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José Leonardo de Moraes Gonçalves

Professor Titular de Solos e Nutrição da Esalq-USP

Op-CP-77

Alocação clonal sítio-específica: uma estratégia para potencializar a produtividade florestal em longo prazo
Nos mais diversos fóruns de debate, a questão do aumento da produtividade florestal é frequentemente colocada em pauta. Os desafios são imensos, especialmente quando consideramos que, após vários ciclos de melhoramento genético e com o impacto crescente das mudanças climáticas, as expectativas de ganhos significativos de produtividade têm diminuído.

No entanto, ainda existem algumas oportunidades promissoras para modificar esse cenário. Em grande parte, essas oportunidades surgem do intenso fluxo de inovações tecnológicas que temos testemunhado recentemente, que oferecem novas ferramentas e abordagens para otimizar o crescimento florestal e melhorar a sustentabilidade das operações.
 
Entre essas estratégias, a alocação clonal sítio-específica tem-se destacado como uma abordagem inovadora e eficiente. Essa técnica consiste em selecionar e alocar diferentes clones de eucalipto de acordo com as características ambientais específicas de cada área de plantio, otimizando o desempenho de cada genótipo. Ao explorar a diversidade genética de clones e suas respostas às condições ambientais locais, a alocação clonal pode não apenas potencializar a produtividade, mas também mitigar riscos e aumentar a resiliência das plantações frente a desafios como os estresses abióticos e bióticos.

A variância fenotípica (VF) de um determinado genótipo é composta pela soma da variância genética (VG), da variância ambiental (VA) e da interação entre genótipo e ambiente (VGA). Para um determinado clone, exclusivamente pela VA e VGA. Vários estudos têm comprovado que, em clones, podem ocorrer pequenas variações genéticas devido a mutações somáticas e modificações epigenéticas. Fatores ambientais, como estresse hídrico, térmico e nutricional, podem induzir tanto mutações somáticas quanto modificações epigenéticas, sendo estas últimas geralmente reversíveis e influenciadas pelo ambiente.
 
Existem dois tipos de Interação Genótipo-Ambiente (IGA). A interação simples ocorre quando a ordem de desempenho dos genótipos se mantém constante em diferentes ambientes, mas a magnitude da diferença entre eles varia. A interação complexa acontece quando o desempenho relativo dos genótipos se inverte em diferentes ambientes. Esse tipo de interação é particularmente importante, pois indica que não existe um clone "superior" em todos os ambientes.

Diversos estudos investigaram os efeitos genéticos e ambientais e a interação genótipo-ambiente no desempenho fenotípico de clones de eucalipto. A seguir, é apresentada uma síntese de três artigos entre os mais relevantes.

Carla Castro et al. (2018, Scientia Forestalis, v.46) avaliaram a IGA em plantios clonais de eucalipto com idades de três e nove anos, conduzidos nos municípios de Encruzilhada do Sul, Dom Feliciano e Vila Nova do Sul, no Rio Grande do Sul. Foram testados 804 clones, tendo como testemunha o clone comercial 32864 (Eucalyptus saligna). Aos três anos, observou-se uma diferenciação clara no desempenho dos clones entre os ambientes, o que resultou na formação de três zonas de melhoramento. No entanto, aos nove anos, essa diferenciação reduziu-se para duas zonas, conforme os clones se adaptaram às condições ambientais, indicando que a complexidade da IGA diminui com o tempo, à medida que os clones se estabilizam.
 
A IGA do tipo complexa foi observada em 19% dos clones, influenciada principalmente por variações de pluviosidade (1.133 mm a 1.564 mm anuais), temperatura média anual (16 °C a 17 °C), profundidade efetiva do solo, capacidade de retenção de água e drenagem interna e externa dos solos. O estudo também demonstrou que as estimativas de herdabilidade aumentaram com o tempo, sugerindo maior precisão na seleção de clones conforme os plantios envelhecem. A herdabilidade do incremento volumétrico médio anual (IMA) foi de magnitude média a alta, com valores de 0,58 aos três anos e 0,74 aos nove anos, indicando potencial para a seleção precoce.
 
Os cinco melhores clones alcançaram um ganho genético acumulado de 21% em relação à testemunha e 36% em relação à média da população, resultados ainda mais expressivos (27% e 49%, respectivamente) quando considerada a IGA média entre ambientes. Isso reforça a importância de selecionar clones que não apenas possuam alta produtividade, mas que também demonstrem estabilidade e adaptabilidade em diferentes ambientes.

O uso do modelo misto REML/BLUP (Máxima Verossimilhança Restrita/Melhor Predição Linear Não-Viciada) foi altamente eficiente na seleção de clones de forma sítio-específica, permitindo identificar genótipos mais produtivos e adaptados. O software Selegen-REML/BLUP, que utiliza essa metodologia, representou um avanço significativo, proporcionando análises rápidas e precisas. Além disso, o método da Média Harmônica da Performance Relativa dos Valores Genéticos (MHPRVG) permitiu uma seleção mais eficaz de clones com alta estabilidade e adaptabilidade, maximizando os ganhos genéticos em relação aos métodos tradicionais.

Em outro estudo, Rodrigo Oliveira et al. (2020, Crop Breeding and Applied Biotechnology, v.20) avaliaram o desempenho genético de 109 clones de Eucalyptus na região do Cerrado, em três municípios de Goiás, Catalão, Corumbá-de-Goiás e Luziânia. A IGA foi do tipo complexa para 74% dos clones (ver figura em destaque na página seguinte).

As principais características ambientais que afetaram a IGA foram as variações de temperaturas (médias anuais entre 20,7 °C e 22,7 °C), de precipitação (médias anuais entre 1.500 mm e 1.800 mm) e a deficiência de boro. A correlação genotípica entre os ambientes foi moderada (< 0,47), o que reforça a necessidade de se fazer seleção sítio-específica para os clones. Apenas os clones CCL21, CCL30, AEC144, CCL07 e CCL35 demonstraram alto desempenho em todos os locais avaliados.
 
A IGA de clones de eucalipto foi avaliada na região do Médio Parnaíba, no estado do Piauí, por Alexandro Vasconcelos et al. (2021, Agropecuária Científica no Semiárido, v.17). Quinze clones foram testados em dois ambientes contrastantes, chapada e baixão. Aos 36 meses de idade, todos os clones exibiram uma IGA do tipo complexa.

Sob um clima do tipo AW (Köppen), com estação seca prolongada e precipitação anual de 1.400 mm, os clones tiveram um crescimento significativamente superior na chapada, onde o relevo plano e o solo Latossolo Vermelho-Amarelo, com boa drenagem, favoreceram o desenvolvimento. No baixão, o solo Latossolo Amarelo, mais suscetível a estresses hídricos e alagamentos, resultou em menor desempenho e maior mortalidade das árvores. Apenas três clones apresentaram estabilidade fenotípica, e a seleção precoce demonstrou ser uma estratégia promissora para o melhoramento.

A otimização da interação genótipo-ambiente pode ser alcançada por meio de uma estratégia que integra o zoneamento edafoclimático com a seleção de clones adaptados. O primeiro passo consiste na coleta de dados climáticos e edáficos regionais, que, com o uso de ferramentas de geoprocessamento e Sistemas de Informação Geográfica (SIG), possibilitam mapear áreas com diferentes aptidões para o plantio de clones específicos. Nesse processo, a geoestatística desempenha um papel crucial, permitindo a interpolação de dados climáticos e edáficos em áreas onde há escassez de estações meteorológicas ou dados de solo.

Técnicas como a krigagem ordinária são amplamente utilizadas para estimar variáveis como precipitação e temperatura, gerando mapas detalhados de aptidão edafoclimática. Além disso, a modelagem geoestatística pode prever tendências futuras, levando em consideração mudanças climáticas e padrões regionais de variabilidade, o que facilita a adaptação do manejo e a seleção de clones ao longo do tempo. Ferramentas tecnológicas como a inteligência artificial e o blockchain expandem as capacidades do manejo florestal, promovendo uma abordagem mais precisa e personalizada.

Essas tecnologias permitem que a alocação clonal considere tanto as condições climáticas atuais quanto as previsões futuras, além das necessidades específicas de cada clone. O uso de big data e modelagem preditiva também auxilia na identificação de padrões e na previsão do comportamento de clones em diferentes ambientes, sugerindo as melhores combinações de clones e locais de plantio, tanto no curto quanto no longo prazo.
 
Conclui-se que a interação genótipo-ambiente continua sendo um fator determinante na redução da produtividade em diversos projetos florestais. Os resultados da aplicação da alocação clonal sítio-específica em plantações de eucalipto demonstram um impacto direto e significativo na produtividade e na resiliência das florestas comerciais.

Adaptar clones às condições edafoclimáticas específicas de cada local permite otimizar o uso de recursos naturais, reduzir os impactos de estresses ambientais e maximizar o retorno econômico. Essa estratégia não apenas promove um manejo mais sustentável, mas também aumenta a capacidade de adaptação às mudanças climáticas, consolidando-se como uma ferramenta indispensável para o futuro das plantações florestais. Em muitos casos, o sucesso de um projeto está nas perdas que podem ser evitadas por meio de uma gestão eficiente e adaptada.

INCREMENTO MÉDIO ANUAL (m3 ha-1 ano-1)


Incremento Médio Anual de madeira dos diferentes clones em três testes clonais realizados no Cerrado. A linha vermelha indica a produtividade média do local, e a linha preta, o desempenho do clone controle (AEC144). Essa figura ilustra a significativa interação genótipo-ambiente  (Rodrigo Oliveira et al., 2020, Crop Breeding and Applied Biotechnology, v.20).