãos causada pelo acamamento foi estimada em cerca de 50% para algumas linhagens de aveia (FEDERIZZI et al., 1993). Outros pesquisadores relatam diminuição de rendimento da ordem de 30-60% quando o acamamento foi provocado artificialmente (BERRY, 2000; FISCHER & STAPPER, 1987; PINTHUS 1973; MULDER, 1954; CAIEIRÃO, 2003). O prejuízo no rendimento de grãos se dá de maneira diferenciada, de acordo com a forma em que o
componente do rendimento é afetado, o qual é dependente do momento de ocorrência do acamamento (SHANGGUAN et al., 2004). Quando ele ocorre antes da antese, o número de grãos por unidade de área é prejudicado, mas após a antese, o peso dos grãos é o mais afetado sendo que em qualquer caso há um pequeno incremento no teor de N nos grãos (PINTHUS, 1973). O aumento do IC com acamamento se da pelo maior peso das estruturas reprodutivas que provocam um desequilíbrio nos colmos e, consequentemente, pioram as propriedades biomecânicas, incrementando a suscetibilidade ao acamamento das plantas (SANTI, 2001).
2.8 Nitrogênio x produtividade x acamamento
A adubação nitrogenada se faz necessária devido à insuficiente quantidade que o solo fornece para o adequado crescimento das plantas, uma vez que, entre os nutrientes que influenciam o seu rendimento, o nitrogênio é um dos mais absorvidos durante o ciclo de desenvolvimento das plantas (SCALCO et al., 2003). O suplemento excessivo de nitrogênio aumenta mais o crescimento da parte aérea, comparativamente ao crescimento radical, ampliando a suscetibilidade da planta à seca e a deficiência nutricional de fósforo e potássio (VIANA & KIEHL, 2010). O alto suplemento de nitrogênio promove excessivo crescimento de área foliar, pelo seu efeito na expansão da área foliar e pelo aumento do afilhamento. Essas condições podem levar ao auto-sombreamento foliar e a um microclima favorável ao desenvolvimento de fungos. A infestação de fungos nessa situação é aumentada, pois sua penetração, multiplicação e desenvolvimento são potencializados em tecidos suculentos em decorrência do suplemento excessivo de nitrogênio. Com o aumento na disponibilidade de nitrogênio, o efeito positivo deste na fotossíntese é diminuído, em razão do auto-sombreamento ou pelo aumento da infeção por patógenos. Em decorrência, verificasse aumento da demanda de fotossintatos necessários à assimilação desse excesso de nitrogênio, o qual não é contrabalanceado por aumento na produção de carbono fotossintético. Dessa forma, os fotossintatos são desviados de outros caminhos dentro da planta para atender à nova demanda de assimilação, criada pelo excesso de nitrogênio, resultando em alteração na estrutura orgânica da planta, essa alteração reflete na redução da disponibilidade de carboidratos para os processos estruturais da planta.
A época correta de aplicação do nitrogênio é fundamental para incrementar a produtividade de grãos, pois aplicações muito precoces ou muito tardias podem ser pouco aproveitadas pelas plantas (SILVA et al., 2005). O nitrogênio tem forte influência no crescimento e desenvolvimento de aveia, nos estádios iniciais, os afilhos, em especial, a sua produção e sobrevivência, têm relação com o rendimento de grãos (MUNDSTOCK & BREDEMEIER, 2001). A aplicação de N no emborrachamento não resultou em aumento de rendimento de grãos e foi similar ao tratamento que não recebeu nitrogênio. Em alguns casos, a aplicação tardia de N pode aumentar a massa do grão, em função da manutenção da área foliar ativa por um período mais longo (McMASTER, 1997; SORATTO et al., 2001) e resultar em pequenos incrementos de rendimento, o aumento da dose de nitrogênio aumenta a estatura das plantas, o número de espigas/m e a produtividade. Alguns estudos, entretanto, têm mostrado que a melhor época de aplicação de N, em cobertura, para produção e qualidade de grão de aveia é na fase de perfilhamento (NAKAGAWA et al., 1994 e 1995; ZAGONEL et al., 2002),além disso, VIANA & KIEHL, (2010) verificaram que ao aplicar doses de nitrogênio e potássio, respectivamente, promove maior produção de massa seca e maior teor de clorofila nas folhas. Segundo ZAGONEL & FERNADES, (2007) do ponto de vista fitotécnico, as plantas respondem bem ao incremento da adubação nitrogenada, entretanto, quando a adubação é feita de forma excessiva, os altos níveis de acamamento podem dificultar as operações de colheita e aumentar as perdas de grãos com concomitante redução na produção total. O acamamento ocorre predominantemente no período de dois meses antes da colheita pela interação de fatores como planta, vento, chuva e solo (BERRY et al., 2003). Doses de nitrogênio são fatores positivos para o aumento da produtividade, porém, podem resultar no acamamento da cultura, o que interfere negativamente na produção e na qualidade dos grãos. A resistência ao acamamento é, portanto, uma característica primordial nos programas de melhoramento, uma vez que essa variável interfere significativamente no rendimento e na qualidade do grão. Uma das alternativas que vem sendo utilizada para contornar esse problema é a aplicação de reguladores de crescimento. O uso de reguladores de crescimento objetiva reduzir a altura de plantas para incrementar a produção de grãos, possibilitando a aplicação de doses mais elevadas de nitrogênio sem aumentar os níveis de acamamento. A principal formulação utilizada tem como ingrediente ativo o trinexapac-ethyl.
Trinexapac-ethyl é um regulador de crescimento utilizado em cereais que regula o crescimento do colmo reduzindo o alongamento dos entrenós pela inibição da biossíntese de giberelina ou liberação de etileno (RAJALA, 2003) reduzindo, consequentemente, a altura das
plantas. As giberelinas formam um grande grupo de fitohormônios sintetizados no meio endógeno da planta que estimulam o comprimento do colmo, ressaltando os mecanismos de alongamento celular. De uma foram geral, inibidores da síntese de giberelina têm sido reportados como capazes de ressaltar a atividade metabólica ou efetividade do áciso abscísico (KOROL & KLEIN, 2002). Essa redução no nível de ácido giberélico ou na sua sensibilidade, com concomitante redução na altura de planta é importante para a indução de tolerância a estresses em cereais. O modo de ação do trinexapac-ethyl inibe parcialmente o transporte de elétrons na mitocôndria provocando uma redução na respiração celular (HECKMAN et al. 2002). Esse mecanismo possivelmente pode explicar essa tolerância a vários tipos de estresse resultantes da aplicação desse regulador de crescimento em várias espécies de plantas (QIAN & ENGELKE, 1999; VAN STADEN & JÄGER, 1998; SARKAR et al. 2004; MCKEE & LONG, 2001). O uso de redutores de crescimento é uma prática difundida com sucesso na Europa, onde o trinexapac-ethyl tem-se mostrado efetivo na redução da estatura das plantas de cereais de inverno, evitando o acamamento (AMREIN et al., 1989; KERBER et al., 1989). No Brasil, essa tecnologia tem sido utilizada na cultura do trigo e em outras culturas objetivando reduzir a altura de plantas, controlar o acamamento e potencializar a produtividade das culturas. Entretanto, os efeitos dessa tecnologia nos sistemas produtivos de aveia e a sua viabilidade econômica na cultura ainda não são bem conhecidos (BENNET et al., 2008). A estatura de plantas aumentou com o aumento da dose de nitrogênio para os tratamentos com trinexapac-ethyl e, mesmo na maior dose, a altura foi menor daquela observada na ausência do produto, em que a dose de nitrogênio não afetou esta característica (SILVA et al., 2001; ZAGONEL & FERNADES, 2007; VIENA & KIEHL, 2010).
A redução da altura de plantas aparece como uma das vantagens mais importantes do trinexapac-ethyl e sua interação com a dose de nitrogênio permite o uso de doses maiores do nutriente, mantendo as plantas com altura inferior àquela observada na ausência do produto. Como a adição de doses nitrogênio a partir de 40 kg/ha já implica no acamamento (SILVA & GOTO, 1991) e em geral são utilizadas doses de até 120 kg/ha com bons resultados (FREITAS et al., 1994), para as cultivares de porte médio e alto e/ou em locais sujeitos a ocorrência de ventos, o trinexapac-ethyl pode constituir uma opção para o aumento da produtividade, por possibilitar o uso de maiores doses de nitrogênio (ZAGONEL et al., 2002), A aplicação do trinexapac-ethyl resultou em plantas com entrenós mais curtos; em aumento do número de espigas/m e da produtividade. Com o aumento da dose de nitrogênio ocorreu aumento da estatura das plantas, do número de espigas/m e da produtividade. Com o aumento da densidade de plantas, o diâmetro do caule, a massa seca das plantas e o número de grãos por espiga
diminuíram e o número de espigas/m e o peso de mil grãos aumentaram, mas não afetaram a produtividade.
2.9 Redutor de crescimentos em plantas
Reguladores de crescimento são compostos orgânicos, naturais ou sintéticos, que em pequenas quantidades promovem, inibem ou modificam de alguma forma, processos morfológicos e fisiológicos do vegetal. São utilizados para reduzir a altura das plantas, sem que alterem os padrões ambientais e morfológicos das mesmas e, preferencialmente, não devem possuir caráter fitotóxico (RADEMACHER, 2000). Quando aplicados nas sementes ou nas folhas, podem interferir em processos como germinação, enraizamento, floração, granação e senescência (CASTRO & VIEIRA, 2001; EMBRAPA, 2008). Retardadores ou retardantes vegetais são todos os compostos químicos que diminuem a divisão e a elongação celular em tecidos meristemáticos e regulam fisiologicamente a estatura de planta, sem diminuição da produtividade de grãos (CATHEY, 1964; RADEMACHER, 2000). São usados comercialmente na agricultura e horticultura.
Redutor de crescimentos é um composto químico que vêm sendo utilizado como solução no combate ao acamamento de plantas (TEIXEIRA & RODRIGUES, 2003), sem diminuição do rendimento (RADEMACHER, 2000), a autor ainda ressalta que dentre os redutores destaca-se o trinexapac-ethyl de nome comercial “Moddus” que é um redutor de crescimento que interfere no final da rota metabólica da biossíntese do ácido giberélico, pela inibição da enzima 3 â-hidroxilase, reduzindo drasticamente o nível do ácido giberélico ativo GA1 e assim aumentando acentuadamente seu precursor biossintético imediato GA20 (DAVIES,
1987; TAIZ & ZEIGER, 2004). A queda no nível do ácido giberélico ativo GA1, que atua na
elongação dos internódios, é a provável causa da inibição do crescimento das plantas (RADEMACHER, 2000). Esses redutores são empregados visando a tornar a arquitetura das plantas mais adaptadas e eficientes no uso dos recursos ambientais e de insumos para suportar alto rendimento agronômico e são amplamente estudados para monocotiledôneas como na cultura do trigo, cevada e cana-de- açúcar, e em dicotiledôneas, como por exemplo, a cultura do algodão (BERTI et al., 2007) e, em menor escala, para a soja (LINZMEYER JUNIOR et al., 2008). Os redutores de crescimento, normalmente, apresentam ação antagonista às giberelinas e
