Os Benefícios de Misturar Variedades de Trigo na Agricultura
Misturar variedades de trigo pode melhorar os rendimentos e a resistência na agricultura.
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A agricultura mudou muito ao longo dos anos. Os fazendeiros costumam usar vários produtos químicos pra ajudar as plantações a crescerem melhor. Embora isso possa aumentar bastante a produção, também traz problemas. Produtos como pesticidas e fertilizantes podem prejudicar o meio ambiente, nossa saúde, a qualidade do solo e as fontes de água. Essa ameaça ao nosso suprimento alimentar a longo prazo fez com que a gente reconsiderasse como fazemos agricultura. Um método promissor se chama diversificação de culturas, onde os fazendeiros plantam diferentes tipos da mesma cultura juntos. Essa abordagem pode deixar as fazendas mais saudáveis e sustentáveis.
O Que São Misturas de Cultivares?
Misturas de cultivares envolvem plantar diferentes variedades da mesma cultura juntas em um campo. Por exemplo, em vez de plantar só uma variedade de trigo, os fazendeiros podem misturar duas ou mais. Essas misturas podem ajudar a reduzir problemas causados por doenças e pragas. Elas também aproveitam como diferentes plantas podem se apoiar, levando a um crescimento melhor no geral.
Estudos mostraram que misturar cultivares pode gerar melhores colheitas, em média, mesmo em boas condições de crescimento. O sucesso dessas misturas depende de entender como as várias plantas interagem entre si. Não é só sobre as plantas individuais, mas como elas funcionam como um grupo.
A Importância das Medidas de Rendimento
Pra medir como essas misturas funcionam, os cientistas usam um termo chamado "rendimento relativo total" (RYT). Esse número compara o rendimento geral das plantas misturadas com o que seria esperado se cada variedade fosse plantada sozinha. Se o RYT for acima de 1, significa que o plantio misturado tá indo melhor do que o esperado. Se estiver abaixo de 1, então a mistura não tá performando tão bem.
A pesquisa mostrou que, enquanto algumas misturas dão mais rendimento, outras podem variar bastante. Por exemplo, um estudo encontrou uma gama de resultados, com algumas misturas indo mal e outras se destacando. Essa inconsistência torna importante entender as razões por trás dessas diferenças.
Fatores Que Influenciam a Variabilidade do Rendimento
Vários fatores contribuem para as diferenças de rendimento entre cultivares em uma mistura. Um fator importante é o desempenho individual de cada cultivar quando plantada sozinha. Cada tipo de trigo pode ter um desempenho diferente com base nas condições do solo, na disponibilidade de nutrientes e em fatores ambientais, como luz e chuva.
Outro conceito chave se chama “Plasticidade Fenotípica.” Isso significa que as características de uma planta podem mudar de acordo com o ambiente. Por exemplo, plantas de trigo podem crescer mais altas ou produzir mais grãos se estiverem em um plantio misto onde conseguem compartilhar recursos melhor.
Examinando a Plasticidade em Cultivares de Trigo
Ao estudar como as variedades de trigo se saem em misturas, os pesquisadores descobriram que algumas cultivares mostraram mais plasticidade do que outras. Isso significa que elas podiam se adaptar melhor ao ambiente misto em comparação com quando eram plantadas sozinhas. É importante notar que diferentes características, como altura e número de perfilhos, podem ter níveis diferentes de plasticidade.
O número de perfilhos é particularmente importante. Os perfilhos são brotações laterais que vêm do caule principal da planta de trigo. Quanto mais perfilhos uma planta produz, mais espigas ela pode ter, levando a maiores Rendimentos de grãos. Isso é muitas vezes influenciado pelas plantas vizinhas na mistura e pela competição por luz.
Objetivos da Pesquisa
O principal objetivo da pesquisa era entender como a plasticidade de características específicas-como rendimento e número de perfilhos-muda em ambientes mistos. O estudo queria ver como essas características contribuem para as diferenças de rendimento entre cultivares. Esse conhecimento pode ajudar os fazendeiros a saber quais combinações de cultivares podem funcionar melhor em seus campos.
Pra alcançar isso, os pesquisadores organizaram testes de campo com variedades de trigo selecionadas. Eles queriam ver como essas plantas se comportavam em misturas sob condições agrícolas típicas. Também focaram em aspectos práticos pra garantir que as descobertas fossem relevantes pra práticas agrícolas reais.
Montando os Testes de Campo
Os pesquisadores realizaram testes ao longo de dois anos, plantando diferentes misturas de cultivares de trigo em um grande campo controlado. Essa montagem permitiu que eles coletassem dados sobre o desempenho de cada cultivar, tanto sozinha quanto em misturas.
Nesses testes, eles acompanharam vários fatores, como altura das plantas, número de perfilhos e peso dos grãos. Medir essas características ajudou a determinar como diferentes cultivares interagiam entre si e contribuíam para o rendimento geral.
Entendendo o Comportamento das Plantas em Misturas
Uma das descobertas chave dos testes foi que o cultivo de variedades misturadas influenciava o comportamento das plantas individuais. A altura das diferentes cultivares variou bastante ao longo do ciclo de crescimento, impactando como elas competiam por recursos como luz e nutrientes. Plantas mais altas podiam encobrir as mais baixas, afetando o desempenho geral da mistura.
Além disso, a dinâmica do perfilhamento-o desenvolvimento de brotações laterais-variou significativamente entre plantios puros e mistos. A competição pela luz desempenha um papel crucial no perfilhamento; assim, como as plantas percebem as vizinhas pode levar a adaptações em quantos perfilhos produzem.
O Impacto das Condições Ambientais
O ambiente tem um papel grande em determinar se uma mistura de cultivares vai prosperar ou lutar. Por exemplo, as condições climáticas variaram entre os anos do teste, impactando o rendimento geral. A quantidade de luz solar e chuva pode afetar bastante o crescimento das plantas.
Esses fatores ambientais não só influenciam o rendimento no ano atual, mas também podem mudar como cada cultivar se comporta nos anos seguintes. A adaptabilidade é chave, e entender como cada cultivar responde a essas mudanças pode levar a melhores decisões de plantio para os fazendeiros.
Resultados das Misturas de Cultivares
Os resultados dos testes indicaram que, enquanto algumas misturas tiveram bons rendimentos, outras não performaram como esperado. Em um ano, algumas misturas tiveram um RYT positivo, indicando que produziam mais do que o esperado, enquanto em outro ano, as mesmas misturas renderam menos do que previsto.
Observou-se também que certas cultivares dominavam em plantios mistos, significando que produziam consistentemente rendimentos mais altos em comparação com outras. No entanto, essas cultivares dominantes nem sempre eram as mais altas ou as de maturação mais precoce, desafiando suposições tradicionais sobre competição entre plantas.
Conclusão: O Futuro da Diversificação de Culturas
As descobertas desses testes têm implicações importantes sobre como os fazendeiros pensam em plantar misturas de cultivares. Ao entender as relações entre as diferentes variedades de trigo e como elas performam juntas, os fazendeiros podem fazer escolhas mais informadas sobre quais combinações plantar.
A diversificação de culturas, especialmente através de misturas de cultivares, tem o potencial de criar sistemas agrícolas mais resilientes. À medida que os fazendeiros enfrentam desafios como mudanças climáticas e flutuações de mercado, ter um conjunto diversificado de culturas pode ajudar a estabilizar a produção de alimentos e proteger contra perdas devido a pragas ou doenças.
A pesquisa contínua nessa área vai ajudar a refinar as estratégias para selecionar e usar misturas, facilitando a implementação dessas práticas nas fazendas. Com foco em sustentabilidade e saúde ambiental, a diversificação de culturas pode ser uma estratégia chave para alcançar a segurança alimentar no futuro.
Título: Contrasted reaction norms of wheat yields in pure versus mixed stands explained by tillering plasticities and shade avoidance
Resumo: ContextMixing cultivars is an agroecological practice of crop diversification, increasingly used for cereals. The yield of such cereal mixtures is higher on average than the mean yield of their components in pure stands, but with a large variance. The drivers of this variance are plant- plant interactions leading to different plant phenotypes in pure and mixed stands, i.e phenotypic plasticity. ObjectivesThe objectives were (i) to quantify the magnitude of phenotypic plasticity for yield in pure versus mixed stands, (ii) to identify the yield components that contribute the most to yield plasticity, and (iii) to link such plasticities to differences in functional traits, i.e. plant height and flowering earliness. MethodsA new experimental design based on a precision sowing allowed phenotyping each cultivar in mixture, at the level of individual plants, for above-ground traits throughout growth. Eight commercial cultivars of Triticum aestivum L. were grown in pure and mixed stands in field plots repeated for two years (2019-2020, 2020-2021) with contrasted climatic conditions and with nitrogen fertilization, fungicide and weed removal management strategies. Two quaternary mixtures were assembled with cultivars contrasted either for height or earliness. ResultsCompared to the average of cultivars in pure stands, the height mixture strongly underyielded over both years (-29%) while the earliness mixture overyielded the second year (+11%) and underyielded the first year (-8%). The second year, the magnitude of cultivars grain weight plasticity, measured as the difference between pure and mixed stands, was significantly and positively associated with their relative yield differences in pure stands (R2=0.51). When grain weight plasticity, measured as the log ratio of pure over mixed stands, was partitioned as the sum of plasticities in each yield component, its strongest contributor was the plasticity in spike number per plant ([~]56% of the sum), driven by even stronger but opposed underlying plasticities in both tiller emission and regression. For both years, the plasticity in tiller emission was significantly, positively associated with the height differentials between cultivars in mixture (R2=0.43 in 2019-2020 and 0.17 in 2020-2021). ConclusionsPlasticity in the early recognition of potential resource competitors is a major component of cultivar strategies in mixtures, as shown here for tillering dynamics. Our results also highlighted a link between plasticity in tiller emission and height differential in mixture. Both height and tillering dynamics displayed plasticities typical of the shade avoidance syndrome. ImplicationsBoth the new experimental design and decomposition of plasticities developed in this study open avenues to better study plant-plant interactions in agronomically-realistic conditions. This study also contributed a unique, plant-level data set allowing the calibration of process-based plant models to explore the space of all possible mixtures.
Autores: Timothee Flutre, M. Gawinowski, J. Enjalbert, P.-H. Cournede
Última atualização: 2024-02-15 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.10.27.514050
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.10.27.514050.full.pdf
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