Phenotypic Diversity and Genetic Parameters of Coffea canephora Clones.

The simultaneous analysis of the maximum number of chemical elements present in plant tissues provides more comprehensive information about their chemical constitution and increases the number of characteristics for the selection process in various plant breeding programs. The objective of this study was to analyze productivity, grain yield, and concentration of chemical elements in tissues of Coffea canephora clones to study phenotypic diversity and estimate genetic parameters for use in breeding. This experiment was carried out in Manaus, Amazonas, Brazil, in randomized blocks with four replications. The concentrations of elements in various organs were quantified using total reflection X-ray fluorescence (TXRF). Genetic parameters and genetic divergence were estimated, and genotypes were clustered using the UPGMA hierarchical method and non-metric multidimensional scaling analysis. The study allowed us to differentiate the performance of the clones in terms of the absorption of essential and non-essential chemical elements for plant development and to analyze the correlation of the characteristics in the selection process. TXRF efficiently characterizes the presence and concentration of multiple elements, aiding genotype discrimination for C. canephora improvement.

Accumulation of Nutrients and the Relation between Fruit, Grain, and Husk of Coffee Robusta Cultivated in Brazilian Amazon.

Coffee genotypes cultivated in the Amazonian region have been gaining increasing prominence in Brazilian plantations. This study aimed to quantify nutrient accumulation in the fruits, grains, and husks of Robusta coffee genotypes cultivated in the Brazilian Amazon and estimate genetic diversity. The experiment was conducted in Alta Floresta D'Oeste-Rondônia, Brazil. To assess nutrient accumulation, fresh fruits were collected. These were dried, processed, separated into grains and husks, and subjected to chemical analysis. Nutrient accumulation in fruits, grains, and husks, as well as the grain/husk ratio, underwent analysis of variance through the F-test (p < 0.01. For each evaluated trait, the experimental coefficient of 337 variation (CVe), genetic coefficient of variation (CVg), and genotypic determination coefficient (H2) were also estimated. Variability was observed among Robusta coffee genotypes, with VP06, AS4, and AS10 being the most dissimilar. LB080 had the lowest dry fruit weight and the lowest percentage of grains in relation to husks. ZD156 accumulated more K in the grains, while VP06 and AS10 were the genotypes that accumulated more nutrients in the husks. Nutrients N, K, Ca, and P are accumulated in larger quantities, necessitating the calibration of mineral fertilization dosages and distribution.

A bitter future for coffee production? Physiological traits associated with yield reveal high vulnerability to hydraulic failure in Coffea canephora.

The increase in frequency and intensity of drought events have hampered coffee production in the already threatened Amazon region, yet little is known about key aspects underlying the variability in yield potential across genotypes, nor to what extent higher productivity is linked to reduced drought tolerance. Here we explored how variations in morphoanatomical and physiological leaf traits can explain differences in yield and vulnerability to embolism in 11 Coffea canephora genotypes cultivated in the Western Amazon. The remarkable variation in coffee yield across genotypes was tightly related to differences in their carbon assimilation and water transport capacities, revealing a diffusive limitation to photosynthesis linked by hydraulic constraints. Although a clear trade-off between water transport efficiency and safety was not detected, all the studied genotypes operated in a narrow and/or negative hydraulic safety margin, suggesting a high vulnerability to leaf hydraulic failure (HF), especially on the most productive genotypes. Modelling exercises revealed that variations in HF across genotypes were mainly associated with differences in leaf water vapour leakage when stomata are closed, reflecting contrasting growth strategies. Overall, our results provide a new perspective on the challenges of sustaining coffee production in the Amazon region under a drier and warmer climate.

Coffea canephora breeding: estimated and achieved gains from selection in the Western Amazon, Brazil / Melhoramento do Coffea canephora: ganhos de seleção estimados e realizados na Amazônia Ocidental

ABSTRACT: Gain from selection is an important criterion in quantifying the efficiency of breeding programs. This study quantified the selection gain estimated under experimental conditions and realized gain achieved in the field, seeking to interpret the efficiency of the Coffea canephora selection. For that purpose, we considered experiments that began in 2004 with directed hybridizations to obtain new hybrid progenies. From a breeding population composed of 288 hybrid individuals, 12 genotypes were selected in experimental conditions from 2005 to 2012, with amplitude in the estimated gains from 127.70 to−19.19%. Those genotypes were evaluated from 2012 to 2018 in clonal tests in four environments of the Western Amazon. The environment that exhibited the greatest correlation between the predicted genetic values and the realized genetic gain observed in the field was the environment of Ouro Preto do Oeste, RO (0.67), the location in which the plants were selected, followed by the environments of Alta FlorestaD´Oeste, RO (0.44), Rio Branco, AC (0.43), and Porto Velho, RO (0.37).Experimental conditions showed that the effect due to dominance deviations was approximately three times greater than the additive effect. Nine clones exhibited higher genetic gains in the experimental conditions and at field, and two clones exhibited lower estimated gains and lower field performance.The clone G17-P7 exhibited high genetic gain under experimental conditions and low field performance. The selection in experimental conditions was positively correlated with plant performance in the field (r=0.55), which allows reduction of the original breeding population to a set of more promising clones to be grown in multiple environments, optimizing time and resources.

RESUMO: O ganho com a seleção é um dos critérios mais importantes para avaliar a eficiência de programas de melhoramento de plantas. O objetivo desse trabalho é quantificar a associação entre o ganho de seleção estimado em condições experimentais e o ganho de seleção realizado em campo, buscando quantificar a eficiência do melhoramento do Coffea canephora. Para isso, foram considerados experimentos iniciados com a hibridação direcionada para obtenção de progênies no ano de 2004, a avaliação de testes de progênies em condições experimentais no período de 2005 a 2012, e avaliações em diferentes ambientes da Amazônia Ocidental no período de 2012 a 2018. De uma população composta por 288 indivíduos estruturados em nove progênies de irmãos completos foram selecionados 12 genótipos com amplitude de 127,70 a -19,19% em suas estimativas de ganho com a seleção, para serem avaliados em quatro ambientes da Amazônia Ocidental. O ambiente que apresentou maior correlação entre os valores genéticos preditos e o ganho realizado foi Ouro Preto do Oeste - RO (0,67), local em que as plantas foram selecionadas, seguido pelos ambientes de Alta Floresta D´Oeste - RO (0,44), Rio Branco - AC (0,43) e Porto Velho - RO (0,37). Avaliações em condições experimentais mostraram que os efeitos devido aos desvios de dominância foram aproximadamente três vezes maiores do que os efeitos aditivos. Nove clones apresentaram maiores estimativas de ganho em condições experimentais e nos ensaios de campo, e dois clones apresentaram menores estimativas em ambas condições. O clone G17-P7 apresentou altas estimativas de ganho em condições experimentais e baixo desempenho em campo. A seleção em único ambiente esteve positivamente correlacionada com o desempenho dos cafeeiros em campo (r=0,55), permitindo reduzir a população de melhoramento original em um conjunto de clones de maior potencial agronômico.

Adaptability and stability of Coffea canephora Pierre ex Froehner genotypes in the Western Amazon / Adaptabilidade e estabilidade de genótipos de Coffea canephora Pierre ex Froehner na Amazônia Ocidental

ABSTRACT: The development of Coffea canephora cultivars is based on the characterization of genotype × environment interaction, which is interpreted to quantify the differential behavior of clones at different cultivation sites. The objective of this research was to study the genotype x environment interaction aiming to select clones of broad and specific adaptation to different environments of the Western Amazon. Twelve clones with hybrid characteristics of the botanical varieties Conilon and Robusta and four open pollinated clones, had their performance evaluated in comparison with four controls. The genotype × environment interaction was interpreted based on the environmental quality index, the non-parametric estimator of Lin and Binns, 1988 and on the dispersion of the centroid method. Effects of the genotypes, environment, and genotype × environment interaction were all significant (p<0.01). The environmental quality index (Ij) classified three environments as favorable for coffee production. In terms of the Lin and Binn's estimator (Pi), hybrid genotypes 16, 10, 13, 09 and 14 presented lower Pi indices than others, and were classified as being more stable. Five clones of low adaptability, seven clones of specific adaptability to favorable or unfavorable environments and two clones of broad adaptability to all environments were identified interpreting the dispersion of the centroid method.

RESUMO: O desenvolvimento de novas cultivares de Coffea canephora fundamenta-se na caracterização do comportamento diferenciado dos clones em diferentes locais de cultivo. O objetivo deste trabalho foi estudar a interação genótipo x ambientes visando selecionar clones de adaptação ampla e específica à diferentes ambientes da Amazônia Ocidental. Doze clones com características híbridas das variedades botânicas Conilon e Robusta e quatro clones provenientes de polinização aberta tiveram seu desempenho avaliado em comparação com quatro testemunhas. Os métodos utilizados para quantificar a interação genótipo x ambientes foram o estimador não paramétrico de Lin & Binns e a dispersão do método centroide. A análise de variância indicou que os efeitos de genótipos, de ambiente e da interação G x A foram significativos (p<0,01). O índice de qualidade ambiental (Ij) permitiu classificar três ambientes favoráveis em relação a sua contribuição para o desempenho das plantas. Os genótipos híbridos 16, 10, 13, 9 e 14 apresentaram menores índices de Pi, tendo sido ranqueados como mais estáveis, apresentando produtividade média superior ao desempenho das testemunhas. Cinco clones de baixa adaptabilidade, sete clones de adaptabilidade específica a ambientes favoráveis ou desfavoráveis e dois clones de ampla adaptabilidade foram identificados interpretando a dispersão no plano do método centroide.

Genetic progress with selection of Coffea canephora clones of superior processed coffee yield / Progresso genético com a seleção de clones de Coffea canephora para produção superior de café beneficiado

ABSTRACT: The aim of this study was to select Coffea canephora clones of superior processed coffee productivity based on the estimates of the genetic parameters and of genetic progress with the plant selection. For this, the production of processed coffee from 130 clones was evaluated from 2014 to 2016 in a clonal test, installed in randomized complete blocks with four plants per plot and six replications, spaced 3 × 2m at the experiment station Embrapa Rondônia in the municipality of Ouro Preto do Oeste - RO. The estimation of genetic parameters and prediction of genotypic values were performed using REML/BLUP procedure (Restricted Maximum Likelihood/Best Unbiased Linear Prediction). Estimates of the genetic parameters confirmed the predominance of the genetic component in the expression of this trait, indicating the possibility of obtaining gains with the plant selection. Genetic progress of processed coffee productivity from the selection of 10% of the best clones was 49.88%, which is equivalent to an increase in average productivity from 42.57 bags.ha-1 to 66.95 bags.ha-1. The use of the harmonic mean of the genetic values helped to identify the clones of superior performance, with higher adaptability and stability for the northern region of Brazil.

RESUMO: O objetivo desse trabalho foi mensurar o progresso genético da produtividade de café beneficiado a partir da seleção de clones de Coffea canephora, com a obtenção de estimativas dos parâmetros genéticos e de ganhos com a seleção ao longo de três safras. Para isso, a produção de café beneficiado de 130 clones foi avaliada nas safras de 2014, 2015 e 2016 em ensaio clonal instalado em blocos completos casualizados, com quatro plantas por parcela e seis repetições, em espaçamento de 3 x 2m na estação experimental da Embrapa Rondônia no município de Ouro Preto do Oeste - RO. A estimação dos parâmetros genéticos e predição dos valores genotípicos foram realizadas utilizando procedimento REML/BLUP (máxima verossimilhança restrita/melhor predição linear não-viesada). As estimativas dos parâmetros genéticos quantificaram predominância do componente genético na expressão dessa característica, indicando a possibilidade de obtenção de ganhos com a seleção de plantas. O progresso genético da produtividade de café beneficiado com a seleção de 10% dos melhores clones foi de 49,88%, que equivale a um incremento na produtividade média de 42,57 sacas.ha-1 para 66,95 sacas.ha-1. A média harmônica da performance relativa dos valores genotípicos (MHPRVG) permitiu identificar clones de desempenho superior estável em condições tropicais da região Amazônica.

Rates of nitrogen and growth retardant trinexapac-ethyl on wheat / Doses de nitrogênio e do redutor de crescimento trinexapac-etil na cultura do trigo

The objective in this study was to evaluate the effects of nitrogen rates in association with rates of the growth retardant trinexapac-ethyl on wheat. The experiment was conducted in Viçosa, MG and arranged in a 5×4 factorial, randomized block design, with four repetitions. A combination of five nitrogen rates (30, 60, 90, 120 and 150kg ha-1) with four rates of trinexapac-ethyl (0, 62.5, 125 and 187.5g ha-1) were tested. Trinexapac-ethyl promotes reduction of soot dry mass and grain yield at the lowest N rates, but at the highest N rates there is increase in these characteristics. The combination between N and trinexapac-ethyl rates that promotes higher shoot dry mass is 150kg ha-1 and 187g ha-1 but that promotes higher grain yield is 100kg ha-1 and 120g ha-1, respectively.

O objetivo neste estudo foi avaliar os efeitos de doses de nitrogênio associadas às doses do redutor de crescimento trinexapac-etil na cultura do trigo. O experimento, conduzido em Viçosa-MG, seguiu um esquema fatorial 5×4, no delineamento experimental de blocos casualizados, com quatro repetições. Os tratamentos foram 30, 60, 90, 120 e 150kg ha-1 de N, combinados com 0, 62,5, 125 e 187,5g ha-1 de trinexapac-etil. Trinexapac-etil promove redução da massa seca da parte aérea e do rendimento de grãos nas menores doses de N, mas sob doses elevadas de N o trinexapac-etil promove aumento dessas características. A combinação entre doses de N e trinexapac-etil que promove maior massa seca da parte aérea é de 150kg ha-1 e 187g ha-1, mas a que promove maior produção de grãos é de 100kg ha-1 e 120g ha-1, respectivamente.

Development and reproduction of Podisus nigrispinus (Hemiptera: Pentatomidae) fed with Thyrinteina arnobia (Lepidoptera: Geometridae) reared on guava leaves

The aim of this study was to evaluate the development and reproduction of P. nigrispinus in laboratory when fed with T. arnobia reared on guava leaves. This predator showed nymphal stage of 21.11 days, survival of 60 percent and periods of pre-oviposition, number of eggs/mass and eggs/female and egg viability of 6.10 days, 26.24 eggs, 314.90 eggs and 82.65 percent, respectively. These results demonstrated that T. arnobia fed with guava leaves was an adequate supply of food to P.nigrispinus.

Doses e formas de aplicação de nitrogênio no desenvolvimento e produção da cultura do trigo / Nitrogen application methods and doses in the development and yield of wheat

Objetivou-se avaliar o efeito de doses e formas de aplicação de nitrogênio sobre o desempenho e produção de duas cultivares de trigo. O experimento, conduzido em Viçosa-MG, de maio a setembro de 2005, foi instalado segundo um esquema fatorial 2x2x5 no delineamento de blocos casualizados, com quatro repetições. Os tratamentos avaliados consistiram da combinação das cultivares de trigo, BRS 210 e Pioneiro, duas formas de aplicação de adubo nitrogenado (dose total aplicada por ocasião da semeadura ou 20 kg ha-1 na semeadura e o restante em cobertura no início da fase de perfilhamento) e cinco doses de nitrogênio (40, 60, 80, 100 e 120 kg ha-1) tendo como fonte o sulfato de amônio. A cultivar Pioneiro apresentou maior potencial produtivo que a cultivar BRS 210, mas foi menos resistente ao acamamento. O parcelamento da adubação nitrogenada proporcionou maior acamamento e não trouxe benefícios à produtividade dos grãos. As doses de N promoveram resposta quadrática da produtividade dos grãos, com ponto de máxima estimado na dose de 96,8 kg ha-1 e, aumento linear do acamamento de plantas da cultivar Pioneiro.

The objective of this work was to evaluate the effect of doses and methods of nitrogen application on the development and yield of two wheat cultivars. The experiment was conducted in Viçosa-MG, from May to September 2005, and it was arranged in a 2x2x5 factorial, randomized block design with four repetitions. The treatments consisted of the combination of the two wheat cultivars, BRS 210 and Pioneiro, two nitrogen application methods (total dose applied at seed sowing or 20 kg ha-1 at sowing and the remaining as topdressing in the beginning of tillage) and five N doses (40, 60, 80, 100 and 120 kg ha-1) with ammonium sulfate as N source. Cultivar Pioneiro showed higher yield potential than cultivar BRS 210, but it was less resistance to lodging. Splitting nitrogen fertilization increased lodging and brought no benefit to grain yield. Grain yield response to N doses was quadratic, reaching maximum at 96.8 kg ha-1, and linear increase in lodging of cultivar Pioneiro plants.

Growth retardants in wheat and its effect in physiological quality of seeds / Redutores de crescimento em plantas de trigo e seus efeitos na qualidade fisiológica de sementes

Plant lodging in wheat has been controlled through growth retardants. However, there is lack of information on the effect of these products on the physiological quality of seeds. The objective of this study was to evaluate the physiological quality of wheat seeds obtained under different rates and application times of three growth retardants. The trial was carried out in Viçosa-MG, from May to September 2005, in a factorial and hierarchical scheme, in randomized block design with four replications and a control treatment. The treatments consisted of 500, 1000 and 1500g ha-1 of chlormequat; 40, 80 and 120g ha-1 of paclobutrazol and 62.5, 125 and 187.5g ha-1 of trinexapac-ethyl applied at the 6 or 8 growth stage based on the scale of Feeks and Large, and a control treatment without growth retardant application. Leaf application of growth retardants as chlormequat, paclobutrazol and trinexapac-ethyl did not affect the germination and vigor of wheat seeds.

O acamamento de plantas na cultura do trigo tem sido controlado com o uso de redutores de crescimento. No entanto, há carência de informações sobre o efeito desses produtos na qualidade fisiológica de sementes. O objetivo deste estudo foi avaliar a qualidade fisiológica das sementes de trigo obtidas sob efeito de doses e épocas de aplicação de três redutores de crescimento. O experimento, conduzido em Viçosa, Minas Gerais, entre maio e setembro de 2005, foi instalado com tratamentos em esquema fatorial e hierárquico com uma testemunha, no delineamento em blocos casualizados, com quatro repetições. Os tratamentos foram 500, 1000 e 1500g ha-1 de clormequat; 40, 80 e 120g ha-1 de paclobutrazol e 62,5, 125 e 187,5g ha-1 de trinexapac-etil aplicados no estádio 6 ou 8 da escala Feeks e Large, mais uma testemunha sem aplicação de redutor. A aplicação foliar dos redutores de crescimento clormequat, paclobutrazol e trinexapac-etil não afeta a germinação e o vigor das sementes de trigo.

Rearing of Thyrinteina arnobia (Lepidoptera: Geometridae) on guava and Eucalyptus in laboratory

Thyrinteina arnobia, é umas das mais importantes lagartas desfolhadoras de eucalipto no Brasil. O objetivo desse trabalho foi avaliar o desenvolvimento e a reprodução desse lepidóptero em folhas de goiabeira (Psidium guajava) e Eucalyptus grandis, na 15º geração, após criar essa espécie por 14 gerações em folhas de goiabeira. T. arnobia apresentou menor período larval, maior viabilidade de lagartas e de pupas, maior peso pupal, maior número de ovos totais por fêmea e viabilidade de ovos e menor longevidade de fêmeas com folhas de goiabeira. Além disso, teve melhor desempenho e reprodução com P. guajava, do que com folhas de E. grandis, mostrando que esse inseto pode ser criado com folhas de goiabeira em laboratório.

Ganho de peso e comportamento de oviposição de Podisus nigrispinus utilizando lagartas de Spodoptera frugiperda e larvas de Tenebrio molitor como presas / Body increment and oviposition behavior of Podisus nigrispinus by utilizing Spodoptera frugiperda and Tenebrio molitor larvae preys

Esse trabalho avaliou o efeito de diferentes presas e da combinação destas sobre percevejo Podisus nigrispinus. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com três tratamentos e 60 repetições. No tratamento um (T1), os percevejos receberam como alimento, lagartas de Spodoptera frugiperda, de 4o estádio, durante todo o seu ciclo de vida, no tratamento dois (T2), larvas de Tenebrio molitor, também durante o todo ciclo, enquanto que, no tratamento três (T3), foram oferecidas lagartas de S. frugiperda do 2º ao 4º estádios, e larvas de T. molitor do 4º estádio até o final do ciclo de vida. O ganho de peso em todas as fases ninfais e em adultos de até terceiro dia mostrou valores semelhantes de incremento, para todas as dietas utilizadas. No entanto, para os percevejos alimentados, com S. frugiperda (T1), observaram-se uma maior produção de ovos num menor período, com 80 por cento dos ovos até 31º dia, enquanto que, no tratamento com larvas de T. molitor (T2), os mesmos 80 por cento foram conseguidos somente no 45º dia, e no tratamento com a combinação de presas (T3), no 48º dia.