Manejo de trigo para alta produtividade

Osmar Rodrigues1, Mauro Cesar Celaro Teixeira1 e Edson Roberto Costenaro21Pesquisador da Embrapa Trigo, Caixa Postal 451, CEP 99001-970, Passo Fundo, RS.E-mail: osmar@cnpt.embrapa.br; mauro@cnpt.embrapa.br.2Analista da Embrapa Trigo, Caixa Postal 451, CEP 99001-970, Passo Fundo, RS. E-mail: edsonc@cnpt.embrapa.br

1. Introdução

O elevado potencial de rendimento do trigo, tão necessário a sustentabilidade do sistema de produção e por isso tão perseguido pelos fitomelhoradores e produtores, tem na sua matriz de formação a necessidade primária de entendimento dos processos de crescimento e desenvolvimento da planta. Esse conhecimento permitirá manejar essa cultura no sentido de maximizar a utilização dos recursos do ambiente (água, luz, temperatura, radiação e nutrientes) para a obtenção de elevada produção de grãos.

2. Importância das fases de desenvolvimento

O potencial de rendimento de grãos de trigo é elevado, porém a expressão desse potencial não tem sido alcançada nos sistemas de produção em que a cultura participa. Atualmente, algumas possibilidades estão sendo apontadas para maior exploração do potencial de produção dessa cultura (SLAFER, 2003). Nesse sentido, o conhecimento dos aspectos da produção de trigo, sua composição, sua determinação, bem como a identificação de estádios e características de desenvolvimento da planta, são fundamentais para exploração desse potencial.

A maioria dos estudos que buscam entender como a produção de grãos de trigo é construída a descreve como o produto da expressão numérica de seus componentes. Assim, a produção de trigo é considerada produto do número de plantas por área, de espigas por planta, de espiguetas por espiga, de grãos por espigueta e peso dos grãos. Tais componentes são, quase invariavelmente, negativamente correlacionados, de modo que o melhoramento de um componente pode afetar negativamente o outro. A menos que a natureza dessa relação negativa seja entendida, não será possível manipulá-la com sucesso para avançar na produção de grãos (SLAFER et al., 1996). Uma das estratégias de estudo que tem sido usada para melhor entendimento dos processos responsáveis pelo avanço da produção (rendimento de grãos) é a utilização de uma série cronológica de cultivares de trigo, que obtiveram aumentos significativos no rendimento de grãos na sua evolução. Essa série cronológica foi usada em estudos na Índia (SINHA et al., 1981), nos EUA (COX et al., 1988), na Argentina (SLAFER & ANDRADE, 1989), na Inglaterra (AUSTIN et al., 1989), na Austrália (PERRY & D’ANTUONO, 1989), no México (FISCHER et al., 1998), na Espanha (ACRECHE et al., 2008) e, tem contribuído para esse entendimento. Estudos dessa natureza foram realizados pela Embrapa Trigo em 1995 e revelaram a importância da duração do período de alongamento do colmo (período compreendido entre os estádios de espigueta terminal - antese)3 na determinação do rendimento de grãos das cultivares liberadas entre 1940 a 1992 (Figura 1) no Sul do Brasil (RODRIGUES et al., 2007)

Figura 1. Associação entre a duração do período entre os estádios de espigueta terminal e antese, na evolução do rendimento de grãos de trigo.

3Espigueta Terminal (ET) corresponde aproximadamente ao início do período de alongamento do colmo e Antese (AN) refere-se ao período de desenvolvimento em que 50% das espigas estiverem com as anteras extrusadas.

Tais resultados evidenciam a importância da duração do período compreendido entre os estádios de espigueta terminal (ET) e antese (AN) para o avanço do rendimento de grãos, assim como outros trabalhos já descritos na literatura. Entre eles, pode-se destacar o trabalho de Fischer (1985) que se baseou nas diferenças de produção associadas com a taxa de crescimento da cultura durante essa fase, utilizando tratamentos de sombreamento ou outro fator de crescimento. Entretanto, pouca discussão tem sido apresentada a respeito da importância da duração dessa fase na determinação do rendimento de grãos e do grau em que essa duração diferencial pode ser responsável pelo melhoramento da produção. Nesse sentido, a maioria dos estudos em ganho genético na produção tem abordado somente se existiu ou não efeito consistente do melhoramento no tempo até a antese, mas raramente na duração da fase ET-AN. Uma exceção é o trabalho desenvolvido por Abeledo et al., (2003) em cevada. Esse contexto ganhou muita importância nos últimos anos, principalmente quando vários trabalhos têm sido publicados mostrando claramente que a modificação da duração dessa fase particular, pode ser crítica para o aumento no número de grãos e para a produtividade do trigo (MIRALLES et al., 2000; SLAFER et al., 2001; SLAFER, 2003; GONZALEZ et al., 2003b, 2005a, 2005b; WHITECHURCH et al., 2007).

Estes estudos têm permitido compreender que tão importantes quanto os critérios específicos de seleção, tão desejados pelos fitomelhoristas, é o conhecimento e a definição de períodos no ciclo de desenvolvimento da planta de trigo, considerados como mais importantes (críticos) para o rendimento de grãos. O conhecimento das causas de variações desse período crítico bem como os processos de crescimento que os produzem é importante ferramenta de manejo para a máxima expressão do potencial de rendimento de grãos dessa cultura.

Nesse estudo de evolução do rendimento de grãos de trigo, os componentes de rendimento de grãos avaliados, revelaram que o peso do grão ao contrário do número de grãos, não esteve associado significativamente com a evolução do rendimento de grãos nas condições do sul do Brasil (RODRIGUES et al., 2007). Tais resultados confirmam que, para trigo, a competição por assimilados entre o crescimento dos grãos parece não ser verdadeira. Assim, a capacidade fotossintética do trigo em fornecer assimilados para o crescimento dos grãos parece ser suficiente (SAVIN & SLAFER, 1991; RICHARDS, 1996; SLAFER & SAVIN, 1994; MIRALLES & SLAFER, 1995). Portanto, reforça a maior importância da fase de alongamento do colmo, que compreende o período entre os estádios de espigueta terminal (ET) e Antese (AN), que tem sido identificado por muitos autores como a fase mais importante para a determinação do número de grãos e rendimento (FISCHER, 1985; KIRBY, 1988; SLAFER et al., 1994; MIRALLES & SLAFER, 1999). Dessa forma, sob condições de campo, o aumento na duração desse período pode representar aumento no rendimento de grãos. Esse período tem sido descrito como de particular importância para produção de grãos (FISHER, 1975, 1985), uma vez que é nessa fase que é determinado o número de flores férteis e consequentemente, o estabelecimento do número de grãos por área, componente de produção mais importante para o rendimento de grãos (FISCHER, 2008).

Resultados apontando a importância desse período na fase de pré-antese para o estabelecimento do número de grãos por área têm sido descritos (FISCHER, 1985; KIRBY, 1988; SIDDIQUE et al., 1989; RODRIGUES et al., 2007). Tais resultados apóiam-se na relação entre número de grãos e o peso da espiga na antese, onde a maior partição de matéria seca à espiga favorece o estabelecimento de um maior número de grãos (SIDDIQUE et al., 1989; SLAFER & ANDRADE, 1993). Por outro lado, Slafer et al., (1999), apontam que a característica de partição quando usada nos programas de melhoramento, não se constitui numa alternativa viável para aumento do rendimento de grãos. Assim, há necessidade de buscar outras opções para maior acúmulo de massa seca durante o período de crescimento da espiga (ET-AN), para aumentar o número de grãos por área.

Nesse sentido, e com base na evolução do rendimento de grãos ocorrida nas últimas décadas no Sul do Brasil, estratégias devem ser buscadas para maximizar essa fase crítica (ET-AN) no sentido de aumentar a disponibilidade de recursos (orgânicos, inorgânicos, diretos ou indiretos) para sustentar o estabelecimento de um maior número de grãos e consequentemente, maior produtividade.

3. Estratégias para maximizar o período ET-AN

3.1. Uso de marcadores do desenvolvimento

Considerando que no período de desenvolvimento da planta de trigo existe uma fase mais importante, em termos de produção de grãos, torna-se imprescindível a marcação dessa fase no tempo para que se possa maximizar a disponibilidade de recursos nesse momento. Contrariamente, a duração do período entre a emergência-antese (Em-AN) e a duração do ciclo total (Em-Colheita) da planta, como costumeiramente marcada no manejo da cultura pelos fitomelhoradores/produtores está relegada a um segundo plano, em termos de importância para obtenção de elevados rendimentos de grãos. Assim, dado o nível tecnológico atual, não se pode mais deixar de marcar esses estádios (ET-AN) no ciclo da cultura. Corroborando com essa proposição, observa-se que cultivares de mesmo ciclo total e mesma duração de ciclo até antese, podem apresentar duração da fase (ET-AN) diferente e, portanto, potencial de rendimento de grãos diferentes (Figura 2). Assim, a identificação dessas fases no tempo torna-se importante para que se possa planejar o uso ou disponibilizar em tempo real recursos do ambiente (radiação, temperatura, água, etc) ou recursos de manejo (água, nutrientes, etc) para a máxima produção de grãos.

Figura 2. Variabilidade na duração do período de crescimento da espiga em cultivares com a mesma duração até antese. (Fonte: Adaptada de Miralles & Slafer, 2007).

3.2. Aumento da duração do período ET-AN

3.2.1. Distribuição temporal da cultura

A melhor distribuição do cultivo no tempo, para maximizar o aproveitamento dos recursos do ambiente, principalmente radiação e temperatura, nessa fase em particular (ET-AN), se constitui em outra estratégia de manejo para elevar o rendimento de grãos de trigo.

A ajuste dessa fase em temperaturas mais amenas, por exemplo, oportunizaria o aumento na sua duração, resultando em maior acúmulo de biomassa pela espiga e, em decorrência, aumento no número de grãos e rendimento. Dessa forma, manipulando a duração da fase, pode-se adequar melhor as cultivares de trigo em ambientes específicos. Um exemplo de tal possibilidade foi descrito por Flood & Halloran (1986), onde o período entre semeadura e antese (Sem-AN) foi ajustado na melhor condição de ambiente, em que pese o diferente período em questão.

Estudos desenvolvidos na Embrapa Trigo, com dois cultivares de grande representação para a triticultura nacional na época (BR 23 e BR 35), evidenciaram que semeaduras muito precoces (meados de maio) para a região de Passo Fundo-RS, têm um efeito benéfico (potencializador) no rendimento de grãos (Figura 3). Nesse estudo, observou-se que nas semeaduras em meados de maio, onde as temperaturas médias são mais elevadas em comparação aos meses de junho e de julho (médias menores), provocam redução significativa no período entre a semeadura e o duplo anel (Sem-DA), colocando os períodos subsequentes (DA-ET e ET-AN) nas melhores condições de temperatura (temperaturas mais amenas), provocando alongamento significativo nesse período e propiciando o maior acúmulo de reservas, com reflexos positivos sobre o número de espiguetas (definido no DA-ET) e consequentemente no número de grãos/m2, definido entre os estádios de ET-AN (Figura 3).

Figura 3. Relação do tempo de duração (dias) entre a Sem-AN com sub-períodos (Sem=semeadura; DA=duplo anel; ET=espigueta terminal e AN=antese) nas cultivares de trigo BR 23 e BR 35 (1992, 1993 e 1994) semeadas em diferentes épocas. As setas referenciais na parte superior da figura indicam as épocas de semeadura. Embrapa Trigo, Passo Fundo, RS.

Observa-se ainda, uma relação linear negativa entre a duração do período até antese com as datas de semeadura, a partir de meados do mês de maio (Figura 3). Consequentemente e independentemente das diferenças no tempo entre as semeaduras, a antese desses cultivares ocorreram em datas similares devido a convergência do desenvolvimento (HAY & KIRBY, 1991); isto é, o desenvolvimento progressivamente acelerado à medida em que se atrasa a semeadura. A redução da duração até antese nas semeaduras tardias ocorre quase que exclusivamente pelo encurtamento da duração do período entre Em-DA e ET-AN, uma vez que o período entre DA-ET tem-se mantido relativamente constante (Figura 4).

Figura 4. Efeito da época de semeadura na duração do período semeadura a antese nas cultivares de trigo BR 23 e BR 35 nos anos de 1992, 1993 e 1994. Embrapa Trigo, Passo Fundo, RS.

Melhorar a distribuição da radiação dentro da cultura, nessa fase (ARAUS et al., 1993; SLAFER et al., 1994; CALDERINI et al., 1997), bem como melhorar a eficiência de uso da radiação (AUSTIN et al., 1980; RICHARDS, 1996; FISCHER et al., 1998) são oportunidades para elevar o rendimento de grãos bem discutidas na literatura. Contudo, Slafer et al., (1999) apontam dificuldades para melhorar o aproveitamento da radiação pelo dossel da cultura, uma vez que no início dessa fase (ET-AN), na maioria dos casos, tal característica já tem sido maximizada. Mesmo assim, novas estratégias de arranjo de plantas, para melhorar a disponibilidade de radiação nessa fase, podem ser perseguidas pelo manejo.

3.2.2. Utilização de cultivares com resposta ao fotoperíodo e a vernalização

O tamanho das fases de desenvolvimento do trigo depende da sua sensibilidade ao fotoperíodo, vernalização e da duração da sua intrínseca ”fase basal” de desenvolvimento.

Estudos de vernalização e de fotoperíodo durante essa fase crítica não mereceram grande atenção no passado, uma vez que o pensamento corrente na época era de que o efeito da vernalização (HALSE & WEIR, 1970; ROBERTSON et al., 1996) e do fotoperíodo ocorria predominante na fase vegetativa. Contudo, várias evidências oriundas de estudos fisiológicos demonstram que o período de ”alongamento do colmo” é responsivo ao fotoperíodo (SLAFER & RAWSON, 1994).

As cultivares de trigo podem variar largamente na sua sensibilidade a esses condicionantes. Assim, vários estudos em ambientes controlados e a campo têm suportado a ideia geral da utilização da sensibilidade ao fotoperíodo para aumentar a duração da fase de alongamento do colmo (ET-AN) e, consequentemente, aumentar o peso seco da espiga na antese e a produção de grãos (MIRALLES et al., 2000; SLAFER et al., 2001; GONZALEZ et al., 2003a,b; GONZALEZ et al., 2005a,b).

Por outro lado, a vernalização tem sido apontada pelo seu efeito na duração da fase vegetativa (ROBERTSON et al., 1996), na duração da fase de diferenciação das espiguetas (SLAFER & RAWSON, 1994) e em algumas situações extremas (GONZALEZ et al., 2003a) na duração da fase alongamento do colmo. Independente do efeito da vernalização no período vegetativo e/ou reprodutivo, esta variável (vernalização) pode se constituir em estratégia indireta, para adequação no tempo do período de ”alongamento do colmo”, visando melhor aproveitamento dos recursos do ambiente (água, luz, radiação, temperatura e nutrição) nos sistemas de produção em que o trigo participa. Da mesma forma, essa sensibilidade no período vegetativo, se constitui em estratégia fundamental para os trigos de duplo propósito, uma vez que poderia garantir para a planta um período mais longo de duração da fase vegetativa, assegurando maior produção de folhas e afilhos, principalmente em regiões com frequentes veranicos (estresse de temperatura), no período inicial de desenvolvimento da cultura.

3.3. Maximizar a utilização de nitrogênio

A época de aplicação de nitrogênio na cultura do trigo tem sido considerada como estratégia para maximizar a eficiência desse elemento em termos de rendimento de grãos (BREDEMEIER & MUNDSTOCK, 2001). Considerando a época em termos de crescimento e desenvolvimento da planta, tem sido observado que aplicações de nitrogênio precoces ou tardias podem ser pouco aproveitadas pelas plantas (SILVA et al., 2005). Isso demonstra a existência no ciclo da planta, de um momento mais adequado para aplicação desse nutriente. Esse momento vai depender das demandas específicas da planta em função dos órgãos que estão sendo determinados e desenvolvidos e, principalmente, da importância desses órgãos na composição final do rendimento de grãos.

As recomendações técnicas para o cultivo de trigo nos estados do Rio Grande do Sul e Paraná têm preconizado a aplicação de nitrogênio em cobertura para o período de afilhamento da cultura, que segundo a Comissão Sul-brasileira de Pesquisa de Trigo (CSPT, 2004), corresponde geralmente ao intervalo entre 30 e 45 dias após a emergência.

A generalização do uso desse referencial (tempo em dias) pode apresentar problemas, uma vez que a planta de trigo não segue rigorosamente esse calendário, mas segue um tempo biológico. Da mesma forma a aplicação de nitrogênio na cultura do trigo em função do número de folhas, apresenta limitada precisão. Tal limitação decorre do fato de que o número de folhas é um parâmetro que está condicionado principalmente em função da temperatura e da cultivar e isso cria dificuldades quando se deseja fazer previsões de desenvolvimento (recomendações) fora dos locais e épocas onde as cultivares e seus respectivos estudos, foram desenvolvidos (RODRIGUES et al., 2001). Portanto, o número de folhas bem como os estádios de ”afilhamento” ancorados no tempo (dias), acima referidos são parâmetros muito variáveis e a sua utilização como ”marcadores” do fornecimento de N, pode levar a um descompasso com a necessidade da planta. Para uma melhor visualização dessa situação, apresentamos como exemplo duas cultivares da Embrapa Trigo que apresentam ocorrência diferenciada no tempo da fase compreendida entre os estádios de ET-AN (Figura 5).

Figura 5. Duração dos estádios de desenvolvimento de duas cultivares da Embrapa (BRS Tarumã e BRS Guamirim). Embrapa Trigo, 2007. Passo Fundo, RS. Valores dentro da barra indicam o rendimento de grãos da cultivar.

Nesse contexto, é grande o interesse na possibilidade de que a fertilização nitrogenada em trigo, por sua importância na composição do rendimento de grãos (SINCLAIR & JAMIESON, 2006) e pelo seu impacto no ambiente, possa ser empregada de forma mais eficiente, fazendo com que esteja disponível em quantidade e no momento em que a planta mais necessita, quando realizada com base no desenvolvimento da planta (tempo biológico) mais do que numa escala de tempo em dias (RODRIGUES et al., 2001).

A aplicação de nitrogênio deve ser dividida entre a semeadura, para otimizar o crescimento inicial e, em cobertura. Na aplicação em cobertura, a dose também pode ser dividida entre os estádios de DA e ET. No caso de dose única a aplicação no ET é preferencial, pois o requerimento de nitrogênio após esse estádio é máximo e determina um maior número de flores férteis (flores que irão estabelecer grãos) e consequentemente elevado rendimento de grãos (WHINGWIRI & KEMP, 1980).

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Publicado na Revista Plantio Direto, edição 123, maio/junho de 2011.