Revista Agrária Acadêmica
doi: 10.32406/v6n6/2023/1-8/agrariacad
Tamanho ótimo de parcela experimental para melancia híbrido Liverpool. Optimal trial plot size for Liverpool hybrid watermelon.
Militino Paiva Carrafa
1*, Luis Felipe Oliveira Ribeiro1, Rafaela Barreto Cazaroto Grobério2, Édlen dos Santos Bonelá2, Letícia Galvão Morais2, Guilherme Smassaro Morais2, Jasmyn Tognere2, Edney Leandro da Vitória3, Edilson Romais Schmildt3
1- Discente do Curso de Agronomia – Departamento de Ciências Agrárias e Biológicas, Centro Universitário Norte do Estado do Espírito Santo, Universidade Federal do Espírito Santo – UFES, São Mateus/ES – Brasil.
2- Mestrando(a) em Agricultura Tropical – Centro Universitário Norte do Estado do Espírito Santo, Universidade Federal do Espírito Santo – UFES, São Mateus/ES – Brasil.
3- Docente do Curso de Agronomia – Departamento de Ciências Agrárias e Biológicas, Centro Universitário Norte do Estado do Espírito Santo, Universidade Federal do Espírito Santo – UFES, São Mateus/ES – Brasil.
* Autor para correspondência: militinocarrafa@hotmail.com
Resumo
A melancia é uma Curbitaceae que tem relevância no mercado, no qual são implementados experimentos para avaliar diversos fatores. Objetivou-se determinar o tamanho ótimo de parcela (Xo) de melancia híbrido Liverpool, uma forma de aumentar a precisão do experimento e ter uma maximização dos resultados experimentais. O trabalho foi implementado na Fazenda Experimental do Centro Universitário Norte do Espírito Santo, da Universidade Federal do Espírito Santo. Avaliou-se o perímetro equatorial, longitudinal e massa do fruto. Para determinar o Xo foi utilizado o método de Meier e Lessman com simulação bootstrap, utilizando 2000 reamostragens. A partir da variabilidade dos dados, os tamanhos de parcela para cada característica avaliada foram diferentes no qual o tamanho ótimo de parcela foi de quatro frutos por parcela para massa do fruto.
Palavras-chave: Bootstrap. Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. & Nakai. Precisão experimental.
Abstract
Watermelon is a Curbitaceae with relevance in the industry, in which experiments are implemented to evaluate several factors. The objective was to determine the optimal portion size (Xo) of Liverpool hybrid watermelon, to increase the experiment’s precision and maximize experimental results. The work was implemented at the Experimental Farm of the Centro Universitário Norte do Espírito Santo, of the Federal University of Espírito Santo. The equatorial and longitudinal perimeter and mass of the fruit were evaluated. The Meier and Lessman method was used with bootstrap simulation, using 2000 resamples to determine the Xo. Based on the variability of the data, the plot sizes for each characteristic evaluated were different, and the optimal plot size was four fruits per plot for fruit mass.
Keywords: Bootstrap. Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. & Nakai. Experimental precision.
Introdução
A melancia (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. & Nakai) faz parte da família botânica Cucurbitaceae, conhecida em todo o mundo por produzir frutos que são amplamente apreciados pelo público, tais como o melão, Cucumis melo L. e a abóbora, Cucurbita pepo L. Segundo dados da Food and Agriculture Organization (FAO, 2021), a China se destaca como o principal produtor mundial de melancia, contribuindo com mais de 80% da produção global, seguida da Turquia, Irã, EUA e Brasil, respectivamente. Este último, no ano de 2022 produziu 74,63 mil toneladas do fruto, com valor de comercialização de US$ 37,21 milhões, segundo a CONAB (2022).
Os cultivos comerciais de melancia no Brasil utilizam cultivares de origem americana ou japonesa que se adaptaram bem às condições edafoclimáticas, como a cultivar americana Crimson Sweet e seus híbridos (EMBRAPA, 2010). Para o plantio, são considerados fatores como preferência do mercado consumidor, resistência ao transporte e adaptação da cultivar à região.
A produção mundial de melancia desempenha papel crucial na economia, impulsionada por suas propriedades nutricionais e terapêuticas que estimulam o interesse dos consumidores (ROCHA et al., 2020). Segundo a Embrapa (2010), nos últimos anos, a indústria de sementes tem concentrado seus esforços no desenvolvimento de híbridos de melancia, devido ao seu potencial de retorno financeiro superior aos programas de melhoramento. Uma dessas cultivares é a variedade híbrida Liverpool, do tipo Crimson Sweet, caracterizada por frutos com cavidade pequena e polpa firme conferindo maior durabilidade no transporte (SYNGENTA, 2023).
A determinação do tamanho ótimo de parcela (Xo) é uma etapa fundamental na experimentação agrícola, o qual afeta diretamente na confiabilidade dos resultados. Ao planejar experimentos, escolher a quantidade ideal de unidades experimentais ou parcelas é essencial para aumentar a precisão e otimizar a relação entre custos e benefícios (GUARÇONI et al., 2017). A maioria dos pesquisadores determinam o tamanho de parcela sem prévia experimentação, sendo os testes de uniformidade um dos recursos que podem ser adotados para fazê-lo (AMBROSIO et al., 2022). A partir desses testes determina-se o tamanho ótimo de parcelas por diferentes métodos, no qual o mais utilizado é o de máxima curvatura modificada (MEIER; LESSMAN, 1971).
Atualmente, alguns trabalhos têm utilizado outras metodologias como o método de regressão antitônica (BRITO et al., 2012) e o método da distância máxima (LORENTZ et al., 2012). Além disso, tem-se o método por simulação bootstrap com substituição (CELANTI et al., 2016), que quando se considera os valores de b de Smith (1938) tem variação de zero a um e que valores mais próximos de um indicam heterogeneidade no ambiente de cultivo, deixando claro que o método proposto pela simulação bootstrap valoriza o máximo da heterogeneidade.
Delineamento e tamanho de parcelas experimentais são geralmente definidos com base na experiência do pesquisador, pautadas nos recursos humanos e financeiros disponíveis para a condução do experimento (GUARÇONI et al., 2020). Boyhan (2013) determinou o rendimento de frutos, tamanho da fruta, firmeza da fruta e teor de sólidos solúveis na melancia, sendo recomendado pelo autor de 5 a 7 (cinco a sete) frutos/parcela. Santos et al. (2020) ao avaliar o peso, diâmetro e quantidade de frutos da melancia em função de diferentes tipos de adubação orgânica, utilizaram 1 (um) fruto/parcela. Porém, não foram encontrados na literatura trabalhos que determinassem o tamanho ótimo de parcelas para a melancia híbrida Liverpool.
Assim, o presente trabalho teve como objetivo determinar o tamanho ótimo de parcela para experimentos com frutos de melancia Liverpool, utilizando o método de máxima curvatura modificada de Meier e Lessman (1971) por simulação com bootstrap, segundo a metodologia de Celanti et al. (2016).
Material e métodos
Para determinar o tamanho ótimo de parcela para melancia híbrido Liverpool, o experimento foi conduzido na Fazenda Experimental do Centro Universitário Norte do Espírito Santo, da Universidade Federal do Espírito Santo, latitude 18º 40’ 25” S, longitude 40º 51´ 23″W, em solo tipo Argissolo de textura franco arenosa. O clima da região é quente e úmido, tipo Aw, com estação seca no outono-inverno e estação chuvosa na primavera-verão, conforme a classificação de Köppen (ALVARES et al., 2013).
A área experimental foi implantada com melancia híbrido ‘Liverpool’ (Syngenta®), que apresenta as seguintes características: tem formato redondo, tem peso médio de 14 kg e o período de cultivo varia entre 68-70 dias (SYNGENTA, 2023). A área foi de 2,500 m² (50 x 50 m), espaçamento de plantio de 3 x 0,8 m, totalizando um estande de 1,042 plantas na área experimental.
A lavoura foi cultivada entre os períodos de abril de 2023 a junho de 2023. As mudas foram preparadas em bandejas de polietileno com substrato comercial Bioplant Plus®, com as sementes plantadas em uma profundidade de 20 mm. As mudas foram acondicionadas em casa de vegetação e irrigadas por meio de microaspersão diariamente, sendo que, os tratamentos fitossanitários foram realizados, a fim de conferir maior vigor e evitar o ataque de insetos-praga e doenças.
As mudas foram transplantadas aos 16 dias após a semeadura (DAS) para área experimental, após instalado o sistema de irrigação por gotejamento. Antes do transplantio das mudas, realizou-se uma análise de solo na área experimental e em seguida, realizado as práticas de calagem e adubação fosfatada no sulco de plantio. A adubação para o transplantio das mudas na cova foi realizada utilizando Nutrisystem Inicial (06-30-06). Adubação de cobertura foi realizada utilizando Nutrisystem Multipropósito (17-18-17) e Nutrisystem Produção (13-00-26) de forma manual, aplicada na circunferência da planta a um raio de 0,25 m de distância. Além disso, utilizou-se Cloreto de Potássio e Nitrato de Cálcio via drench por meio de um pulverizador costal elétrico (dosador). O controle fitossanitário foi realizado nas plantas por meio de uma aeronave remotamente pilotada (ARP), marca DJI Agras, modelo T10. As recomendações de adubações, bem como dosagem de produtos fitossanitários, foram realizadas por meio de recomendações técnicas.
Foram selecionados 100 frutos aleatoriamente, que foram colhidos em cada planta na época em que houve o secamento da gavinha mais próxima do fruto (ANDRADE JUNIOR et al., 2007), que é considerado o momento ideal para a colheita dos frutos de melancia em geral. Foram medidos o perímetro longitudinal (PL), perímetro equatorial (PE) com auxílio de uma trena, e massa fresca (MF) em quilos, medido através de uma balança digital Balmak® elc – 25 Economic Next.
A partir das características avaliadas nos frutos de melancia, calculou-se as estatísticas descritivas de valor mínimo, máximo, médio e mediano, coeficiente de variação e o índice de heterogeneidade (b) (Smith, 1938). Verificou-se a normalidade dos dados pelo teste de Shapiro Wilk, objetivando a caracterização dos dados e a verificação quanto ao ajuste para o estudo do dimensionamento amostral através do teste t de Student para cada caractere mensurado.
Para determinação do tamanho ótimo de parcelas foram utilizados o método da máxima curvatura modificado, que, partir da função de curvatura, determinou-se o valor da abscissa no qual ocorre o ponto de máxima curvatura, conforme apresentado por Meier e Lessman (1971), por meio da equação:
em que = valor da abscissa no ponto de máxima curvatura, o qual corresponde à estimativa do tamanho ótimo da parcela experimental; = constante da regressão; e, = coeficiente de regressão. Os coeficientes e foram obtidos a partir da equação modelo potência da relação entre os coeficientes de variação e número de UEB, sendo que se utilizou o método dos mínimos quadrados para a estimativa, a partir da simulação bootstrap, com 2000 reamostragens, conforme Celanti et al. (2016). O b foi obtido através do resultado de b=2 (LORENTZ et al., 2012).
Todas as análises foram feitas com auxílio do software R (R CORE TEAM, 2022), com scripts feitos pelos próprios autores conforme instruções de Celanti et al. (2016).
Resultados e discussão
A figura 1 ilustra as aferições das características dos frutos de melancia Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. & Nakai, híbrido Liverpool, colhidos quando o pêndulo estava seco, aos 70 dias após a semeadura, utilizando-se para o trabalho 100 frutos.
Figura 1 – Aferição do perímetro equatorial (esquerda) e massa do fruto (direita).
Na tabela 1 é evidenciado a estatística descritiva dos caracteres avaliados. Os 100 frutos de melancia obtiveram massa fresca média de 11,58 kg, superior ao encontrado por Tavares et al. (2018), que valiou melancia do tipo Crimson Sweet, evidenciando quepossuem um bom padrão.
Tabela 1 – Estatística descritiva com valores mínimos, máximos, médios, desvio padrão (DP), coeficiente de variação (CV) e valor p do teste de normalidade de Shapiro-Wilk (SW) a partir de 100 frutos de melancia híbrido Liverpool.
Característicaa |
Mínimo |
Máximo |
Média |
DP |
CV (%) |
b (boot) |
|
PL |
22 |
40 |
29.7 |
3.1 |
10.3 |
1 |
|
PE |
73.3 |
102.7 |
86.7 |
6.3 |
7.3 |
1 |
|
MF |
3.15 |
16.4 |
11.6 |
2.2 |
19.4 |
1 |
|
a PL = Perímetro longitudinal (cm); PE = Perímetro equatorial (cm); MF = Massa do fruto (kg)
Em relação ao coeficiente de variação, para a característica PL, a precisão experimental foi alta, para PE, a precisão foi média e para MF, a precisão foi baixa com classificação segundo Gomes (2009). Quando se analisa várias características, cada uma demanda um tamanho de parcela (Xo) diferente, e por conseguinte, aliando várias características, haverá diferentes tamanhos de parcela.
Pode ser visto na tabela 1 que os valores do índice de heterogeneidade (b) estão próximos de 1,000. Considerando os valores de b de Smith (1938), no qual variam de 0,000 a 1,000 e que os valores mais próximos de um indicam no ambiente de cultivo heterogeneidade, visto que o método de simulação bootstrap valoriza o máximo da heterogeneidade e, desta forma, irá contribuir para que nenhuma parcela fique com menos de um fruto por parcela. Ademais, os resultados da análise do coeficiente de variação em função dos diferentes tamanhos de parcela de 100 frutos para comprimento, diâmetro e peso do fruto são mostrados na Figura 2, respectivamente.
Figura 2 – Relação entre coeficiente de variação (CV) e tamanho da parcela projetada e estimativas do tamanho ótimo da parcela (X0), utilizando o perímetro equatorial, longitudinal e massa dos frutos de melancia híbrido Liverpool.
Pode-se perceber na Figura 2 que houve a diminuição do coeficiente de variação à medida que o tamanho da parcela aumentou, o que é esperado do ponto de vista estatístico (Barbin, 2013). Percebe-se que o X0 foi diferente entre as características, com dois frutos por parcela para perímetro equatorial, três frutos por parcela para perímetro longitudinal do fruto e quatro frutos por parcela para massa do fruto, sendo maior para a característica de massa do fruto, que obteve maior valor de coeficiente de variação (Tabela 1). Malikouski et al. (2018), ao determinar o tamanho amostral que é necessário para a caracterização de frutos de melancia híbrido Sweet Crimson, também observou maior variabilidade para massa do fruto.
De igual modo, em outros trabalhos com outros frutos, foi observado a maior variabilidade na massa do fruto, como o de Grobério et al. (2023), ao determinar o tamanho ótimo de parcela em experimentos com frutos de pessegueiro, dentre as características avaliadas, a massa do fruto foi a resultante do maior tamanho ideal de parcela, considerando a variação presente.
Outrossim, devido à alta oscilação que há entre os coeficientes de variação para as três características avaliadas, o tamanho de amostra será diferente para cada característica que está sendo avaliada em específico, como o que foi encontrado por outros autores ao trabalhar com berinjela (HELL et al., 2017), mamoeiro (AMBROSIO et al., 2022), entre outros.
O método de simulação bootstrap proposto por Celanti et al. (2016) é vantajoso pois não é necessário identificar as sequências de parcelas no teste de uniformidade, já que na simulação, o desenho é aleatório, ou seja, não é necessário determinar a vizinhança. Além disso, o método é interessante da ótica prática, visto que o método de Meier e Lesman (1971) determina o tamanho ótimo de parcela nas parcelas, em alguns casos, menos que uma planta por parcela, o que não é utilizado na prática.
Boyhan (2013), ao determinar o tamanho de parcela de melancia avaliando rendimento, tamanho do fruto, firmeza do fruto e sólidos solúveis, trabalhou com área experimental e não com número de frutos, chegando à conclusão de que para avaliar frutos de melancia, com área de 2,23 m2, foi encontrado um tamanho ótimo de parcela de oito unidades básicas. Não foram encontradas na literatura pesquisas com tamanho de parcela em relação a número de frutos de melancia, não sendo possível fazer uma comparação, sendo essa uma contribuição importante para os estudos da área.
Conclusão
Considerando a metodologia de Meier e Lessman com simulação bootstrap verifica-se que, dentre as características avaliadas, o tamanho ótimo de parcelas de melancia híbrida Liverpool para avaliação da massa dos frutos é de quatro por parcela.
Conflitos de interesse
Não houve conflito de interesses dos autores.
Contribuição dos autores
Militino Paiva Carrafa – execução e análise dos dados; Luis Felipe Oliveira Ribeiro – implantação da lavoura; Rafaela Barreto Cazaroto Grobério – coleta dos dados; Édlen dos Santos Bonelá – coleta dos dados; Letícia Galvão Morais – coleta dos dados; Guilherme Smassaro Morais – escrita do trabalho; Jasmyn Tognere – escrita do trabalho; Edney Leandro da Vitória – coorientador do trabalho; Edilson Romais Schmildt – orientador do trabalho.
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Recebido em 13 de novembro de 2023
Retornado para ajustes em 2 de janeiro de 2024
Recebido com ajustes em 4 de janeiro de 2024
Aceito em 8 de janeiro de 2024