Genotype × environment interaction, adaptability, and stability of soybean genotypes in a new production region of Brazil

Resumo Técnico: Interação Genótipo × Ambiente, Adaptabilidade e Estabilidade de Genótipos de Soja em uma Nova Região de Produção no Brasil

Problema
A produção de soja (Glycine max) no Brasil está se expandindo para novas fronteiras agrícolas, especificamente nas regiões norte e noroeste do estado do Rio de Janeiro, que oferecem mais de 300.000 hectares adequados para o cultivo mecanizado. No entanto, o desempenho dos genótipos de soja é fortemente influenciado pelas condições edafoclimáticas, levando a interações significativas entre genótipo × ambiente (G×E). Embora métodos estatísticos como modelos mistos (REML/BLUP) sejam estabelecidos para avaliar estabilidade e adaptabilidade, há uma escassez de pesquisas abordando esses parâmetros específicos para genótipos de soja sob as condições únicas das novas regiões de produção do Rio de Janeiro. Essa lacuna dificulta a recomendação precisa de cultivares e a otimização das estratégias de produção nesta nova fronteira.

Metodologia
O estudo avaliou oito genótipos comerciais de soja (incluindo cultivares como 95R95IPRO, BMX COMPACTA IPRO e BRS 7780IPRO) em cinco ambientes distintos. Esses ambientes foram definidos por combinações de dois locais (Campos dos Goytacazes e Macaé) e duas safras (2019/2020 e 2020/2021). Os experimentos utilizaram o delineamento de blocos casualizados com quatro repetições.

A análise de dados foi realizada utilizando o software Selegen REML/BLUP. O estudo empregou um modelo linear misto ($y = Xr + Zg + Wi + e$) para estimar os componentes de variância e os valores genotípicos. Os principais parâmetros estatísticos calculados incluíram:

• Componentes de Variância: Variâncias genotípica ($\sigma^2_g$), de interação G×E ($\sigma^2_{ge}$) e residual ($\sigma^2_e$).
• Parâmetros Genéticos: Hereditariedade baseada nas médias genotípicas ($\hat{h}^2$), acurácia de seleção (SA) e correlação genotípica entre ambientes ($\hat{r}_{ge}$).
• Índices de Seleção: Para avaliar a adaptabilidade e a estabilidade, o estudo utilizou a Média Harmônica dos Valores Genotípicos (MHVG) para produtividade, a Média Harmônica do Desempenho Relativo dos Valores Genotípicos (MHDRVG) para adaptabilidade e a Média Harmônica do Desempenho Relativo da Média Harmônica dos Valores Genotípicos (MHRMDRVG) para a seleção simultânea de produtividade, estabilidade e adaptabilidade.

Principais Resultados

• Interação G×E: Foi detectada uma interação G×E significativa e predominante, respondendo por aproximadamente 80% da variância fenotípica na produtividade de grãos. A correlação genotípica entre ambientes foi extremamente baixa ($\hat{r}_{ge} = 0,01$), indicando que o ranking dos genótipos mudou significativamente entre os diferentes ambientes.
• Parâmetros Genéticos: O estudo observou baixa herdabilidade para a produtividade de grãos ($\hat{h}^2 = 0,03$) e baixa acurácia de seleção (SA = 0,18), atribuídas à forte influência dos fatores ambientais e à intensa interação G×E. O coeficiente de variação experimental (CVe) foi de 10,76%, situando-se dentro dos limites aceitáveis para ensaios de soja.
• Desempenho dos Genótipos:
  • Produtividade Geral: A média geral de produtividade de grãos foi de 3.281,15 kg ha⁻¹.
  • Melhores Desempenhos: Os genótipos 95R95IPRO, BMX COMPACTA IPRO e TMG7061IPRO demonstraram consistentemente um desempenho superior.
  • Estabilidade e Adaptabilidade: O método MHRMDRVG identificou 95R95IPRO, BMX COMPACTA IPRO e TMG7061IPRO como os três principais genótipos para produtividade, estabilidade e adaptabilidade simultâneas.
  • Ganhos Específicos: O genótipo 95R95IPRO apresentou o maior ganho genético (13,82 kg ha⁻¹) sobre a média geral ao considerar valores livres de interação.
  • Especificidade Ambiental: Embora alguns genótipos (como BRS 7780IPRO) tenham se destacado em ambientes específicos (como E2, E3 e E4), os três principais identificados pelo MHRMDRVG mantiveram alto desempenho através das diversas condições testadas.
  • Comparação de Produtividade: Os genótipos de melhor desempenho na região de Macaé excederam a média nacional de produtividade da safra 2023/2024 (3.202 kg ha⁻¹), com alguns atingindo mais de 6.000 kg ha⁻¹ em ambientes favoráveis específicos.

Significância e Alegações
O artigo afirma que a significativa interação G×E observada exige o uso de abordagens de modelos mistos (REML/BLUP) combinadas com índices de estabilidade e adaptabilidade (MHVG, RPGV, MHRMDRVG), em vez de depender apenas do desempenho médio para a recomendação de cultivares nesta nova região.

O estudo destaca que os genótipos 95R95IPRO, BMX COMPACTA IPRO e TMG7061IPRO possuem o potencial genético necessário para ampla adaptabilidade e estabilidade na região norte do Rio de Janeiro. Estes genótipos são apresentados como candidatos viáveis para recomendação em programas de melhoramento e para o cultivo na região alvo. Os autores enfatizam que, embora o desempenho médio seja importante, a consistência da expressão genotípica entre ambientes — validada pelo método MHRMDRVG — é crítica para o sucesso do melhoramento genético e da implantação de cultivares em áreas caracterizadas por interações ambientais complexas. Os resultados reforçam a utilidade dessas ferramentas estatísticas no suporte às estratégias de seleção de genótipos para as novas fronteiras da soja no Brasil.