Avaliação do Sistema Radicular de Plântulas de Milho como Teste de Vigor em Sementes Submetidas a Diferentes Debulhas

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1 Avaliação do Sistema Radicular de Plântulas de Milho como Teste de Vigor em Sementes Submetidas a Diferentes Debulhas Patrícia M. da Conceição 1, Camilla A. Z. Sediyama 1, Maristela A. Dias 1, Priscila S. da Conceição 1 e João C. C. Galvão 1 1 Universidade Federal de Viçosa - UFV, Departamento de Fitotecnia, CEP: , Viçosa, MG, patymarluci@yahoo.com.br, csediyama@gmail.com, diasmunizf@yahoo.com.br, pri_sorets@yahoo.com.br, jgalvao@ufv.br Palavras chave: raiz, qualidade fisiológica, debulha Revisão bibliográfica O teste de germinação é o procedimento oficial para avaliar a capacidade das sementes produzirem plântulas normais em condições ideais, mas nem sempre revela diferenças de desempenho entre lotes de sementes durante o armazenamento ou em campo (Carvalho e Nakagawa, 2000). Para uma análise completa da qualidade de sementes, há necessidade de se complementar as informações fornecidas pelo teste de germinação utilizando-se testes de vigor, os quais possibilitam selecionar os melhores lotes para comercialização (Dias et al., 2006). Os objetivos básicos dos testes de vigor são avaliar ou detectar diferenças significativas na qualidade fisiológica de lotes com germinação semelhante; distinguir, com segurança, lotes de alto dos de baixo vigor; separar ou classificar lotes em diferentes níveis de vigor, de maneira proporcional ao comportamento quanto à emergência das plântulas em campo e ao potencial de armazenamento (Marcos Filho, 1999). No grupo dos testes de vigor baseados no desempenho ou características de plântulas incluem-se os testes de primeira contagem e velocidade de germinação, comprimento de plântulas ou de suas partes constituintes (raiz primária, hipocótilo e/ou epicótilo), massa de matéria seca de plântulas e classificação do vigor de plântulas (Marcos Filho, 2005). O princípio desses testes baseia-se no pressuposto de que sementes mais vigorosas germinarão mais rapidamente do que outras em condições inferiores (Vieira e Carvalho, 1994). Nas gramíneas, mede-se o comprimento total da plântula ou apenas o comprimento da raiz principal. Nas leguminosas, toma-se a medida da extremidade da raiz até a inserção dos cotilédones, ou parte da plântula (raiz primária, hipocótilo, epicótilo). A escolha da estrutura adequada para avaliação é importante para terem-se resultados consistentes e comparáveis (Nakagawa, 1994). Segundo Nakagawa (1999), o comprimento médio da plântula ou da (s) sua(s) parte(s) eleita(s) é obtido somando as medidas tomadas de cada plântula normal, em cada repetição ou sub-amostra, e dividindo, a seguir, pelo número de plântulas normais mensuradas. Os resultados são expressos em mm ou em cm, com uma casa decimal. A instalação dos testes de análise de plântulas pode ser efetuada pelo método de rolo de papel ou sobre papel germiteste. Na montagem pelo método de rolo as sementes são depositadas sobre duas folhas de papel germiteste, distribuídas ao longo de uma linha traçada no terço superior do papel, utilizando-se de 10 a 20 sementes por repetição. A seguir, assim como no teste de germinação, as sementes são cobertas com uma terceira folha de papel 3474

2 germiteste, enroladas, protegidas por um saco plástico e depositadas em um germinador (Marcos Filho, 2005). Uma alternativa ao método anterior é a instalação da metodologia sobre papel. O gerbox ou o recipiente são dispostos no germinador mantendo um ângulo de 45 com a bandeja (Vieira e Carvalho, 1994). No final do tempo preconizado para as contagens, as plântulas normais obtidas são medidas, simultaneamente, em suas diversas estruturas (radícula, hipocótilo, epicótilo, cotilédones). Além de dados biométricos das plântulas pode-se obter o peso seco (Marcos Filho, 2005). Vanzolini et al. (2007) avaliaram a medida das partes das plântulas normais emergidas (raiz primária e hipocótilo) utilizando-se uma régua, para classificar lotes de sementes de soja de acordo com a sua qualidade fisiológica. Estes autores verificaram que embora o comprimento da plântula ou de suas partes tenha apresentado diferenças significativas entre os lotes, somente o comprimento da raiz correlacionou-se aos dados de emergência de plântulas em campo, assim Vanzolini et al. (2007) concordam com outros autores que relataram ser o comprimento da raiz mais sensível para diferenciar lotes de soja (Krzyzanowski, 1991; Nakagawa, 1999; Vanzolini; 2002). Em relação à eficiência em diferenciar níveis de qualidade fisiológica, observa-se que, de maneira geral, os testes de crescimento de plântulas permitem diferenciar unicamente as amostras de alto das sementes de baixo vigor. Alizaga et al. (1990) observaram que através do comprimento do hipocótilo, da raiz e das plântulas foi possível distinguir unicamente as amostras de alto e baixo vigor. Como descrito anteriormente, nos testes baseados no desempenho ou características de plântulas, nas gramíneas, mede-se o comprimento total da plântula ou apenas o comprimento da raiz principal, no entanto, o sistema radicular do milho é composto pela radícula, raízes seminais, raízes nodulares e raízes adventícias. Segundo Hochholdinger et. al. (2004a), o sistema radicular do milho pode ser dividido em sistema radicular embrionário consistindo da radícula e um número variável de raízes seminais, e um sistema radicular pós-embrionário que é formado pelas raízes nodulares, que originam a partir dos nós abaixo da superfície do solo, e as raízes adventícias, que originam dos nós acima da superfície do solo. As raízes laterais emergem das demais classes de raízes citadas, estas pertencem ao sistema radicular pós-embrionário. Em todas as classes de raízes também há presença dos pelos radiculares (Hochholdinger et. al., 2004b) Em relação à qualidade fisiológica das sementes, entre os fatores que podem diminuíla são o atraso na época de colheita, a alta temperatura de secagem e os danos mecânicos (Vieira et al., 1994). Segundo Carvalho e Nakagawa (2000) a injúria mecânica, juntamente com a mistura varietal, é apontada pelos tecnologistas como um dos mais sérios problemas da produção de sementes. A injúria mecânica é conseqüência, na sua maior parte, da mecanização das atividades agrícolas, constituindo-se em um problema praticamente inevitável, pois as principais fontes desta injúria se encontram em todas as etapas do processo produtivo: colheita, beneficiamento, armazenamento e transporte. A colheita é uma das mais importantes fontes de injúria mecânica. Na colhedora, a injúria mecânica às sementes ocorre principalmente no momento da debulha, ou seja, no momento em que forças consideráveis são aplicadas sobre a semente, a fim de separá-las da estrutura que as contém (Andrade et al., 1999). Quando os danos mecânicos são visíveis (sementes partidas e com rupturas no tegumento) essas sementes podem ser separadas, durante a limpeza, por máquinas apropriadas que as separam de acordo com suas propriedades físicas. Danos internos e ruptura de pequena 3475

3 proporção no tegumento são difíceis de serem detectados e torna as sementes susceptíveis a fungos e insetos, o que, juntamente com sua posterior propagação, diminuirá sua qualidade fisiológica (Chaves et al., 1992). Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o sistema radicular (radícula e raízes seminais) de plântulas de milho como teste de vigor em sementes submetidas a diferentes debulhas. Material e Métodos O trabalho foi desenvolvido no Laboratório de Sementes e casa de vegetação do Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Viçosa, MG. Foram utilizadas sementes de milho da variedade UFV-M100 Nativo. As espigas foram colhidas manualmente de quatro blocos (repetições do experimento) na Estação Experimental de Coimbra, Coimbra-MG, pertencente à Universidade Federal de Viçosa- UFV, com sementes na maturidade fisiológica com teor de água de 25 % (base úmida). Nesta umidade as sementes foram debulhadas manualmente e em debulhador elétrico (debulha elétrica) e depois secas ao sol até atingirem o teor de água de 13 % (base úmida). Outras espigas foram despalhadas e colocadas ao sol, até atingirem a umidade em torno de 15 % (base úmida), depois foram debulhadas em debulhador manual (debulha mecânica), depois de debulhadas as sementes foram levadas ao sol até atingirem a umidade de 13 % (base úmida) de água. Depois de secas, as sementes foram passadas em peneiras para uniformização do tamanho e forma. As sementes foram acondicionadas em sacos de papel e sua qualidade fisiológica foi avaliada após a debulha (tempo 0) e após 180 dias de armazenamento em ambiente não controlado. O teor de água das sementes foi determinado pelo método da estufa (105 ± 3 C, durante 24 h), conforme as Regras para Análise de Sementes (Brasil, 2009). Para a avaliação da qualidade fisiológica das sementes, estas foram submetidas aos seguintes testes: Teste de germinação realizado conforme critérios estabelecidos pelas Regras para Análise de Sementes (Brasil, 2009). Foram utilizadas duas replicatas de 50 sementes. Utilizou-se como substrato rolo de papel germiteste umedecido com volume de água equivalente a 2,5 vezes o peso do substrato seco. Após a semeadura, os rolos foram mantidos em germinador a 25 C. As avaliações foram feitas no 4º e 7º dia após a semeadura, quando foi anotada a porcentagem de plântulas normais (Brasil, 2009); primeira contagem de germinação foi realizado concomitantemente com o teste de germinação, computandose a porcentagem de plântulas normais obtidas na primeira contagem do referido teste; teste frio sem solo foram utilizadas duas replicatas de 50 sementes distribuídas em papel germiteste umedecido com uma quantidade de água destilada equivalente a 2,5 vezes o peso do papel. Após a semeadura os rolos foram colocados no interior de sacos plásticos e estes foram mantidos em incubadora BOD regulada a 10 ºC, durante sete dias. Após esse período, os rolos no interior dos sacos plásticos foram transferidos para um germinador regulado à temperatura de 25 ºC, onde permaneceram por mais sete dias (Dias e Barros, 1995). A avaliação da germinação foi realizada de acordo com as recomendações contidas nas Regras para Análise de Sementes (Brasil, 2009); teste de envelhecimento acelerado realizado utilizando 2 replicatas de 50 sementes, sendo distribuídas sobre tela de arame no interior de caixas gerbox contendo 40 ml de água destilada. As caixas foram acondicionadas em BOD a 45ºC por 72 horas. Após esse período as sementes foram submetidas ao teste de germinação, conforme descrito anteriormente; emergência de plântulas em areia conduzido em 3476

4 bandejas plásticas com areia, utilizando duas replicatas de 50 sementes distribuídas em sulcos com 2 cm de profundidade e distantes 2 cm entre si. O substrato foi umedecido sempre que necessário e a avaliação final das plântulas foi realizada até a estabilização da emergência das plântulas; índice de velocidade de emergência - para sua determinação foram realizadas contagens diárias do número de plântulas a partir da emergência da primeira plântula. Foram consideradas emergidas as plântulas com plúmulas visíveis e com 2 cm de parte aérea. O índice foi calculado conforme Maguire (1962). Para avaliação do sistema radicular em laboratório, quatro sementes foram colocadas em folhas de papel germiteste, umedecidas com CaSO 4 (0,5 mm), a 3 cm do topo do papel (as sementes foram dispostas no comprimento do papel). Os papéis foram enrolados como rolos de charuto e colocados em béqueres de 2 L com 200 ml de CaSO 4 (0,5 mm). Os béqueres foram cobertos com sacos plásticos perfurados e colocados em germinadores, tipo BOD, a 28ºC. Quatro dias após a montagem do teste, foram avaliadas duas plântulas normais de cada replicata, foram avaliados: o número de raízes seminais, o comprimento e massa da matéria seca da radícula e raízes seminais. Foi utilizado o delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. Para fins de análise estatística, os dados obtidos em porcentagem foram previamente transformados em arco seno %/100, para normalização da distribuição dos dados. Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade. Nas tabelas encontram-se os dados destranformados. Resultados e discussão Entre as avaliações realizadas somente os testes de primeira contagem da germinação e germinação apresentaram interação significativa entre tempo e tratamento. No tempo 0, as debulhas manual e elétrica foram superiores a debulha mecânica. Após serem armazenadas por 180 dias, observa-se que a debulha manual é superior aos demais tratamentos (Tabela 1). Nos teste frio sem solo e envelhecimento acelerado as sementes debulhadas manualmente apresentaram melhor desempenho em relação as sementes debulhadas mecanicamente (Tabela 1). Nos testes de emergência e IVE, as sementes debulhadas mecanicamente tiveram menores taxas de plântulas normais em relação aos demais tratamentos, corroborando com os dados observados no tempo 0, da primeira contagem e do teste de germinação (Tabela 1). O tratamento debulhado mecanicamente sofreu maiores danos em relação aos demais tratamentos devido ao maior grau de injúrias proporcionado pela menor velocidade de debulha, o que possivelmente causou maior amassamento nas sementes de milho o que pode explicar os danos observados nessas sementes no tempo 0. Nas sementes debulhadas pela debulhadora elétrica as porcentagens de plântulas normais na primeira contagem e na germinação diminuíram após o armazenamento. Esse fato pode ser explicado, segundo Marcos Filho (2005) que afirmam que as sementes com tegumento trincado, com fissuras ou leve escarificação constituem focos de infecção e geralmente apresentam maior grau de umidade de equilíbrio com a umidade relativa do ar, quando comparadas às intactas, assim essas sementes perdem o vigor de maneira mais rápida comparado as sementes intactas. Com estes dados observa-se que a utilização da debulha mecânica causou maior dano à qualidade fisiológica das sementes de milho. 3477

5 Tabela 1. Efeito de diferentes formas de debulha (manual, mecânica e elétrica) e tempos de armazenamento (0 e 180 dias) na qualidade fisiológica de sementes de milho da variedade UFV-M100 Nativo avaliado pelos teste de Primeira contagem da germinação, germinação, teste frio sem solo, envelhecimento acelerado, emergência em areia e índice de velocidade de emergência. Tratamento TEMPO Média s s.primeira CONTAGEM DA GERMINAÇÃO(%).. Manual 97 Aa 89 Ab 93 A Mecânica 67 Ba 60 Ba 64 C elétrica 91 Aa 69 Bb 80 B Médias 85 a 73 b...germinação (%)... Manual 99 Aa 93 Ab 96 A Mecânica 74 Ba 64 Ba 69 C elétrica 94 Aa 73 Bb 84 B Médias 89 a 77 b.....teste FRIO SEM SOLO(%)..... Manual A Mecânica B elétrica AB Médias 76 a 63 a...envelhecimento ACELERADO (%).. Manual A Mecânica B elétrica AB Médias 68 a 60 a....emergência EM AREIA (%)..... Manual A Mecânica C elétrica B Médias 88 a 79 a...índice DE VELOCIDADE DE EMERGÊNCIA Manual 9,15 6,23 7,69 A Mecânica 5,03 3,09 4,06 B elétrica 8,43 4,78 6,60 A Médias 7,54 a 4,7 b 3478

6 Médias seguidas das mesmas letras minúscula nas linhas e maiúsculas nas colunas, não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. Nas avaliações realizadas no sistema radicular das plântulas, não houve diferença significativa entre os tratamentos. No entanto foi observado que houve redução no número de raízes seminais, comprimento e massa da matéria seca da radícula e raízes seminais depois do armazenamento das sementes (Tabela 2). A diminuição do desempenho do sistema radicular após o armazenamento pode ter ocorrido pelo mesmo fato da diminuição da germinação das sementes debulhadas mecanicamente armazenadas. As sementes com o tegumento injuriado sofrem mais com as infecções e geralmente apresentam maior grau de umidade de equilíbrio com a umidade relativa do ar, diminuindo o potencial de armazenamento. A água que a semente absorve no início da germinação ativa seu metabolismo, com a liberação de energia. Esta energia não vai necessariamente ser usada integralmente para a germinação, parte dela pode ser gasta para restaurar tecidos injuriados. Quanto maior for a extensão das injúrias (ou seja, o grau de deterioração) maiores serão os gastos de energia e tempo para repará-las. Só depois de concluída a restauração é que pode ter prosseguimento o processo de germinação (Carvalho e Nakagawa, 2000), isso poderá causar redução na velocidade de germinação, aumento na heterogeneidade no desenvolvimento das plântulas, aumento da porcentagem de plântulas anormais, bem como o grau de anormalidades, ou até mesmo impedir a germinação. Tabela 2. Efeito dos tempos de armazenamento (0 e 180 dias) no número de raízes seminais (NS), comprimento de raízes seminais (CRS), comprimento da radícula (CR), massa da matéria seca da radícula (MMSR) e massa da matéria seca das raízes seminais (MMSS) de plântulas de milho originadas de sementes de milho da variedade UFV-M100 Nativo. Avaliações TEMPO NS 5 a 4 b CRS (cm) 42,18 a 12,46 b CR (cm) 15,57 a 7,47 b MMSR (mg) 11,75 a 7,42 b MMSS (mg) 18,92 a 11,25 a Médias seguidas das mesmas letras minúsculas nas linhas, não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. Apesar de haver diferença entre o sistema radicular nas avaliações realizadas no tempo 0 e 180 dias, não foi observada diferença entre os tratamentos, assim a utilização da avaliação do sistema radicular não se mostrou eficiente em avaliar a qualidade fisiológica das sementes de milho UFV-M100 Nativo. Conclusões A utilização da avaliação do sistema radicular não se mostrou eficiente em avaliar a qualidade fisiológica das sementes de milho UFV-M100 Nativo. 3479

7 Agradecimentos À CNQq, à Capes e à Fapemig. Literatura citada ALIZAGA, R.; MELLO, V.D.C.; SANTOS, D.S.B.; IRIGON, D.L. Avaliação de testes de vigor em sementes de feijão e suas relações Com a emergência a campo. Revista Brasileira de Sementes, v. 12, n. 2, p , ANDRADE, E.T.; CORRÊA, P.C.; MARTINS, J.H.; ALVARENGA, E.M. Avaliação de dano mecânico em sementes de feijão por meio de condutividade elétrica. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, PB, DEAg/UFPB, v.3, n.1, p.54-60, BRASIL. Ministério da Agricultura e da Reforma Agrária. Regras para análise de sementes. Brasília: SNDA/DNDV/CLAV, p. CARVALHO, N.M.; NAKAGAWA, J. Sementes: ciência, tecnologia e produção. 4 ed. Jaboticabal: FUNEP, p. CHAVES, M.A.; MOREIRA, S.M.C.; ALVARENGA, L.C.; OLIVEIRA, L.M. Efeito de múltiplos impactos na germinação de três cultivares de sementes de soja. Revista Brasileira de Armazenamento, Viçosa, v.17, n. 1/2, p. 2-9, DIAS, D.C.F.S.; BHERING, M.C.; TOKUHISA, D.; HILST, P.C. Teste de condutividade elétrica para avaliação do vigor de sementes de cebola. Revista Brasileira de Sementes, Brasília, v.28, n.1, p , DIAS, M. C. L. de; BARROS, A. S. do R. Avaliação da qualidade de sementes de milho. Londrina: IAPAR, p. (Circular, 88). HOCHHOLDINGER, F.; PARK, W.J.; SAUER, M.; WOLL, K. From weeds to crops: genetic analysis of root development in cereals. TRENDS in Plant Science, v. 9, n.1, January, 2004a. HOCHHOLDINGER, F.; WOLL, K.; SAUER, M.; DEMBINSKY, D. Genetic Dissection of Root Formation in Maize (Zea mays) Reveals Root-type Specic Developmental Programmes. Functional Plant Biology, v. 32, p , 2004b. KRZYZANOWSKI, F. C. Teste de comprimento de raiz de plântula de soja. Informativo ABRATES, Brasília, v.2, n.1, p.11-14, MAGUIRE, J.D. Speed of germination-aid selection and evaluation for seedling emergence and vigor. Crop Science. Madison, v.2, p ,

8 MARCOS FILHO, J. Avaliação do potencial fisiológico de sementes. In.: MARCOS FILHO, J. Fisiologia de sementes de plantas cultivadas. Piracicaba, Fealq., 2005, p MARCOS FILHO, J. Testes de vigor: importância e utilização. In: KRZYZANOWSKI, F.C.; VIEIRA, R.D.; FRANÇA-NETO, J.B.F. (ed.). Vigor de sementes: conceitos e testes. Londrina: ABRATES, 1999, p NAKAGAWA, J. Testes de vigor baseados no crescimento de plântulas. In: VIEIRA, R.D.; CARVALHO, N.M. de. Testes de vigor em sementes. Jaboticabal: FUNEP, p. NAKAGAWA, J. Testes de vigor baseados no desempenho das plântulas. In: KRZYZANOSKI, F.C.; VIEIRA, R.D.; FRANÇA NETO, J.B. (Ed.). Vigor de sementes: conceitos e testes. Londrina: ABRATES, p VANZOLINI, S. Relações entre o vigor e testes de vigor com o desempenho das sementes e das plântulas de soja (Glycine Max (L.) Merrill) em campo f. Tese (Doutorado em Produção Vegetal) Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, Universidade Estadual Paulista, Jaboticabal. VANZOLINI, S.; ARAKI, C.A.S.; SILVA, A.C.T.M.; NAKAGAWA, J. Teste de comprimento de plântula na avaliação da qualidade fisiológica de sementes de soja. Revista Brasileira de Sementes, v. 29, n. 2, p.90-96, VIEIRA, R.D., CARVALHO, N.M. Testes de vigor em sementes. Jaboticabal: FUNEP, p. 3481