Associação entre fenotipagem de alto rendimento do dossel e produtividade em soja

Abstract

A identificação de caracteres mensuráveis por meio da fenotipagem de alto rendimento e que sejam correlacionados com a produtividade de grãos pode ser de grande utilidade para os programas de melhoramento de soja. Os objetivos deste estudo foram quantificar a associação existente entre a qualidade fisiológica de sementes, a cobertura de dossel vegetativo e a produtividade de grãos em genótipos de soja. Para tanto, dois experimentos de campo foram conduzidos nas cidades de Mauá da Serra e Campo Mourão, Paraná, Brasil. Um total de 97 genótipos de soja foram analisados na safra agrícola de 2018/2019. Antes da semeadura, uma amostra das sementes, foi destinada a avaliação da qualidade fisiológica por meio de teste de germinação, teste de primeira contagem, comprimento de plântulas aos três dias, massa seca de plântulas aos três dias, emergência em areia, índice de velocidade de emergência e massa seca de plântulas em areia. A cobertura de dossel foi determinada com uso de uma câmera RGB acoplada a um drone Phantom 4 Pro. As imagens foram capturadas em voos realizados nos estádios fenológicos V3-V4, V5-V6, V7-V8 e V9-R1, que foram utilizadas para o cálculo da cobertura de dossel através da proporção de pixels verdes em cada parcela experimental. Além disso, foram determinadas as falhas presentes em cada parcela, em metros lineares. Os dados foram submetidos a análise de variância individual e conjunta, e análise de diversidade genética. As correlações genotípicas foram estimadas entre todos os caracteres avaliados em ambos os ambientes para a confecção de redes de correlações e análises de trilha. A qualidade de parcela, expressa pelo comprimento de falhas, foi correlacionada negativamente com os caracteres referentes a qualidade fisiológica de sementes e com a porcentagem da cobertura de dossel nos dois ambientes, mas não apresentou impacto sobre as estimativas de produtividade de grãos. Além disso, a qualidade fisiológica de sementes correlacionou-se positivamente com o desenvolvimento do dossel vegetativo. A produtividade de grãos em Campo Mourão, apresentou associação linear genotípica de 0,76 e efeito direto de 0,84 com a cobertura de dossel no estádio V9-R1, indicando que uma maior biomassa do dossel no florescimento proporciona maior produtividade de grãos. Para Mauá da Serra não foi constatado associação significativa de alta magnitude entre a cobertura de dossel e a produtividade de grãos. No entanto, é importante a realização de experimentos em mais locais para melhor entendimento a respeito do efeito ambiental sobre a relação entre cobertura de dossel e produtividade de grãos em soja.

The identification of measurable traits using high-throughput phenotyping besides them being correlated with grain yield can be very useful for soybean breeding programs. This study aimed to quantify the association between seed physiological quality, vegetative canopy cover and grain yield in soybean genotypes. For that, two field experiments were carried out in the twons of Mauá da Serra and Campo Mourão, Paraná, Brazil. A total of 97 soybean genotypes were analyzed in the 2018/2019 crop seasons. Before sowing, a seed sample, was used to evaluate the physiological quality by means of germination test, first count test, seedling length at three days, dry mass of seedlings at three days, emergence in sand, emergency speed index and dry mass of seedlings in sand. The canopy cover was determined using an RGB camera mounted on a Phantom 4 Pro drone. The images were captured on flights carried out in phenological stages V3-V4, V5-V6, V7-V8 and V9-R1, which were used for the calculation of the canopy cover by the proportion of green pixels in each experimental plot. In addition, the row gaps present in each plot, in linear meters, were determined. The data were submitted to both individual and joint analysis of variance, along with analysis of genetic diversity. Genotypic correlations were estimated among all the characters evaluated in both environments in order to settle correlation networks and path analysis. The plot quality, expressed as failure length, was negatively correlated with the characteristics of the physiological seed quality and the percentage of canopy cover in both environments, but did not show any impact on grain yield estimates. In addition, the physiological quality of seeds correlated positively with vegetative canopy development. Grain yield in Campo Mourão, showed a genotypic linear association of 0.76 and a direct effect of 0.84 with the canopy cover in the V9-R1 stage, indicating that a higher canopy biomass in the flowering provides higher grain yield. For Mauá da Serra, no significant association of high magnitude was observed between canopy cover and grain yield. However, it is important to carry out experiments in more locations to better understand the environmental effect on the relationship between canopy cover and grain yield in soybean.