Avaliação de linhagens de feijoeiro comum em ensaios multi-ambientes usando fator analítico e variáveis ambientais

Abstract

O feijão comum é um alimento essencial na dieta humana e desempenha um papel importante na agricultura brasileira. Seu cultivo se estende por todo o território nacional, adaptando-se a diversas condições climáticas. Tal distribuição geográfica e sazonal destaca a necessidade de avaliações em ensaios multi-ambientes (MET) e um entendimento mais profundo da interação genótipos por ambientes (G × A). O objetivo desse estudo foi a seleção de linhagens superiores de feijão comum dos tipos 'Carioca' e 'Preto' em METs através da aplicação de Ferramentas de Seleção do Fator Analítico (FAST). O estudo teve como objetivos específicos: (i) realizar uma análise abrangente envolvendo o conjunto total de dados e, simultaneamente, uma análise específica para cada safra; (ii) comparar os avanços genéticos obtidos por meio de diferentes métodos de seleção; e (iii) identificar as condições ambientais mais influentes na resposta dos genótipos. O conjunto de dados foi composto por 59 linhagens, avaliadas em delineamento de blocos completos casualizados com três repetições. Essas linhagens foram avaliadas em 15 ambientes no estado de São Paulo, considerando a combinação local x ano. Modelos fator analítico com número de fatores variando de 1 a 4 (FA1 a FA4) foram ajustados para a análise do conjunto de dados completo e dos dados referentes a cada safra. Aqueles com menor valor do critério de informação de Akaike, dentre os modelos com mais de 70% de variação explicada (com base na razão média de semivariâncias) foram selecionados. A seleção das linhagens com alto desempenho geral e estabilidade foi realizada via FAST. Além disso, avaliou-se quais das 32 variáveis ambientais explicavam a interação G × A durante o cultivo da cultura. O modelo selecionado para o conjunto de dados completo foi o FA4, e para a análise por safra, o FA3. A abordagem de seleção apontou como superiores, de maneira conjunta para todas as safras, as linhagens L48, L45, L42, L37, L31, L28, L47, L46 e L41. Para a safra das águas, os selecionados foram L23, L24, L30, L43, L45, L25, L09, L22 e L34. Para as safras da seca foram selecionadas as linhagens L23, L24, L25, L21, L19, L48, L09, L47 e L46. Finalmente, nas safras de inverno destacaram-se as linhagens L24, L25, L19, L10, L23, L21, L22, L46 e L39. Quanto às variáveis ambientais mais relevantes para a interação destacaram-se temperatura média e mínima, teor de nitrogênio, eficiência do uso de radiação, densidade aparente, capacidade de troca catiônica, fragmentos grossos de solo, radiação líquida e teor de areia, variando conforme as diferentes safras. Estes resultados promovem um melhor entendimento da interação G × A, auxiliando melhoristas na seleção de linhagens adaptadas e estáveis sob diferentes condições ambientais. Palavras-chave: Phaseolus vulgaris (L.). Interação genótipos por ambientes. Modelos mistos fator analítico.Common bean is a staple food in human diets and plays a significant role in Brazilian agriculture. This crop is cultivated across the entire national territory, adapting to vari- ous climatic conditions. Such geographic and seasonal distribution underscores the necessity of evaluations in multi-environment trials (METs) and a deeper understand- ing of genotype by environment interaction (G x E). The aim of this study was to select superior common bean lines types 'Carioca' and 'Black' in METs through the applica- tion of Factor Analytic Selection Tools (FAST). The study had specific objectives: (i) to perform a comprehensive analysis involving the entire data set and, simultaneously, a specific analysis for each crop season; (ii) to compare the genetic gains obtained through different selection methods; and (iii) to identify the environmental conditions most influential in the response of the genotypes. The dataset comprised 59 lines, evaluated in a randomized block design with three replications. These lines were as- sessed in 15 environments in the state of São Paulo, considering the local x year com- bination. Factor Analytic models with a number of factors varying from 1 to 4 (FA1 to FA4) were fitted for the analysis of the complete data set and the data for each season. Those with the lowest Akaike information criterion value, among the models with more than 70% of variation explained (based on the average semivariances ratio) were se- lected. The selection of lines with high overall performance and stability was performed via FAST. In addition, it was evaluated which of the 32 environmental variables ex- plained the G × E interaction during the crop cultivation. The selected model for the complete data set was FA4, and for the seasonal analysis, FA3. The selection pointed out as superior, jointly for all seasons, the lines L48, L45, L42, L37, L31, L28, L47, L46, and L41. For the wet season, the selected lines were L23, L24, L30, L43, L45, L25, L09, L22, and L34. In the dry season, the selected lines were L23, L24, L25, L21, L19, L48, L09, L47, and L46. Finally, in the winter season, L24, L25, L19, L10, L23, L21, L22, L46, and L39. As for the most relevant environmental variables for the interaction, the following stood out: average temperature, minimum temperature, nitrogen content, radiation use efficiency, bulk density, cation exchange capacity, coarse fragments, net radiation, and sand content, varying according to the different crop seasons. These results promote a better understanding of the G × E interaction, assisting breeders in selecting adapted and stable lines under different environmental conditions. Keywords: Phaseolus vulgaris (L.). Genotype by environment interaction. Factor analytic mixed models.