Developing an algorithm to geographically estimate the available time for agricultural field spraying in the state of Mato Grosso do Sul / Desenvolvendo um algoritmo para estimar geograficamente o tempo disponível para pulverização agrícola no estado de Mato Grosso do Su

The dimensions of mechanized agricultural systems depend on the edaphoclimatic conditions, crops, and work regimes. This study aimed to geographically estimate the monthly available time and number of favorable hours for agricultural field spraying in the state of Mato Grosso do Sul, Brazil. The meteorological restrictions imposed during unfavorable hours were as follows: ambient temperature above 32 ºC, relative humidity below 50 %, wind speed above 15 km h-1, and volumetric soil humidity above 39 % (equivalent to 90 % of the available water capacity). Mathematical models were then developed considering a period of ten years, which used historical data from the ground monitoring stations of the National Institute of Meteorology within the region. The subsequent algorithm was programmed and installed in a web server to simulate the time required for agricultural field spraying. During the cropping period in the region, there were climatic restrictions on performing agricultural spraying, with relative humidity being the variable with the most significant impact. However, soil moisture conditions restricted the available time for agricultural spraying more than the wind speed, relative air humidity, or ambient temperature.

O dimensionamento de sistemas mecanizados agrícolas depende das condições edafoclimáticas, da cultura e do regime de trabalho. O objetivo deste trabalho foi estimar geograficamente o tempo disponível mensal e o número de horas favoráveis à pulverização agrícola no Estado de Mato Grosso do Sul, Brasil. As restrições meteorológicas impostas para o cálculo das horas desfavoráveis foram: temperatura ambiente acima de 32ºC, umidade relativa abaixo de 50%, velocidade do vento acima de 15 km h-1 e umidade volumétrica do solo acima de 39% (equivalente a 90% da capacidade hídrica disponível). Os modelos matemáticos foram elaborados considerando um período de dez anos, com base nos dados históricos das estações automáticas do Instituto Nacional de Meteorologia instaladas no Estado. O algoritmo desenvolvido e instalado em ambiente web permitiu simular o tempo disponível para pulverização agrícola no estado de Mato Grosso do Sul. Durante o período de safra na região, há restrições climáticas para a realização da atividade de pulverização agrícola, sendo a umidade relativa do ar a variável de maior impacto. A condição de umidade do solo é mais restritiva para o tempo disponível para a pulverização agrícola do que a velocidade do vento, umidade relativa do ar ou temperatura do ambiente.

Genotype plus genotype by-environment interaction biplot and genetic diversity analyses on multi-environment trials data of yield and technological traits of cotton cultivars / Biplot de genótipo mais interação genótipo por ambiente e diversidade genética em dados de produtividade e qualidade de fibras em cultivares de algodão provenientes de ensaios multi-ambientes

Understanding the genetic diversity and overcoming genotype-by-environment interaction issues is an essential step in breeding programs that aims to improve the performance of desirable traits. This study estimated genetic diversity and applied genotype + genotype-by-environment (GGE) biplot analyses in cotton genotypes. Twelve genotypes were evaluated for fiber yield, fiber length, fiber strength, and micronaire. Estimation of variance components and genetic parameters was made through restricted maximum likelihood and the prediction of genotypic values was made through best linear unbiased prediction. The modified Tocher and principal component analysis (PCA) methods, were used to quantify genetic diversity among genotypes. GGE biplot was performed to find the best genotypes regarding adaptability and stability. The Tocher technique and PCA allowed for the formation of clusters of similar genotypes based on a multivariate framework. The GGE biplot indicated that the genotypes IMACV 690 and IMA08 WS were highly adaptable and stable for the main traits in cotton. The cross between the genotype IMACV 690 and IMA08 WS is the most recommended to increase the performance of the main traits in cotton crops.

Compreender a diversidade genética e contornar os problemas causados pela interação genótipos por ambientes é uma etapa importante em programas de melhoramento. Este estudo teve como objetivo estimar a diversidade genética e aplicar a metodologia de biplot genótipo + genótipo por ambiente (GGE biplot) em doze genótipos de algodão avaliados quanto ao rendimento da fibra, comprimento da fibra, resistência da fibra e micronaire. A estimativa dos componentes de variância e dos parâmetros genéticos foi feita através do método da máxima verossimilhança restrita e a predição dos valores genotípicos por meio da melhor predição linear não enviesada. Os métodos de Tocher modificado e análise de componentes principais (PCA) foram utilizados para quantificar a diversidade genética entre os genótipos. O método GGE biplot foi conduzido para encontrar os melhores genótipos em relação à adaptabilidade e estabilidade. As técnicas de Tocher e PCA permitiram a formação de clusters de genótipos semelhantes com base em uma estrutura multivariada. O GGE biplot indicou que os genótipos IMACV 690 e IMA08 WS foram altamente adaptáveis e estáveis para as principais características do algodão. O cruzamento dentre os genótipos IMACV 690 e IMA08 WS é o mais recomendado para aumentar o desempenho das principais características na cultura do algodão.

Models for optimizing selection based on adaptability and stability of cotton genotypes / Modelos para otimizar a seleção baseada em adaptabilidade e estabilidade de genótipos de algodão

In multi-environment trials (MET), large networks are assessed for results improvement. However, genotype by environment interaction plays an important role in the selection of the most adaptable and stable genotypes in MET framework. In this study, we tested different residual variances and measure the selection gain of cotton genotypes accounting for adaptability and stability, simultaneously. Twelve genotypes of cotton were bred in 10 environments, and fiber length (FL), fiber strength (FS), micronaire (MIC), and fiber yield (FY) were determined. Model selection for different residual variance structures (homogeneous and heterogeneous) was tested using the Akaike Information Criterion (AIC) and Bayesian Information Criterion (BIC). The variance components were estimated through restricted maximum likelihood and genotypic values were predicted through best linear unbiased prediction. The harmonic mean of relative performance of genetic values (HMRPGV) were applied for simultaneous selection for adaptability, stability, and yield. According to BIC heterogeneous residual variance was the best model fit for FY, whereas homogeneous residual variance was the best model fit for FL, FS, and MIC traits. The selective accuracy was high, indicating reliability of the prediction. The HMRPGV was capable to select for stability, adaptability and yield simultaneously, with remarkable selection gain for each trait.(AU)

Em ensaios multi-ambientes, grandes redes experimentais são utilizadas para a avaliação de genótipos, tentando contornar o efeito que a interação genótipo por ambiente desempenha na seleção genotípica. Neste estudo, objetivamos testar diferentes estruturas de variância residual e medir o ganho de seleção de genótipos de algodão, baseados em produtividade, adaptabilidade e estabilidade, simultaneamente. Doze genótipos de algodão foram plantados em 10 ambientes, sendo determinados o comprimento da fibra (CF), a resistência da fibra (RF), a micronaire (MIC) e produtividade de fibras (PF). A seleção do modelo para diferentes estruturas de variância residual (homogênea e heterogênea) foi testada usando o Critério de Informação de Akaike (AIC) e o Critério de Informação Bayesiano (BIC). Os componentes de variância foram estimados através de máxima verossimilhança restrita e os valores genotípicos foram preditos através da melhor predição linear não viesada. A média harmônica do desempenho relativo dos valores genéticos (HMRPGV) foram aplicadas para seleção simultânea para adaptabilidade, estabilidade e produtividade. De acordo com o BIC, a estrutura residual heterogênea apresentou o melhor ajuste para a característica PF, enquanto a estrutura residual homogênea apresentou o melhor ajuste para as características CF, RF e MIC. A acurácia seletiva foi alta, indicando confiabilidade da predição. O método HMRPGV foi capaz de selecionar para estabilidade, adaptabilidade e produtividade, simultaneamente, com notável ganho de seleção para cada característica.(AU)

Soybean productivity, stability, and adaptability through mixed model methodology / Produtividade, estabilidade e adaptabilidade da soja por meio de metodologia de modelo misto

The genotype × environment (G×E) interaction plays an essential role in phenotypic expression and can lead to difficulties in genetic selection. Thus, the present study aimed to estimate genetic parameters and to compare different selection strategies in the context of mixed models for soybean breeding. For this, data referring to the evaluation of 30 genotypes in 10 environments, regarding the grain yield trait, were used. The variance components were estimated through restricted maximum likelihood (REML) and genotypic values were predicted through best linear unbiased prediction (BLUP). Significant effects of genotypes and G×E interaction were detected by the likelihood ratio test (LRT). Low genotypic correlation was obtained across environments, indicating complex G×E interaction. The selective accuracy was very high, indicating high reliability. Our results showed that the most productive soybean genotypes have high adaptability and stability.(AU)

A interação genótipo × ambiente (G × E) desempenha um papel essencial na expressão fenotípica e pode provocar dificuldades na seleção genética. Assim, o presente estudo teve como objetivo estimar parâmetros genéticos e comparar diferentes estratégias de seleção no contexto de modelos mistos para melhoramento da soja. Para isso, foram utilizados dados referentes à avaliação de 30 genótipos em dez ambientes, referentes à característica produtividade de grãos. Os componentes de variância foram estimados pela máxima verossimilhança restrita (REML) e os valores genotípicos foram preditos pela melhor previsão imparcial linear (BLUP). Efeitos significativos dos genótipos e interação G × E foram detectados pelo teste da razão de verossimilhança (LRT). Correlação genotípica baixa foi obtida entre os ambientes indicando interação G × E do tipo complexa. A acurácia seletiva foi muito alta, indicando alta confiabilidade. Os resultados mostraram que os genótipos de soja mais produtivos apresentam alta adaptabilidade e estabilidade.(AU)

Correlations and selection of parents to technological traits of upland cotton / Correlações e seleção de genitores para caracteres tecnológicos em algodoeiro herbáceo

Technological traits improvement of cotton fiber is a constant demand by textile industry. This research aimed to identify the potential of improved materials with high lint percentage to contribute with alleles that increase the lint percentage in Extra long staple fiber (ELS) upland cotton. Two contrasting materials for lint percentage (LP) and fiber length (FL) were used, one with long fiber and a low lint percentage (parent A) and another with high lint percentage and medium length (parent B). The following variables were evaluated: lint percentage (LP), upper half mean length (UHML), fiber uniformity (FU), fiber strength (FS), and elongation (EL). Diallel analysis was performed using the Griffings Method 4 adapted to partial diallel. Additive effects were predominant over non-additive effects. The mean LP was higher when using parent B. The opposite occurred for UHML. A negative correlation was detected between LP and UHML, showing the difficulty of obtaining genetic gain for both traits at the same time.(AU)

O aprimoramento das características tecnológicas da fibra de algodão é uma demanda constante da indústria têxtil. Este trabalho teve como objetivo identificar o potencial de materiais melhorados com alta porcentagem de plumas para contribuir com alelos que aumentam a porcentagem de plumas com fibra extra longa (ELS) no algodão de terras altas. Dois materiais contrastantes para porcentagem de fibra (LP) e comprimento de fibra (FL) foram usados, um com fibra longa e uma baixa porcentagem de fibra (pai A) e outro com alta porcentagem de fibra e comprimento médio (pai B). As seguintes variáveis foram avaliadas: porcentagem de fibra (LP), comprimento médio da metade superior (UHML), uniformidade da fibra (FU), resistência da fibra (FS) e alongamento (EL). A análise dialélica foi realizada utilizando o Método 4 de Griffing adaptado para dialelo parcial. Os efeitos aditivos foram predominantes em relação aos efeitos não aditivos. O LP médio foi maior quando se usou o pai B. O oposto ocorreu para o UHML. Uma correlação negativa foi detectada entre LP e UHML, mostrando a dificuldade de obter ganho genético para ambas as características ao mesmo tempo.(AU)

Sample size for estimating the means monthly rainfall in locations of Mato Grosso do Sul State, Brazil / Dimensionamento amostral para a estimação da média de precipitação pluvial mensal em locais do Estado do Mato Grosso do Sul

The aim of this study was to determine the sample size, in number of years, to estimate the means monthly rainfall in locations of Mato Grosso do Sul and verify its spacetemporal variability. It was used the rainfall data for the period 1954-2013, collected from the Hydrological Information System of the National Water Agency - ANA. The means and standard deviation were calculated for each of the 384 time series (12 months x 32 locations) and the aleatory and normality data were tested. Then it was verified the homogeneity of variance among months in each locality and among locality in each month and it was determined the sample size to estimate the means monthly rainfall in each month and locality. The sample size (number of years) to estimate the means monthly rainfall is dependent on the month and locality. One concluded that 63 years of data are enough to predict the average monthly rainfall, with an estimation error equal to 45% of estimated average, with a degree confidence of 95%.(AU)

RESUMO: O objetivo deste trabalho foi determinar o tamanho de amostra, em número de anos, para a estimação da média de precipitação pluvial mensal em locais do Estado de Mato Grosso do Sul e verificar sua variabilidade espaço-temporal. Utilizaram-se os dados de precipitação pluvial do período de 1954 a 2013, coletados do Sistema de Informações Hidrológicas da Agência Nacional de Águas - ANA. Em cada uma das 384 séries temporais (12 meses × 32 locais), calcularam-se a média e o desvio padrão e testaram-se a aleatoriedade e a normalidade dos dados. Verificou-se a homogeneidade de variâncias entre os meses em cada local e entre os locais em cada mês. Calculou-se o tamanho de amostra em cada mês e local. O tamanho de amostra (número de anos) para a estimação da média de precipitação pluvial mensal é dependente do mês e do local. Para os meses e locais estudados, 63 anos de observações são suficientes para estimar a média de precipitação pluvial mensal, para um erro de estimação igual a 45% da méia estimada, com grau de confiança de 95%.(AU)

Estimativa da divergência entre ecótipos de braquiária baseada em descritores quantitativos e qualitativos / Estimation of genetic divergence between braquiária ecotypes based on quantitative and qualitative descriptors

O presente trabalho objetivou estimar a divergência genética entre ecótipos de Urochloa brizantha com base na análise de descritores quantitativos, qualitativos e sua análise conjunta a fim de selecionar os promissores para liberação como cultivares desta espécie. Oito ecótipos (B1, B2, B3, B4, B5, B6, B8) e a cultivar 'Marandu' de U. brizantha foram implantados em piquetes, com 1000m2 cada, em duas repetições. Foram avaliados cinco descritores quantitativos e dez qualitativos no período seco e das águas. Os descritores quantitativos foram: área foliar, comprimento e largura das lâminas foliares, massa seca (MS) e proporção de lâmina foliar na MS. Os descritores qualitativos mensurados foram: resistência ao cisalhamento, volume de gás acumulado na fração rápida e lenta, proteína bruta, fibra em detergente neutro, fibra em detergente ácido, celulose, lignina em ácido sulfúrico, sílica e digestibilidade in vitro da matéria orgânica. Houve divergência genética entre os ecótipos de U. brizantha, especialmente em relação aos descritores quantitativos. Com base nos agrupamentos dos descritores quantitativos, qualitativos e sua análise conjunta, o agrupamento contendo de B1, B3 e B5 com 'Marandu' podem resultar em ecótipos promissores de U. brizantha .(AU)

This study aimed to estimate the genetic divergence between Urochloa brizantha ecotypes based on quantitative, qualitative descriptors and their joint analysis to select the promising to release as cultivars of this species. Eight ecotypes (B1, B2, B3, B4, B5, B6, B8) and cultivar 'Marandu' of U. brizantha were implanted into pickets with 1000m2 each, with two repetitions. Five quantitative descriptors were evaluated [leaf area (ALF), length and width of leaf blades (CLF and LLF, respectively), dry mass (MS), mass of dry matter (MMS) and proportion of leaf blade in MS (PLF)] in two forage samples, being a representative of rainfall, in February 2000, and another in the dry period, in August 2000. It was measured the qualitative descriptors: shear strength (RC), volume of accumulated gas in fast and slow fraction (A and B, respectively), crude protein (CP), neutral detergent fiber (NDF), acid detergent fiber (ADF ), cellulose (CEL), lignin in sulfuric acid (LIG), silica (SIL) and in vitro digestibility of organic matter (IVOMD). There was considerable genetic divergence in U. brizantha ecotypes, especially regarding to quantitative descriptors. Based on the groupings of quantitative, qualitative descriptors and their joint analysis, the grouping containing of B1, B3 and B5 with 'Marandu' can result in promising U. brizantha ecotypes.(AU)

Resposta de cultivares de Brachiaria brizantha a doses de biofertilizantes de aves / Response of Brachiaria brizantha at doses of poultry biofertilizers

Cada vez mais fertilizantes são importados, fato que faz com que o uso de dejetos tratados seja alternativa econômica e sustentável para a produção de forragens. O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de diferentes doses de biofertilizante de aves sobre a produção de forragem de cultivares de Brachiaria brizantha (Hochst.) Stapf. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, com quatro repetições, em esquema fatorial. O primeiro fator consistiu nos cultivares Marandu e Piatã de B. brizantha, enquanto o segundo fator correspondeu às doses de biofertilizante de aves (0, 50, 100 e 150 m3 ha-1). Foram avaliados os seguintes caracteres morfométricos: altura de planta (AP), comprimento da lâmina foliar (CLF), largura da lâmina foliar (LLF) aos 15, 30, 45 e 60 dias após a emergência (DAE), e massa de matéria verde e seca (MV e MS, respectivamente) das folhas, colmo e raízes aos 60 DAE. A dose de 50 m3 ha-1de biofertilizante de aves promoveu incrementos nas características morfométricas e produção de forragem dos cultivares Marandu e Piatã, enquanto doses de 100 e 150 m3 ha-1 ocasionaram a morte desses cultivares.(AU)

Fertilizers are more and more imported, and such a fact makes so that the use of treated waste is an economical and sustainable alternative for fodder production. The objective of this study was to evaluate the effect of different doses of bio-fertilizer from birds on forage yield of Brachiaria brizantha (Hochst.) Stapf. The experimental design was completely randomized, with four replications in a factorial arrangement. The first factor consisted of the cultivars Marandu and Piata, while the second factor corresponded to doses of bio-fertilizer from birds (0, 50, 100 and 150 m3 ha-1). The following morphometric aspects were evaluated: plant height (PH), leaf blade length (LBL), leaf blade width (LBW) at 15, 30, 45 and 60 days after emergence (DAE) and green and dry matter (GM and DM, respectively), stem and roots at 60 DAE. The dose of 50 m3 ha-1of bio-fertilizers from birds promoted increasing morphometric characteristics and forage yield of cultivars Marandu and Piatã, while doses of 100 and 150 m3 ha-1caused the death of these cultivars.(AU)

Resposta de cultivares de Brachiaria brizantha a doses de biofertilizantes de aves / Response of Brachiaria brizantha at doses of poultry biofertilizers

Cada vez mais fertilizantes são importados, fato que faz com que o uso de dejetos tratados seja alternativa econômica e sustentável para a produção de forragens. O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de diferentes doses de biofertilizante de aves sobre a produção de forragem de cultivares de Brachiaria brizantha (Hochst.) Stapf. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, com quatro repetições, em esquema fatorial. O primeiro fator consistiu nos cultivares Marandu e Piatã de B. brizantha, enquanto o segundo fator correspondeu às doses de biofertilizante de aves (0, 50, 100 e 150 m3 ha-1). Foram avaliados os seguintes caracteres morfométricos: altura de planta (AP), comprimento da lâmina foliar (CLF), largura da lâmina foliar (LLF) aos 15, 30, 45 e 60 dias após a emergência (DAE), e massa de matéria verde e seca (MV e MS, respectivamente) das folhas, colmo e raízes aos 60 DAE. A dose de 50 m3 ha-1de biofertilizante de aves promoveu incrementos nas características morfométricas e produção de forragem dos cultivares Marandu e Piatã, enquanto doses de 100 e 150 m3 ha-1 ocasionaram a morte desses cultivares.(AU)

Fertilizers are more and more imported, and such a fact makes so that the use of treated waste is an economical and sustainable alternative for fodder production. The objective of this study was to evaluate the effect of different doses of bio-fertilizer from birds on forage yield of Brachiaria brizantha (Hochst.) Stapf. The experimental design was completely randomized, with four replications in a factorial arrangement. The first factor consisted of the cultivars Marandu and Piata, while the second factor corresponded to doses of bio-fertilizer from birds (0, 50, 100 and 150 m3 ha-1). The following morphometric aspects were evaluated: plant height (PH), leaf blade length (LBL), leaf blade width (LBW) at 15, 30, 45 and 60 days after emergence (DAE) and green and dry matter (GM and DM, respectively), stem and roots at 60 DAE. The dose of 50 m3 ha-1of bio-fertilizers from birds promoted increasing morphometric characteristics and forage yield of cultivars Marandu and Piatã, while doses of 100 and 150 m3 ha-1caused the death of these cultivars.(AU)