GERMINAÇÃO E VIGOR DE SEMENTES SUBMETIDAS AOS EXTRATOS AQUOSOS DE FOLHAS DE GIRASSOL

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1 GAVAZZA, M.I.A., et al. 11 GERMINAÇÃO E VIGOR DE SEMENTES SUBMETIDAS AOS EXTRATOS AQUOSOS DE FOLHAS DE GIRASSOL MELÍCIA INGREDI ARAÚJO GAVAZZA 1 RENATA BRITO 2 CLAUDIA ANTONIA VIEIRA ROSSETTO 3 1- Agrônoma formada na UFRRJ. miagavazza@hotmail.com. 2-Bolsista de Iniciação científica PIBIC/CNPq/UFRRJ. Discente do Curso de Agronomia. renatabrito@gmail.com 3- Professora Associada do Departamento de Fitotecnia da UFRRJ. cavrosse@ufrrj.br. Bolsista de PQ do CNPq. RESUMO: GAVAZZA, M.I.A.; BRITO, R.; ROSSETTO, C.A.V. Germinação e vigor de sementes submetidas aos extratos aquosos de girassol. Revista de Ciências da Vida, Seropédica, RJ: EDUR, v. 28, n. 2, jul.-dez., p.11-18, 2008.Os efeitos dos compostos alelopáticos presentes nas folhas de girassol, quando liberados no meio, diferem entre as espécies avaliadas. O objetivo do trabalho foi o de avaliar o efeito dos extratos aquosos de girassol (Helianthus annus L.), elaborados com folhas coletadas em distintas épocas e em diferentes concentrações, na germinação e no vigor de sementes de diversas espécies cultivadas. O delineamento experimental adotado foi o inteiramente casualizado em esquema fatorial (três épocas de coleta de folhas x 4 concentrações do extrato), com quatro repetições. Para isso, as sementes de alface, tomate, girassol, soja e milho foram submetidas aos extratos aquosos nas concentrações de 0; 1,5; 3 e 6% (massa/volume), provenientes de folhas secas de girassol, que foram coletadas aos 40, 60 e 80 dias após a semeadura. Nas sementes foi determinado o teor de água e efetuados os testes de germinação e vigor (primeira contagem e classificação de vigor das plântulas). Não houve efeito da época de coleta das folhas de girassol na germinação e o vigor das sementes avaliadas. Com o aumento da concentração dos extratos, houve intensa redução da germinação e do vigor somente das sementes de alface. Palavras-chave: Helianthus annus, alelopatia, vigor, qualidade fisiológica. ABSTRACT: GAVAZZA, M.I.A.; BRITO, R.; ROSSETTO, C.A.V. Seeds germination and vigor as affected by extracts of sunflower leaves. Revista de Ciências da Vida, Seropédica, RJ: EDUR, v. 28, n. 2, jul.-dez., p , The effects of allelopathics on the sunflower leaves in the ambient are different at each cultivated species. The aim of this work was to evaluate the effect of sunflower (Helianthus annus L.) leaves extracts on seed germination and vigor of different cultivated species. The design was completely casualized in factorial scheme (three harvests time and four extract concentrations). For this, lettuce, tomato, soybean, sunflower and maize seeds were submitted to the aqueous extracts (0.0, 1.5, 3.0 and 6.0% w/v) of air-dried leaves of sunflower. The leaves were collected at 40, 60 and 80 days after sowing. The water content, germination and vigor (first count and seedling vigor classification) were determined in the seeds. There were no effect of harvest time of sunflower leaves on seed germination and vigor. As the extract concentrations increased, there were intense reduction just on germination and vigor of lettuce seeds. Key - words: Sunflower, allelopathy, vigor, physiological quality.

2 12 Germinação e vigor de sementes... INTRODUÇÃO O girassol (Helianthus annus L.) é uma cultura que apresenta valor alimentar na forma de óleo, farelo ou silagem, valor estético como planta ornamental e valor energético como fonte renovável de combustível (CASTRO & FARIAS, 2005). No Brasil, atualmente, os principais estados produtores são Rio Grande do Sul, Goiás, São Paulo, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Paraná e Minas Gerais (CASTRO et al., 2006). Na literatura, há trabalhos demonstrando a alta atividade alelopática desta espécie (MACIAS et al., 1996), ou seja, seu efeito inibidor de outras espécies, direta ou indiretamente, em conseqüência de substâncias químicas que são liberadas no meio (BERNAT et al., 2004). Segundo Ferreira & Aquila (2000), todas as plantas produzem metabólitos secundários, e a resistência ou tolerância a estes pode ser específica, existindo algumas espécies mais sensíveis que outras, como por exemplo, a alface (Lactuca sativa) e o tomate (Lycopersicum esculentum). Essas substâncias alelopáticas estão implicadas numa grande diversidade de efeitos nas plantas. Macias et al. (2000), empregando os extratos aquosos de folhas de girassol, constataram que o efeito dos compostos alelopáticos presentes nas concentrações de 10-4 M a 10-9 M difere em relação às espécies avaliadas, promovendo inibição à germinação de dicotiledôneas e estímulo à de monocotiledôneas. Nas concentrações de 2,5%, 5,0% e 10%, Bogatek et al. (2006), também verificaram o efeito inibitório destes extratos na germinação de sementes de mostarda (Sinapis alba L.), sendo que o grau de inibição aumentou com a concentração do extrato, devido à promoção de deterioração das membranas promovida pela natureza tóxica dos compostos alelopáticos presentes nas folhas de girassol. Em relação ao vigor, Macias et al. (1996) constataram maior efeito prejudicial no crescimento de plântulas (massa e comprimento) de dicotiledôneas. Além disso, o efeito alelopático podese pronunciar tanto durante o ciclo de cultivo, quanto nos cultivos subseqüentes (TEIXEIRA et al., 2004). Nos últimos anos, como tem sido observado acentuado e consistente crescimento na área explorada com girassol no Brasil (LAZAROTTO et al., 2005), vem sendo necessário avaliar a interferência que o cultivo desta espécie pode acarretar na germinação de sementes de diversas espécies de culturas subseqüentes. Dentro deste contexto, o objetivo do trabalho foi o de avaliar o efeito de extratos aquosos de girassol, elaborados com folhas coletadas em distintas épocas e em diferentes concentrações, na germinação e no vigor de sementes de várias espécies cultivadas. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi conduzido no laboratório de Análise de Sementes da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, nos anos de 2006 e O delineamento experimental adotado foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial (três épocas de coleta das folhas de girassol x quatro concentrações de extrato) com quatro repetições. Para isso, as sementes de alface, tomate, girassol, soja e milho foram distribuídas em rolo de papel tipo germitest, umedecido na quantidade equivalente a 2,5 vezes a massa seca do substrato, com água destilada (controle) ou com extratos aquosos de folhas de girassol (Helianthus annus L.). Estas folhas foram coletadas aos 40, 60 e 80 dias após a semeadura (DAS), provenientes de plantas da cultivar Embrapa 122 V.2000, cultivadas em condições de campo, no período de outubro de 2006 a janeiro de 2007, na UFRRJ. que estavam, respectivamente, nos estádios R1 (início do desenvolvimento da inflorescência), R4 (início da floração) e R7 (início do enchimento dos aquênios), de acordo com Schneiter & Niller (1981). Os extratos aquosos foram preparados com o material seco a 60 o C e moído, nas

3 GAVAZZA, M.I.A., et al. 13 concentrações de 0; 1,5; 3 e 6% (massa/ volume). As sementes foram submetidas à determinação do teor de água e aos testes de germinação (BRASIL, 1992) e de vigor (primeira contagem e classificação do vigor das plântulas, com base em Nakagawa (1999). No teste de germinação, as avaliações foram realizadas aos quatro e sete dias para as sementes de alface e milho; aos cinco e 14 para as de tomate; aos quatro e 10 dias para as de girassol e aos cinco e oito dias para as de soja. Foram consideradas as porcentagens de plântulas normais e de plântulas anormais, com base em Brasil (1992), bem como a de sementes não germinadas (duras e mortas por fungos). Os dados coletados foram submetidos à análise de variância. As médias foram comparadas pelo teste Tukey a 5% de significância. RESULTADOS E DISCUSSÃO A análise de variância indicou que não foi constatada interação significativa entre as épocas de coleta das folhas de girassol e as concentrações dos extratos aquosos na germinação e no vigor das sementes das espécies avaliadas, assim como também não foi constatado efeito significativo do fator época de coleta das folhas de girassol na germinação e no vigor destas sementes, havendo apenas efeito significativo do fator concentração dos extratos aquosos na geminação e no vigor das sementes (Tabelas 1 a 3). Na avaliação das sementes de alface, foi observada intensa redução da germinação à medida que aumentou a concentração dos extratos de girassol, independente da época de coleta das folhas (Tabela 1), provavelmente devido à alta porcentagem de plântulas anormais (que se apresentavam apenas com a emissão da raiz primária), do que a de sementes não germinadas (duras e mortas por fungos), indicando o potencial alelopático destes extratos. Para as sementes de mostrada, Bogatek et al. (2006) também verificaram que o aumento da concentração de extratos aquosos de girassol prejudicou a germinação das sementes, sendo que, sob a concentração de 10%, houve inibição completa do desenvolvimento das plântulas, mas sem que houvesse interferência na viabilidade determinada pelo teste de tetrazólio. O grau de inibição da germinação dessas sementes de alface, provavelmente foi provocado pela natureza tóxica dos compostos alelopáticos presentes nas folhas de girassol, e não somente devido ao estresse hídrico promovido pela concentração destes compostos na solução, assim como observado por Bernat et al. (20004), por ocasião da avaliação do efeito dos extratos aquosos de girassol para as sementes de mostarda. Por ocasião da avaliação das plântulas de alface na primeira contagem do teste de germinação, ou seja, no inicio do processo de germinação, já tinha ocorrido prejuízo no desenvolvimento dessas plântulas, proporcional à concentração do extrato, como demonstrado pela redução da porcentagem de plântulas normais (Tabela 2). Além disso, pelo teste de classificação do vigor das plântulas, também foi constatado que houve diminuição acentuada das plântulas normais fortes, bem como das normais fracas, com a exposição das sementes aos extratos (Tabela 2). A porcentagem de normais fracas se refere àquelas consideradas pouco vigorosas, ou seja, que apresentam deficiência ou irregularidade em alguma de suas estruturas mas que não caracterizam anormalidade e que não comprometeu o processo de germinação e, a de plântulas normais fortes, se refere àquelas consideradas vigorosas, mesmo apresentando algum problema em suas estruturas, mas em intensidade menor que nas consideradas normais fracas. Em sementes de mostarda, Bogatek et al. (2006) também constatam que na presença do extrato aquoso de girassol, o vigor das sementes, baseado na avaliação da massa de matéria seca e do comprimento das plântulas, foi reduzido devido à alteração das

4 14 Germinação e vigor de sementes... membranas provocada pelos polifenóis presentes nos extratos. Quando foi realizada a avaliação das sementes de tomate (Tabela 1), também freqüentemente usada em bioensaios (FERREIRA & AQUILA, 2000), não foi verificado efeito prejudicial ou benéfico à germinação quando foram utilizados extratos nas concentrações de 1,5, 3 e 6%. Porém, houve redução da porcentagem de plântulas normais na primeira contagem, ou seja, no início do processo de germinação, quando foram empregadas as concentrações de 3 e 6% (Tabela 2), bem como aumento da porcentagem de plântulas normais fracas, ou seja, consideradas pouco vigorosas, sob a concentração de 6% (Tabela 2). Na avaliação das sementes de girassol e de soja também não foi observado efeito prejudicial ou benéfico à germinação quando foram utilizados os extratos nas concentrações de 1,5, 3 e 6% (Tabelas 1 e 3), à semelhança do constatado para sementes de tomate (Tabela 1). Além disso, houve redução da porcentagem de plântulas normais na primeira contagem, quando foram empregadas as concentrações de 1,5, 3 e 6%, bem como aumento da porcentagem de plântulas normais fracas sob 6% (Tabelas 2 e 4), à semelhança do constatado para sementes de tomate (Tabela 1). Tabela 1. Dados médios em porcentagem, de germinação, de plântulas anormais e de sementes não germinadas, obtidos de sementes de alface, tomate e girassol, após terem sido submetidas à aplicação dos extratos aquosos de folhas secas de girassol, coletadas aos 40, 60 e 80 dias após a semeadura (DAS), nas concentrações de 0% (controle), 1,5%, 3% e 6%. Alface 40 DAS a* a DAS a a DAS a a Médias 96A 22B 4C 0D 4C 77B 86A 100A C.V. 8,94 1,46 - Tomate 40 DAS a a a 60 DAS a a a 80DAS a a a Médias 79A 79A 74A 77A 17A 18A 19A 18A 3A 5A 4A 6A C.V. 9,8 13,00 10,13 Girassol 40 DAS a a DAS a a DAS a a Médias 98A 97A 97A 98A 2A 3A 2A 2A C.V. 2,90 15,00 - *Médias seguidas da mesma letra (minúscula na coluna para de coleta das folhas de girassol e, maiúscula na linha para concentração dos extratos aquosos), não diferem entre si, a 5% pelo teste de Tukey.

5 GAVAZZA, M.I.A., et al. 15 Tabela 2. Dados médios, em porcentagem, plântulas anormais na primeira contagem e de plântulas normais (fortes e fracas), obtidos de sementes de alface, tomate e girassol, após terem sido submetidas à aplicação dos extratos aquosos de folhas secas de girassol, coletadas aos 40, 60 e 80 dias após a semeadura (DAS), nas concentrações de 0% (controle), 1,5%, 3% e 6%. Alface 40 DAS a* a a 60 DAS a a a 80DAS a a a Médias 56A 4B 0B 0B 68A 12B 8B 0C 27A 10B 6C 0C C.V. 16,07 14,05 2,46 Tomate 40 DAS a a a 60 DAS a a a 80DAS a a a Médias 33ª 30A 25B 19C 67A 66A 60A 58A 11B 13B 14B 19A C.V. 9,69 10,81 5,27 Girassol 40 DAS a a a 60 DAS a a a 80DAS a a a Médias 59ª 40B 37B 38B 91A 86A 84A 83A 7B 11AB 13AB 15A C.V. 15,76 5,32 14,50 *Médias seguidas da mesma letra (minúscula na coluna para de coleta das folhas de girassol e, maiúscula na linha para concentração dos extratos aquosos), não diferem entre si, a 5% pelo teste de Tukey. Quando foi realizada a avaliação de sementes de milho, foi observado efeito prejudicial à germinação sob a influência dos extratos nas concentrações de 1,5, 3 e 6% (Tabela 3), provavelmente devido à elevada porcentagem de plântulas anormais, com base nos critérios estabelecidos nas Regras de Análise de Sementes (BRASIL, 1992), ou seja, de plântulas que apresentavam com redução do crescimento da raiz primária e com aumento da quantidade de raízes adventícias secundárias. Em relação ao vigor, quando foram empregadas as concentrações de 1,5, 3 e 6%, houve redução da porcentagem de plântulas normais na primeira contagem, bem como redução da porcentagem de plântulas normais fortes (Tabela 4). No entanto, para Bernat et al. (2004), a redução do crescimento das raízes nas plântulas de trigo, porém em menor proporção que a verificada nas plântulas de mostarda, assim como o aumento do número total de raízes nas plântulas de trigo, ambos promovidos pelo extrato de girassol, demonstram uma tolerância maior das sementes de trigo aos compostos alelopáticos presentes nos extratos de girassol, em relação às sementes de mostarda, podendo ser considerada uma adaptação do trigo ao processo de estresse causado por esses polifenóis, que estimulam a formação das raízes, ou seja, uma vantagem em sistemas agroecológicos. Assim, os dados coletados nesta avaliação das sementes de milho (Tabela 3) sugerem que se for considerada a porcentagem de plântulas classificadas como anormais, ou seja, com aumento do número de raízes em detrimento do crescimento radicular, no cálculo da porcentagem de germinação, podese constatar o favorecimento da germinação das sementes quando são expostas a esses extratos, como também observado por Bernat et al. (2004). Portanto, isso sugere que pode haver problemas no teste de geminação, na fase de interpretação do desempenho das plântulas, como constatado também por Bernat et al. (2004). Além disso, quando foi realizado um experimento em condições de campo, Batish et al. (2002) constataram que houve

6 16 Germinação e vigor de sementes... drástica redução do crescimento (cm) das raízes de milho, devido a compostos fenólicos provenientes da decomposição dos resíduos de girassol. Analisando as Tabelas 1 a 4, pode-se verificar que a resposta à presença dos extratos dependeu da espécie. Macias et al. (2000) também verificaram efeitos inibitórios dos extratos de girassol sobre a germinação das sementes de distintas espécies. Para os autores, nas dicotiledôneas, este efeito é drástico para alface e variável, conforme a concentração para sementes de tomate. No entanto, para as monocotiledôneas, há efeitos estimulatórios sobre o crescimento de plântulas deste grupo (trigo e cevada). De acordo com Bernat et al. (2004), há diferentes mecanismos de proteção e de sensibilidade contra o estresse causado pelos compostos presentes nos extratos de girassol entre dicotiledôneas (mostarda) e monocotiledôneas (trigo), havendo maior tolerância das monocotiledôneas. Tabela 3. Dados médios em porcentagem, de germinação, de plântulas anormais e de sementes não germinadas, obtidos de sementes de soja e milho, após terem sido submetidas à aplicação dos extratos aquosos de folhas secas de girassol, coletadas aos 40, 60 e 80 dias após a semeadura (DAS), nas concentrações de 0% (controle), 1,5%, 3% e 6%. Soja 40 DAS a* a a 60 DAS a a a 80DAS a a a Médias 89A 89A 88A 87A 11A 8A 10A 11A 0A 2A 2A 2A C.V. 3,90 11,05 11,82 Milho 40 DAS a a a 60 DAS a a a 80DAS a a a Médias 82A 69B 60B 52B 10C 22B 31A 38A 8A 11A 9A 11A C.V. 9,90 7,74 14,22 *Médias seguidas da mesma letra (minúscula na coluna para de coleta das folhas de girassol e, maiúscula na linha para concentração dos extratos aquosos), não diferem entre si, a 5% pelo teste de Tukey. Tabela 4. Dados médios em porcentagem, de plântulas normais na primeira contagem, de plântulas normais (fortes e fracas), obtidos de sementes de soja e milho, após terem sido submetidas à aplicação dos extratos aquosos de folhas secas de girassol, coletadas aos 40, 60 e 80 dias após a semeadura (DAS), nas concentrações de 0% (controle), 1,5%, 3% e 6%. Soja 40 DAS a* a a 60 DAS a a a 80DAS a a a Médias 54A 47B 44B 25C 79A 76A 74A 67A 10B 14B 14B 20A C.V. 7,26 11,05 11,82 Milho 40 DAS a a a 60 DAS a a a 80DAS a a a Médias 21A 10B 12B 10B 52A 41B 31C 29C 30A 28A 29A 23A C.V. 18,2 1 12,25 10,04 *Médias seguidas da mesma letra (minúscula na coluna para de coleta das folhas de girassol e, maiúscula na linha para concentração dos extratos aquosos), não diferem entre si, a 5% pelo teste de Tukey.

7 GAVAZZA, M.I.A., et al. 17 CONCLUSÕES Não houve efeito da época de coleta das folhas de girassol, usadas na elaboração dos extratos, na germinação e no vigor das sementes de alface, tomate, girassol, soja e milho. Os extratos de folhas de girassol, nas concentrações de 1,5, 3 e 6%, favoreceram o desenvolvimento de plântulas de milho com maior número de raízes adventícias secundárias e prejudicaram o crescimento inicial das plântulas de tomate, girassol e soja. Com o aumento da concentração dos extratos, houve redução intensa da germinação e do vigor somente das sementes de alface. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BATISH, D.R.; TUNG, P.; SING, H.P.; HONHLI, R.K. Phytotoxicity of sunflower residues against some summer season crops. Journal of Agronomy and Crop Science, Reino Unido, v. 188, p , BERNAT, W.; GAWRONSKA, H.; JANOWIAK, F.; GAWRONSKI, S.W. The effect of sunflower allelopathics on germination and seedling vigour of winter wheat and mustard. Zeszyty Problemowe Postpow Nauk Rolniczych, Varsóvia, v.496, p ,2004. BOGATEK, R.; GNIAZDOWSKA, A.; ZAKREWSKA, W.; ORACZ, K.; GAWRONSKI, S.W. Allelopathic effects of sunflower extracts on mustard seed germination and growth. Biologia Plantarum, Copenhagem, v. 50, n.1, p , BRASIL. Ministério da Agricultura e Reforma Agrária. Regras para análise de sementes. Brasília: SNDA/DNDV/CLAV, 1992, p.365. CASTRO, C.; FARIAS, J.R.B. Ecofisiologia do girassol. In: LEITE, R.M.V.B.; BRIGHENTI, A.M.; CASTRO, C. (Eds.) Girassol no Brasil. Londrina: EMBRAPA/ CNPS, cap. 9, 2005, p CASTRO, C.; LEITE, R.M.V.B.; BRIGHENTI, A.M.; OLIVEIRA, F. A cultura alternativa para alimentação e energia. A Lavoura, Rio de Janeiro, v. 109, p , FERREIRA, A.G.; ÁQUILA, M.E.A. Alelopatia: uma área emergente da ecofisiologia. Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal, Campinas, v. 12, p , LAZZAROTTO, J.J.; ROESSING, A.C.; MELLO, H.C. O agronegócio do girassol no mundo e no Brasil. In: LEITE, R.M.V.B.; BRIGHENTI, A.M.; CASTRO, C. (Eds.) Girassol no Brasil. Londrina: EMBRAPA/ CNPS, cap. 2, 2005, p MACIAS, F.A.; TORRES, A.; MOLINILLO, J.M.G.; VARELA, R. M.; CASTELLANO, D. Potential allelopathic sesquiterpene lactones from sunflower. Phytochemistry, New York, v.43, n.6, p , MACIAS, F.A.; VARELA, R.M.; TORRES A.; MOLINILLO, J.M.G. Potential allelophathic activity of natural plant heliannares: a proposal of absolute configuration and nomenclature. Journal Chemistry Ecology, New York, v. 26, p , NAKAGAWA, J. Testes de vigor baseados no desempenho das plântulas. In: KRZYZANOWSKI, F.C.; VIEIRA, R.D.; FRANÇA NETO, J. B.(Ed.) Vigor de

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