GERMINAÇÃO DE SEMENTES

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1 GERMINAÇÃO DE SEMENTES O tema germinação de sementes tem sido objeto de revisões de literatura extensas e detalhadas. Definir o fenômeno da germinação é muito difícil, visto que uma definição deve ser curta e completa, ao passo que a germinação é um fenômeno muito amplo e complexo para caber em poucas palavras. Assim, podemos definir como: Germinação: Sequência de eventos fisiológicos, influenciados por fatores externos e internos. Germinar é simplesmente sair do repouso e entrar em atividade metabólica. Do ponto de vista botânico: A germinação se caracteriza pela protusão da raiz primária. Do ponto de vista de tecnologia de sementes: A germinação se caracteriza pelo desenvolvimento do eixo embrionário, com condições da semente se transformar em uma plântula normal em condições de campo. A plântula apresenta todas as estruturas essenciais bem desenvolvidas. A germinação compreende uma série de eventos: Absorção de água; Reações de quebra e síntese de compostos; Alongamento de células e tecidos; Assimilação e emergência da plântula. GERMINAÇÃO DO PONTO DE VISTA FISIOLÓGICO Embebição; Digestão de reserva; Síntese de compostos; Emergência das estruturas da plântula. GERMINAÇÃO DO PONTO DE VISTA FISIOLÓGICO-BIOQUÍMICO Reidratação; Aumento da respiração; Formação de enzimas; Digestão enzimática das reservas; Mobilização e transporte das reservas; Assimilação metabólica; Crescimento e diferenciação dos tecidos. EMBEBIÇÃO É o processo de absorção de água pelas sementes.

2 Características do processo de embebição: Aumento do volume e da semente; O volume de água absorvida é grande, em relação ao peso de matéria seca da semente; Há liberação de calor. ETAPAS DA GERMINAÇÃO A germinação é um processo que, como todos os outros biológicos, consome energia. A energia utilizada na germinação é proveniente da degradação de substâncias de reserva (CHO, ptn, lípideo) da própria semente, utilizando-se o oxigênio para queimar esses produtos. FASE I: Absorção rápida de água pelas sementes; Ocorre nas sementes vivas ou não; A água vai de um local de maior para um de menor concentração (solo-semente). Na fase I é basicamente crítica para o início da germinação, onde a planta ou o excesso de água podem prejudicar as sementes. Excesso de água pode causar os danos como: Embebição com ruptura de células; Anormalidades em plântulas; Morte da semente. Bioquimicamente: se caracteriza pelo início da degradação das substâncias de reserva. Essas substâncias deverão nutrir o crescimento do eixo embrionário até o ponto em que a plântula resultante tenha desenvolvido um sistema radicular capa de retirar do solo os nutrientes que a planta necessita. FASE II: A absorção de água é paralisada. Ocorre o transporte ativo das substâncias degradadas na fase anterior do tecido de reserva para o tecido meristemático O eixo embrionário está recebendo alguns nutrientes, mas ainda não consegue crescer, ou seja não é visível a emergência do eixo embrionário. Nesta fase: Digestão das reservas; Aumento na taxa respiratória das sementes. FASE III: As substâncias degradadas na fase I e transportadas na fase II são reorganizadas em substâncias complexas para formar o protoplasma e as paredes celulares, o que permite o crescimento do eixo embrionário. É o início da absorção ativa de água. Somente ocorre nas sementes vivas. Para muitas espécies é o início visível da germinação. Nesta fase a falta de água pode causar a morte das sementes.

3 TIPOS DE GERMINAÇÃO Uma semente qualquer, semeada sob condições artificiais da Agricultura, ou disseminada por meios naturais, encontra-se frequentemente, por ocasião da germinação recoberta por uma camada de solo ou detritos orgânicos. O polo de geotropismos positivo do eixo embrionário, que vai originar o sistema radicular, não encontra dificuldades para crescer. O polo oposto, que originará a parte aérea, precisou desenvolver um sistema para que, na germinação, a parte aérea fosse posta para fora do solo sem se danificar. Foram desenvolvidas, então, duas soluções: a germinação epígea e, a outra hipógea. EPÍGEA: os cotilédones leva a estrutura acima da superfície do solo. Este mecanismo se baseia num rápido crescimento inicial do eixo hipocótilo-radicular, ao passo que o epicótilo as folhas primárias, no interior dos cotilédones, praticamente não crescem. À medida que o eixo hipocótilo-radicular cresce, forma-se, próximo ao nó cotiledonar uma alça que é a primeira parte a atingir a superfície (hipocótilo). Ao atingir a luz esta parte tende-se a endireitar. Em uma extremidade desta alça está o sistema radicular e na outra os cotilédones trazendo em seu interior a plúmula e o epicótilo. Como os cotilédones não estão presos ao solo, eles serão a parte que será levantada. Assim, fechados, contendo intactos em seu interior epicótilo e plúmula, os cotilédones saem à luz. A partir de então há uma reversão na velocidade de crescimento: o epicótilo cresce a uma taxa bem maior do que o hipocótilo, originando a parte aérea.

4 HIPÓGEA: os cotilédones permanecem abaixo da superfície do solo e o epicótilo e a plúmula emergem, muitas vezes protegidos por uma estrutura tubular (coleóptilo). Neste mecanismos de germinação a parte aérea é posta para fora do solo de duas maneiras: Na família Gramineae: as monocotiledôneas desenvolveram um mecanismo peculiar pelo qual a parte aérea é posta para fora do solo envolta por uma estrutura especial tubular, constituída de um material membranoso, resistente, que recebe o nome de coleóptilo. Este tem um formado anatomicamente adaptado para furar. Romper a camada de solo e sai à luz. A plúmula vem crescendo, imediatamente depois, totalmente envolvida pelo coleóptilo sem sofrer qualquer espécie de restrição mecânica. O coleóptilo ao sair à luz, se abre e deixa a plúmula sair de seu interior. O coleóptilo cresce mais alguns milímetros após a exposição à luz, a fim de dar apoio ao crescimento inicial da parte aérea que é muito frágil e quebradiça, e em seguida interrompe seu crescimento, Nas dicotiledôneas: a germinação se processa face ao crescimento mais rápido do epicótilo do que do hipocótilo. A plúmula fica dobrada e colada ao epicótilo e este cresce perfurando a camada de solo e ou detritos, arrastando as folhas primárias; ao atingir a luz, as folhas primárias se soltam e começam a crescer, formando a parte aérea. TABELA: Diferentes espécies que apresentam germinação epígea e hipógea. EPÍGEA Mamona (dicotiledônea) Abóbora (dicotiledônea) Pepino (dicotiledônea) Cebola (dicotiledônea) Feijão (dicotiledônea) HIPÓGEA Trigo (monocotiledônea) Milho (monocotiledônea) Cevada (monocotiledônea) Seringueira (dicotiledônea) Ervilha (dicotiledônea) FIGURA: Germinação epigeal em dicotiledônea (feijão). Fonte: Carvalho & Nakagawa (2000). FIGURA: Germinação hipogeal em monocotiledônea (milho). Fonte: Carvalho & Nakagawa (2000).

5 FATORES QUE AFETAM A GERMINAÇÃO Para que uma semente germine, ela deve dispor de condições internas e externas para tanto. Internos: longevidade, viabilidade (vigor, danos mecânicos, teor de água). Externos: água, temperatura, oxigênio. INTERNOS: LONGEVIDADE: Período que uma semente pode viver, o qual é determinado por suas características genéticas. O período que uma semente realmente vive é determinado pela interação entre os fatores genéticos e fatores ambientais. VIABILIDADE: a) DANOS MECÂNICOS - o efeito da injúria pode tanto ocasionar a morte da semente (no caso de um impacto muito forte), como provocar rachaduras na casca que facilitam o acesso de microrganismos patogênicos ao seu interior, que por ocasião da germinação pode matá-la ou reduzir-lhe o vigor. b) TEOR DE ÁGUA- durante o armazenamento as sementes tem que ser secadas e tratadas quimicamente. EXTERNOS: ÁGUA Da absorção de água resulta a reidratação dos tecidos com a consequente intensificação da respiração e de todas as outras atividades metabólicas que culminam com o fornecimento de energia e nutrientes necessários para a retomada de crescimento por parte do eixo embrionário. Funções da água no processo de germinação: A água absorvida pela semente geralmente amolece os tegumentos; Provoca o aumento do volume do embrião e dos tecidos de reserva; Resulta na ruptura dos tegumentos. A água favorece a penetração do oxigênio na semente; As paredes das células são impermeáveis à gases; Quando absorvem quantidade de água os gases podem difundir por elas. A água dilui o protoplasma tornando possível ou permitindo que suas funções sejam ativadas. As células vivas não podem conduzir ativamente qualquer de suas funções normais, sendo que seus protoplasmas contenham considerável quantidade de água. A água torna possível a transferência dos nutrientes solúveis dos tecidos de reserva para os pontos de crescimento do embrião. TABELA: Teores de água na semente, mínimos necessários para o início da germinação. Espécie Teor de água Algodão Amendoim Arroz Aveia Milho Soja 50

6 Umidade e germinação A velocidade de germinação < à medida que o teor de umidade do solo <. % de germinação de algumas espécies é < à medida que se aproxima do ponto de murcha permanente. Em muitas espécies a % de germinação não é afetada quando a umidade está acima do PMP mas a velocidade de germinação é sensivelmente retardada. TEMPERATURA Influencia a germinação tanto por agir sobre a velocidade de absorção de água, como também sobre as reações bioquímicas que determinam todo o processo. A germinação só ocorrerá dentro de determinados limites de temperatura para cada espécie. Temperatura na germinação Temperatura mínima: abaixo da qual a semente não germina. Temperatura máxima: acima dela não há germinação. Temperatura letal: provoca a morte da semente. Temperatura ótima: onde a germinação se processa mais rapidamente. TABELA: Variação na temperatura para germinação de diferentes espécies Espécie Temperatura mínima Temperatura ótima Temperatura máxima Milho Arroz Trigo Aveia Soja Feijão Tabela. Dados médios da qualidade de sementes orgânicas de pepino, através dos testes de primeira contagem (PC), germinação (G), número de plântulas anormais (PA) e índice de velocidade de germinação (IVG), submetidas a diferentes temperaturas Uberlândia-MG OXIGÊNIO É o combustível para a queima dos produtos oriundos da degradação das substancias de reserva da semente para o fornecimento de nutrientes e energia para o desenvolvimento do eixo embrionário.