Genetic diversity in arabica coffee grown in potassium-constrained environment

Abstract

Potassium is a source of non-renewable natural resource, and is used in large quantities in coffee fertilization through basically imported formulations in the form of potassium chloride. An alternative to make production systems more sustainable would be obtaining cultivars more efficient in the use of this nutrient. This study aimed to evaluate the genetic diversity among 20 cultivars of coffee, in conditions of low availability of potassium to identify the best combinations for composing future populations to be used in breeding programs. The experiment was arranged in a randomized block design with three replications of nutrient solution. Agronomic characteristics and efficiencies of rooting, absorption, translocation, biomass production and potassium utilization were evaluated. The clustering analysis was based on the unweighted pair group method with arithmetic mean clustering algorithm (UPGMA) and canonical variables. Variability was observed for most treatments. The multivariate procedures produced similar discrimination of genotypes, with the formation of five groups. Hybridizations between the cultivar Icatu Precoce IAC 3283 with cultivars Catuaí Amarelo IAC 62, Araponga MG1, Caturra Vermelho IAC 477, Catuaí Vermelho IAC 15, Rubi MG 1192 and Catucaí 785/15, and between the cultivar Tupi IAC 1669-33 with cultivars Icatu Vermelho IAC 4045, Acaiá Cerrado MG 1474 and Oeiras MG 6851 are the most promising for obtaining segregating populations or heterotic hybrids in breeding programs aiming more efficiency in potassium utilization.

O potássio constitui uma fonte de recurso natural não renovável, e é utilizado em grandes quantidades nas adubações cafeeiras, por meio de formulações, basicamente, importadas na forma de cloreto de potássio. Uma alternativa para tornar os sistemas de produção mais sustentáveis seria a obtenção de cultivares mais eficientes no uso desse nutriente. Assim, neste trabalho, objetivou-se avaliar a divergência genética entre 20 cultivares de café, em condições de baixa disponibilidade de potássio, visando a identificar as melhores combinações para compor futuras populações a serem utilizadas em programas de melhoramento genético. Utilizou-se o delineamento em blocos casualizados, com três repetições em solução nutritiva. Foram avaliadas características morfoagronômicas e as eficiências de enraizamento, de absorção, de translocação, de produção de biomassa e de utilização de potássio. Como estratégias de agrupamentos foram empregados o método hierárquico unweighted pair-group method using arithmetic averages (UPMGA) e a análise de variáveis canônicas. Observou-se variabilidade para a maioria das características avaliadas. Os procedimentos multivariados apresentaram resultados análogos na discriminação de genótipos com a formação de cinco grupos. As hibridações entre as cultivares Icatu Precoce IAC 3283 com as cultivares Catuaí Amarelo IAC 62, Araponga MG1, Caturra Vermelho IAC 477, Catuaí Vermelho IAC 15, Rubi MG1192 e Catucaí 785/15, e entre a cultivar Tupi IAC 1669-33 com as cultivares Icatu Vermelho IAC 4045, Acaiá Cerrado MG 1474 e Oeiras MG 6851 são consideradas as mais promissoras na obtenção de populações segregantes ou híbridos heteróticos para maior eficiência no uso de potássio.