Diversidade morfológica e efeito de duas altitudes sobre o potencial agronômico, anatomia do grão e qualidade culinária de populações locais de milho pipoca do extremo oeste de Santa Catarina

Abstract

O milho pipoca (Zea mays L.) é um tipo especial de milho que se caracteriza pela sua capacidade de expandir o endosperma quando aquecido. Na região do Extremo Oeste de Santa Catarina (EOSC) existe uma importante diversidade de populações locais de milho pipoca sendo conservada on farm. Avaliar a morfologia, ciclo, comportamento agronômico, composição química e capacidade de expansão dessas populações é fundamental para avaliar o seu potencial para essas características, assim como verificar o efeito do ambiente sobre elas. Desse modo, o presente estudo teve por objetivo avaliar morfologia, ciclo e influência do ambiente no potencial agronômico e características químicas e de expansão de populações locais de milho pipoca do EOSC. Inicialmente, 41 populações de milho pipoca foram avaliadas quanto à morfologia de planta, espiga e grãos e fenologia. Para tanto, um experimento foi instalado em Florianópolis na safra 2017/2018 no delineamento de blocos completos casualizados com duas repetições. Foi observada uma importante diversidade para as características avaliadas. Foram observados grãos de coloração branca, preta, amarela, vermelha e alaranjada. O peso de mil grãos variou de 80,9 a 200,4 g, sendo que as variedades de grãos pretos apresentaram os menores valores e a população 2279X com o maior valor. Quanto à altura de planta, os valores variaram de 1,8 a 3,2 m, sendo que as populações com grãos de cor amarela foram, em média, as mais baixas e as brancas, as mais altas. Quanto ao ciclo, as populações de grãos brancos foram consideradas intermediárias/tardias e as populações com grãos amarelos, hiperprecoces/precoces. O acúmulo de graus dia para o pendoamento variou de 689,05 a 1.090,57. Foram observadas tendências em características de planta para populações com o mesmo formato e cor de grãos, o que pode indicar uma possível relação com grupos heteróticos em milho pipoca. Para avaliar o potencial produtivo e o efeito do ambiente local nas populações de milho pipoca, 11 populações locais foram selecionadas do experimento anterior e dois experimentos foram instalados no município de Anchieta ? SC em diferentes altitudes (410 e 745 m). O delineamento utilizado foi o de blocos completos casualizados com quatro repetições e uma testemunha comercial foi adicionada (RS 20). A análise conjunta dos dados foi realizada para a avaliação dos efeitos do ambiente e interação genótipo x ambiente (GxA). As populações apresentaram importante variação entre si e variação entre ambientes, sendo que quatro características apresentaram interação GxA, sendo elas o número de ramificações do pendão, grãos por fileira, peso de mil grãos e capacidade de expansão. A presença de interação significativa para algumas características indica o comportamento diferencial das populações com a mudança de ambiente. Os valores de produtividade variaram de 1,90 a 3,96 t ha-1 no local mais alto e de 1,80 a 3,93 t ha-1 no local mais baixo. A partir da colheita de espigas polinizadas desse experimento, foram avaliados os teores totais de proteína, lipídios e cinzas, assim como a capacidade de expansão e a espessura do pericarpo. Para comparação, uma testemunha comercial foi adquirida no comércio e adicionada nas análises. Diferentemente das características morfológicas, todos os componentes químicos apresentaram interação GxA. O que indica que as populações apresentam respostas diferenciais para essas características com a mudança de ambiente. As populações 977A e 2321A se destacaram para teores de proteína e lipídios, respectivamente. Para a capacidade de expansão, a testemunha comercial foi a que apresentou os maiores valores (37,45 mL g-1), para as populações locais as populações 2393A e 977A se destacaram em ambos os locais para essa característica, com média superior a 30 mL g-1. Os resultados obtidos indicam que o gradiente de altitude do ambiente de origem das populações apresenta influência sobre características morfológicas, rendimento, características químicas e de expansão. As populações do EOSC apresentaram diversidade entre si para todas as características e podem ser exploradas em programas de melhoramento e como fonte de renda para os agricultores locais.

Abstract: Popcorn (Zea mays L.) is a special type of corn that is characterized by its ability to expand the endosperm when heated. In the Far West region of Santa Catarina (FWSC) there is a rich diversity of local populations of popcorn being conserved on farm. Evaluating the morphology, cycle, agronomic behavior, chemical composition and expansion capacity of these populations is essential to assess their potential for these characteristics, as well as verifying the effect of the environment. Thus, the present study aimed to evaluate the morphology, cycle and influence of the environment on the agronomic potential, chemical composition and expansion capacity of local populations of popcorn from FWSC. Initially, 41 popcorn populations were evaluated for plant, ear and grain morphology and phenology. Therefore, an experiment was installed in Florianópolis in the 2017/2018 season in a complete randomized block design with two replications. A rich diversity was observed for the evaluated characteristics. White, black, yellow, red and orange colored grains were observed. The weight of a thousand grains ranged from 80.9 to 200.4 g, with the black grain varieties showing the lowest values and the population 2279X showing the highest value. As for the plant height, the values ranged from 1.8 to 3.2 m, with the populations with yellow grains being, on average, the smallest and the white ones, the tallest. As for the cycle, populations of white grains were considered intermediate/late and populations with yellow grains, hyper-early/early. The accumulation of degrees day for tasseling ranged from 689.05 to 1,090.57. Trends in plant characteristics were observed for varieties with the same grain shape and color, which may indicate a possible relationship with heterotic groups in popcorn. To evaluate the productive potential and the effect of the local environment on popcorn varieties, 11 local populations were selected from the previous experiment and two experiments were installed in the municipality of Anchieta ? SC at different altitudes (410 and 745 m). The design used was a complete randomized block with four replications and a commercial control was added (RS 20). The joint analysis was performed to assess the effects of the environment and genotype x environment interaction (GXE). Populations showed significant variation among themselves and variation between environments, and four characteristics showed GxE interaction, namely the number of tassel branches, grains per row, the weight of a thousand grains and expansion capacity. The presence of significant interaction for some traits indicates the differential behavior of populations with environmental change. Yield values ranged from 1.90 to 3.96 t ha-1 at the highest location and from 1.80 to 3.93 t ha-1 at the lowest location. From the harvest of pollinated ears in this experiment, the total levels of protein, lipids and ash, as well as the expansion capacity and thickness of the pericarp were evaluated. For comparison, a commercial control was purchased commercially and added to the analyses. Unlike the morphological characteristics, all chemical components showed GxE interaction. Which indicates that populations show differential responses to these characteristics with the change of environment. Populations 977A and 2321A stood out for protein and lipid contents, respectively. For expansion capacity, the commercial control was the one with the highest values (37.45 mL g-1), for local populations, the populations 2393A and 977A stood out in both places for this characteristic, with an average above 30 mL g-1. The results obtained indicate that the altitude gradient of the populations' environment of origin influences morphological characteristics, yield, chemical and expansion characteristics. The FWSC populations showed diversity among themselves for all characteristics and can be explored in breeding programs and as a source of income for local farmers.