Modificações ocorridas em cultivares de soja do tipo de crescimento determinado cultivadas no sul do Brasil

Orientador: Prof. Dr. Volnei Pauletti

Coorientadores: Prof. Dr. Adilson de Oliveira Junior, Prof. Dr Milton Ferreira de Moraes

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo. Defesa : Curitiba, 17/02/2017

Inclui referências

Área de concentração: Solo e ambiente

Resumo: No Brasil, a cultura da soja vem apresentando em incrementos médios anuais de 29 kg ha- 1, ocasionado pelas modificações no melhoramento genético e manejo. Onde o melhoramento genético representa até 67 % dos ganhos de produtividade e o restante causado pelo manejo. Entretanto, a influência do melhoramento genético nas características morfológicas, fisiológicas e nutricionais das cultivares de soja ao longo dos anos não está clara. Diante disso, o objetivo geral do trabalho foi avaliar as modificações morfológicas, fisiológicas e nutricionais de cultivares de soja (Glycine max (L.) Merr.) cultivadas no Sul do Brasil nos últimos 76 anos. Para tanto, o trabalho está composto por dois capítulos, que buscam descrever (i) as alterações morfológicas, componentes de rendimento e partição de matéria seca de cultivares de soja cultivadas de 1940 à 2016 no Sul do Brasil, e (ii) as modificações fisiológicas, nutricionais e qualidade do grão de soja proporcionadas de diversos programas de melhoramento genético. O experimento foi realizado em casa de vegetação na Universidade Federal do Paraná, consistindo na comparação de 22 cultivares de soja cultivadas no Sul do Brasil, com cinco repetição, sob delineamento de blocos ao acaso. Os parâmetros fisiológicos avaliados consistiram de clorofila a e b, carotenoide e atividade enzimática da redutase do nitrato e urease. As plantas foram colhidas na maturidade fisiológia, com exceção das folhas que foram coletas conforme senesciam, e divididas em folha, haste, vagem e grão. Em conjunto à colheita, se determinou os componentes de rendimento e os parâmetros morfológicos. Posteriormente, avaliou o teor de óleo e proteína no grão e com a concentração de nutrientes determinou a extração, exportação, índice de partição e a eficiência de absorção radicular e utilização de nutrientes. As cultivares demonstraram redução em 50 % de área foliar por planta. O incremento no índice de colheita de grão foi compensado pela redução da matéria seca de raiz. O rendimento planta-1 foi controlado pelo número de grão planta-1, vagem planta-1, nó reprodutivo planta-1 e nó planta-1. O teor de clorofila a e b e atividade enzimática da redutase do nitrato e urease não tiveram alteração ao longo do período analisado. A concentração, conteúdo, partição e eficiência de absorção radicular e de utilização de nutrientes tiveram modificações nas diversas partes da planta proporcionadas pelo melhoramento genético. A concentração de óleo e proteína do grão de soja não evidenciou influência com a seleção de cultivares para alta produtividade, mas tendo relação negativa entre esses dois parâmetros. Conclui-se que o foco do melhoramento na seleção de cultivares para altos rendimentos, em conjunto com as alterações no manejo, promoveu modificações morfológicas, fisiológicas e nutricionais relevantes no cenário da soja no Brasil. Palavras-chave: Evolução. Glycine max. Nutriente. Rendimento. Partição.

Abstract: In Brazil, the soybean crop is presented in annual average increments of 29 kg ha-1, caused by the modifications in the genetic improvement and management. Where genetic improvement represents up to 67% of productivity gains and the remainder caused by management. However, the influence of genetic improvement on the morphological, physiological and nutritional characteristics of soybean cultivars over the years is not clear. The objective of this work was to evaluate the morphological, physiological and nutritional changes of soybean cultivars (Glycine max (L.) Merr.) Cultivated in southern Brazil in the last 76 years. In order to do so, the work is composed of two chapters, which seek to describe (i) the morphological changes, yield components and dry matter partition of soybean cultivars cultivated from 1940 to 2016 in southern Brazil, and (ii) physiological modifications , Nutritional and soybean quality provided by various breeding programs. The experiment was carried out in a greenhouse at the Federal University of Paraná, consisting of 22 cultivars of soybean cultivated in southern Brazil, with five replications, under a randomized block design. The physiological parameters evaluated consisted of chlorophyll a and b, carotenoid and enzymatic activity of nitrate reductase and urease. The plants were harvested at physiological maturity, except for the leaves that were collected according to senesciam, and divided into leaf, stem, pod and grain. Together with the harvest, the yield components and the morphological parameters were determined. Afterwards, it evaluated the oil and protein content in the grain and with the concentration of nutrients determined the extraction, export, partition index and the efficiency of root absorption and nutrient utilization. The cultivars showed a 50% reduction in leaf area per plant. The increase in the grain harvest index was compensated by the reduction of root dry matter. Yield plant-1 was controlled by the number of grain plant-1, pod plant-1, reproductive node plant-1 and node plant-1. The content of chlorophyll a and b and the enzymatic activity of nitrate and urease reductase did not change during the analyzed period. The concentration, content, partition and efficiency of root absorption and nutrient utilization have changed in the various parts of the plant provided by genetic improvement. The concentration of soybean oil and protein did not show influence with the selection of cultivars for high productivity, but with negative relation between these two parameters. It is concluded that the focus of the improvement in the selection of cultivars for high yields, together with the changes in the management, promoted morphological, physiological and nutritional modifications relevant in the soybean scenario in Brazil. Keywords: Evolution. Glycine max. Nutrient. Yield. Partition.