GERMINAÇÃO E VIGOR NO DESENVOLVIMENTO INICIAL DO GERGELIM: EFEITO DA SALINIDADE DA ÁGUA DE IRRIGAÇÃO

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1 ISSN GERMINAÇÃO E VIGOR NO DESENVOLVIMENTO INICIAL DO GERGELIM: EFEITO DA SALINIDADE DA ÁGUA DE IRRIGAÇÃO Márcia Rejane de Queiroz Almeida Azevedo 1, Francisco de Assis Cardoso Almeida 2, Josivanda P. Gomes de Gouveia 2, Carlos Alberto V. de Azevedo 2, Manassés M. da Silva 3, Roberto Vieira Pordeus 4 RESUMO A necessidade de integração das economias da região semi-árida aos mercados nacional e internacional torna imperativo o desenvolvimento de pesquisas visando à avaliação de espécies tolerantes à salinidade. Com esse objetivo, estudou-se o efeito da salinidade da água de irrigação sobre quatro cultivares (CNPA-G2, INAMAR-SM2, ORO-9171 e IAC-OURO) de gergelim (Sesamum indicum L.), desenvolvidas pela Embrapa Algodão. Os resultados mostraram que as quatro cultivares estudadas são tolerantes aos teores de sal aplicados, tendo as sementes germinado em todos os níveis de salinidade (25 a 200 mmol c L -1 ), muito embora o percentual de germinação tenha decrescido com o aumento do teor de NaCl. O comprimento total de plântulas e o comprimento de hipocótilo foram afetados com o aumento das concentrações salinas. A cultivar IAC-OURO foi a mais sensível aos efeitos da salinidade. Palavras-chave: germinação, gergelim, salinidade, vigor GERMINATION AND VIGOUR IN THE INITIAL DEVELOPMENT OF SESAME: EFFECT OF IRRIGATION WATER SALINITY ABSTRACT The need of integration of the semi-arid region economies with the national and international markets, makes necessary the development of researches seeking the evaluation of tolerant to salinity species. With this purpose, the effect of irrigation water salinity on four varieties (CNPA-G2, INAMAR-SM2, ORO-9171 and IAC-OURO) of sesame (Sesamum indicum L.), developed by Embrapa Algodão, was studied. The results showed that the four studied varieties are tolerant to the applied salt contents, where the seeds germinated in all salinity levels (25 to 200 mmol c L -1 ), even the percentage of germination has decreased with the increase of NaCl content. The total length of plantules and hypocotyl length were affected by the increase of the saline concentrations. The IAC-OURO variety was the most sensitive to salinity effects. Keywords: germination, sesame, salinity, vigour Protocolo 139 de 28/10/ Doutoranda em Recursos Naturais da UFCG. Professora Visitante da UEPB, Campina Grande, PB. cava56@uol.com.br. 2 Professor Doutor do DEAg/CCT/UFCG. diassis@deag.ufcg.edu.br; josi@deag.ufcg.edu.br. 3 Mestrando em Engenharia Agrícola. Bolsista da CAPES. DEAg/CCT/UFCG. Campina Grande, PB. manasses.m.s@bol.com.br. 4 Doutorando em Recursos Naturais. Bolsista do CNPq. DEAg/CCT/UFCG. Campina Grande, PB. rpordeus@deag.ufcg.edu.br.

2 170 Germinação e vigor no desenvolvimento inicial do gergelim: efeito da salinidade da água de irrigação Azevedo et al. INTRODUÇÃO O crescimento da população e de sua densidade contribui para a exploração dos recursos naturais além de sua capacidade de suporte. O aumento da população, assim como das demandas por alimentos, vem provocando significativo impacto na base dos recursos naturais. A recente integração das economias das regiões semi-áridas aos mercados nacional e internacional vem estimulando uma maior exploração dos recursos para atender às crescentes demandas. A maior parte do semi-árido brasileiro possui características físico-ambientais que limitam seu potencial produtivo, como a evapotranspiração elevada, ocorrência de secas, solos de reduzida profundidade e baixa capacidade de retenção de água. Além dessas inconveniências, sistemas produtivos, nem sempre adequados, contribuem, cada vez mais, para degradação dos solos, da vegetação e da biodiversidade dessas regiões; por exemplo, a irrigação e drenagem mal conduzidas têm contribuído para um aumento considerável das áreas salinizadas. A agricultura das regiões áridas e semiáridas exige investigações e aplicações de técnicas avançadas de produção de culturas em solos salinos. No nordeste do Brasil, estudos dessa natureza exercem destacada importância e carecem de profundas investigações. No entanto, nessas regiões, a produção agrícola somente possui viabilidade, utilizando-se a irrigação. Daker (1988), chama a atenção para a quantidade de sal que contém a água de irrigação em zonas áridas. De acordo com estudos realizados, afirma que uma lâmina de água de 30 cm, aplicada em 1 hectare, pode conter de 200 a 500 kg de sal; podendo-se considerar como sendo de 1000 a kg ha -1 por ano (em média 5000 kg ha -1 ) os sais levados para os solos pelas águas usadas na irrigação nas regiões áridas e semi-áridas. Se uma parte ou a totalidade deste sal não se perde na água de drenagem, o solo se torna, progressivamente, salino. Maas & Hoffman (1977) afirmam que, de uma maneira geral, a salinidade afeta as plantas em todos seus estádios, sendo que em algumas culturas mais sensíveis isto pode variar dos primeiros estádios para os últimos. A salinidade afeta em muitos aspectos o metabolismo das plantas, provocando mudanças anatômicas e morfológicas nas mesmas. Os efeitos da salinidade na germinação das sementes e no vigor das plântulas verificam-se de duas maneiras: pelo efeito osmótico, onde à medida que a concentração salina da solução do solo aumenta, a pressão osmótica aumenta e, conseqüentemente, há uma diminuição da absorção de água pela semente; e pelo efeito tóxico, em que a concentração de um ou mais íons específicos provoca toxidade, quando são absorvidos pela semente (Pizarro, 1988). Black (1975) mostra que a susceptibilidade das plantas à salinidade varia, de espécie para espécie, de cultivar para cultivar e, principalmente, com a fase de desenvolvimento das plantas. A tolerância de cada material biológico à salinidade do solo aumenta com sua capacidade de adaptação a uma elevada concentração de solutos e diminui com sua resistência a esta adaptação. Diante da importância econômica dos problemas causados pela salinidade, que, na maioria dos casos, deprecia os solos em seu potencial produtivo, surge a necessidade de se pesquisar novos métodos corretivos, economicamente, viáveis, principalmente, no que se refere à sensibilidade das plantas aos distintos tipos de sais em função das diferentes etapas de crescimento e desenvolvimento da cultura. Como na maioria das vezes, a germinação e as primeiras fases de crescimento das plântulas são os estádios críticos da produção das plantas sob condições salinas, fazse necessário um conhecimento e uma análise do comportamento, quer entre espécies, quer entre cultivares de uma mesma espécie, objetivando-se um stand satisfatório de plantas em áreas salinizadas. O gergelim (Sesamum indicum L.) é uma cultura de clima quente, originário da Índia e cultivado, atualmente, em quase todos os países do mundo com a finalidade principal de extração de óleo, dado ao seu largo emprego na indústria, na medicina e na alimentação. O óleo é muito rico em ácidos graxos insaturados, como oléico e linoleico, e apresenta vários constituintes secundários que são importantíssimos na definição de suas qualidades. Entre os constituintes menores do óleo de gergelim, encontram-se o sesamol, a sesamina e a sesamolina. O sesamol com suas propriedades antioxidantes confere ao óleo uma elevada estabilidade química, evitando a rancificação, sendo dentre os demais, o que apresenta a maior resistência à oxidação (Beltrão et al., 1994; Firmino, 1996). Devido à sua alta estabilidade oxidativa, o óleo de gergelim tem sido adicionado à margarina e aos óleos de salada e fritura. Nos

3 Germinação e vigor no desenvolvimento inicial do gergelim: efeito da salinidade da água de irrigação Azevedo et al. últimos anos, atenção especial tem sido dada aos antioxidantes naturais, devido à tendência mundial de redução de aditivos sintéticos (Frankel, 1996). Tal é a qualidade do óleo que, se batatas fossem fritas em óleo de gergelim, em substituição ao óleo de milho, sua vida de prateleira nos supermercados seria de três meses em vez de três semanas. Outra característica peculiar do óleo de gergelim é sua função de ativador de certas substâncias inseticidas, como a rotenona e a piretrina, entre outras, cujos efeitos tóxicos são aumentados em presença do óleo de gergelim. Esta propriedade não foi encontrada em nenhum outro óleo e é atribuída, principalmente, à sesamina. (Silva, 1983). De acordo com Arriel et al. (1998), no período de , a área plantada de gergelim no mundo, girou, em torno de seis milhões de hectares; Ásia e África detêm cerca de 90% da área cultivada, destacando-se a Índia (37%) e China (12%), como os maiores plantadores. Em 1995, a produção total de grãos de gergelim, no mundo, foi de 2,738 mil toneladas; os principais países produtores são a Índia e China, com 50% da produção total, seguidos do Sudão, Uganda, Bangladesh e Etiópia. Uma das grandes vantagens, na exploração dessa cultura, para a região nordestina, seria contribuir para reduzir a ociosidade das indústrias oleaginosas, que é de mais de 50%, pois a utilização do gergelim darse-ia, quando essas usinas estivessem carentes de matéria-prima para o beneficiamento. Além disso, trata-se de uma cultura com demandas externas e internas não satisfeitas, pois o défice nacional é estimado em 80%, sendo suprido através da importação de óleos e sementes para as indústrias. Mantendo-se os atuais níveis de produtividade, poder-se-ia expandir a área cultivada, e com o excedente de produção, abrir-se-ia uma possibilidade de se conquistar uma parcela do mercado externo, devido à alta cotação do óleo desta oleaginosa, no comércio internacional. Os preços internacionais variam de US$ 500,00 a 750,00 por tonelada de sementes, enquanto o óleo extraído com solventes varia de US$ 800,00 a 1000,00, por tonelada, garantindo ao Nordeste mais esta fonte de divisas, permitindo-se afirmar que existe a possibilidade de essa cultura, em futuro próximo, tornar-se de grande importância econômica para região. Diante da carência de estudos específicos sobre o efeito salino nessa espécie vegetal, propôs-se este trabalho com o objetivo de 171 avaliar o comportamento de quatro variedades de gergelim (Sesamum indicum L.) em oito diferentes concentrações de salinidade. MATERIAL E MÉTODOS A pesquisa foi realizada no Laboratório de Processamento de Produtos Agrícolas do DEAg/CCT/UFCG e Laboratório de Sementes da Embrapa Algodão, ambos em Campina Grande, PB. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, em esquema fatorial de 4 x 8 com quatro repetições. Utilizaram-se sementes de quatro cultivares de gergelim (CNPA-G2, INAMAR- SM2, ORO 9171-SM1 e IAC OURO), provenientes de campos de produção de sementes básicas da Embrapa Algodão, e oito soluções de cloreto de sódio (25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 e 200 mmol c L -1 ). A qualidade das sementes foi avaliada mediante análise de pureza, germinação, vigor, determinação do teor de umidade, e peso de 1000 sementes, obedecendo às recomendações das Regras para Análise de Sementes (Brasil, 1992). As sementes foram colocadas para germinar em recipientes do tipo gerbox, previamente, lavados com detergente e água, e, depois, desinfetados com uma solução de formol a 0,5% e, posteriormente, com água destilada. O substrato utilizado foi o papel germitest com dimensões 11 x 11 cm, umedecido em soluções salinas de NaCl, nas concentrações pré-determinadas, ou com água destilada, no caso da testemunha e colocado em germinador. O teste de germinação foi realizado com quatro repetições de cinqüenta sementes cada uma, e as leituras foram realizadas no terceiro e sexto dia, após a semeadura, conforme recomendação das Regras para Análise de Sementes (Brasil, 1992). Na avaliação do vigor, foi usada a primeira contagem do teste de germinação, além do crescimento total de plântulas e comprimento de hipocótilo. O vigor foi avaliado pelo crescimento das plântulas em quatro repetições de 10 sementes, cada repetição sobre uma linha reta traçada no sentido longitudinal, localizada no terço médio superior do substrato, previamente, umedecido e posteriormente colocado no germinador. Sete dias após a semeadura, fetuou-se a medição dos comprimentos médios das plântulas normais, utilizando-se uma régua milimetrada. Para o comprimento de hipocótilo foi empregada a

4 172 Germinação e vigor no desenvolvimento inicial do gergelim: efeito da salinidade da água de irrigação Azevedo et al. mesma metodologia do teste anterior, com exceção de que apenas os hipocótilos das plântulas normais foram medidos. Os resultados foram analisados estatisticamente e os tratamentos comparados pelo teste de Tukey a níveis de 1 e 5% de probabilidade, com base em Gomes (1990). As análises estatísticas foram feitas comparando-se as quatro cultivares em cada nível de concentração. Germinação RESULTADOS E DISCUSSÃO Os dados de germinação das sementes de gergelim sob diferentes concentrações de NaCl encontram-se na Tabela 1. Tabela 1 Percentagem de germinação das quatro cultivares de gergelim (Sesamum indicum L.) sob diferentes concentrações de NaCl CULTIVAR NÍVEIS DE CONCENTRAÇÃO DE NaCl (mmol c L -1 ) CNPA-G2 94,0a 96,5a 94,0a 94,0a 92,5a 91,5a 85,7a 84,0a 62,0a INAMAR 97,5a 99,0a 98,0a 97,5a 96,5a 94,0a 87,0a 59,5b 28,0b ORO ,0a 96,0a 94,0a 96,0a 95,0a 92,0a 90,5a 80,0a 32,5b IAC-OURO 48,5b 69,5b 65,0b 65,0b 57,0b 55,0b 51,0b 44,0b 27,0b MÉDIA 83,75 90,25 87,75 88,12 85,25 83,12 78,56 66,87 37,37 DMS 11,41 7,32 4,97 5,65 8,18 6,78 8,65 11,02 8,55 CV (%) 6,77 3,86 2,70 3,05 4,57 3,88 5,24 7,85 10,89 Observando-se os dados contidos na Tabela 1, verifica-se que, de uma maneira geral, o aumento da concentração salina provocou redução no percentual de germinação em todas as cultivares estudadas, o que também foi observado por Nóbrega Neto et al. (1999) ao estudarem o efeito de diferentes concentrações salinas na germinação de leucena. A cultivar IAC-OURO apresentou a menor germinação nos níveis de concentração salina de 0 a 175 mmol c L -1 de NaCl em relação aos demais genótipos. Na concentração salina de 25 mmol c L -1 o percentual de germinação de todas as cultivares foi maior que na concentração de 0 mmol c L -1 (testemunha). No nível de 200 mmol c L -1 de NaCl a cultivar CNPA-G2 apresentou percentagem maior de germinação em confronto com as demais cultivares, evidenciando-se que essa cultivar mostrou-se mais tolerante às altas concentrações salinas (200 mmol c L -1 ), tendo registrado neste nível de salinidade 60% de sementes germinadas, enquanto que nos demais genótipos a germinação variou entre 27 e 32,5%. Detectou-se uma maior redução no poder germinativo das sementes de gergelim no nível mais alto da concentração salina, onde as perdas da capacidade germinativa ficaram em 34,04, 71,28, 65,78 e 44,32% para as cultivares CNPA-G2, INAMAR-SM2, ORO-9171-SM1 e IAC-OURO, respectivamente, quando comparados com a testemunha. Vigor Os resultados sobre o comprimento total de plântulas e comprimento de hipocótilo, encontram-se nas Tabelas 2 e 3.

5 Germinação e vigor no desenvolvimento inicial do gergelim: efeito da salinidade da água de irrigação Azevedo et al. 173 Tabela 2 Comprimento de hipocótilo (cm) das sementes de gergelim (Sesamum indicum L.) sob diferentes concentrações de NaCl CULTIVAR NÍVEIS DE CONCENTRAÇÃO DE NaCl (mmol c L -1 ) CNPA-G2 2,55b 1,65a 1,00a 0,70a 0,90a 0,72a 0,65a 0,32ab 0,32ab INAMAR 3,07a 2,40a 1,77a 1,30a 1,27a 0,72a 0,62a 0,35ab 0,37ab ORO ,25a 2,40a 1,90a 1,30a 1,02a 0,92a 0,70a 0,42a 0,47a IAC-OURO 1,12b 0,85a 0,67a 0,55a 2,57a 0,32b 0,27b 0,17b 0,22b MÉDIA 2,50 1,82 1,33 0,96 0,94 0,67 0,56 0,31 0,35 DMS 0,51 1,66 1,34 0,78 0,89 0,21 0,29 0,18 0,09 CV (%) 9,79 43,61 48,14 38,97 45,13 14,92 22,25 28,85 12,77 Tabela 3 Crescimento de plântulas (cm) das sementes de gergelim (Sesamum indicum L.) sob diferentes concentrações de NaCl CULTIVAR NÍVEIS DE CONCENTRAÇÃO DE NaCl (mmol c L -1 ) CNPA-G2 4,90a 2,57ab 1,37ab 1,25ab 2,20a 1,85a 2,02a 0,85ab 0,72a INAMAR 5,95a 4,47a 4,07a 2,67a 2,72a 2,32a 1,80a 0,67ab 0,77a ORO ,17a 5,35a 3,75ab 2,52ab 2,07a 2,45a 1,90a 1,10a 0,80a IAC-OURO 2,12b 1,62b 1,10b 0,77b 1,22a 0,87b 0,60b 0,35b 0,42b MÉDIA 4,78 3,53 2,57 1,80 2,05 1,90 1,58 0,74 0,68 DMS 2,64 2,89 2,72 1,79 2,63 0,51 0,55 0,51 0,20 CV (%) 26,37 50,43 33,43 47,46 61,12 12,89 16,74 33,10 13,45 De acordo com os dados obtidos, observou-se que, tanto o comprimento total de plântulas, quanto o de hipocótilo apresentaramse adequados para representar o vigor, onde se pode evidenciar que as diferenças provocadas pelos níveis de NaCl para cada cultivar avaliada foram bastante significativas. Estas informações tornam evidente o efeito do NaCl sobre o vigor, bem como a tolerância das cultivares de gergelim aos diversos níveis de concentração salina a que foram submetidas. Observou-se ainda, através dos resultados mostrados na Tabela 2 e 3, que houve redução do vigor (comprimento do hipocótilo e comprimento total das plântulas) nas quatro cultivares estudadas, com o aumento da concentração de NaCl, acentuando-se à medida que as sementes foram submetidas a níveis maiores de NaCl. Conforme os dados, houve efeito das concentrações salinas e dos cultivares sobre o comprimento total de plântula e comprimento de hipocótilo e que aos níveis de 175 e 200 mmol c L -1, onde se registram o menor vigor, confirmando o elevado efeito osmótico provocado pelos altos teores de sal. Observa-se, na Tabela 2, que a cultivar IAC-OURO apresentou menor comprimento do hipocótilo aos níveis de 0, 125, 150 e 200 mmol c L -1 de NaCl em relação aos outros genótipos. No nível de 175 mmol c L -1 essa cultivar foi superada, apenas, pela ORO SM1 e nas demais concentrações não se detectaram diferenças significativas entre as cultivares. Outrossim, a cultivar IAC-OURO foi

6 174 Germinação e vigor no desenvolvimento inicial do gergelim: efeito da salinidade da água de irrigação Azevedo et al. a que exibiu os menores valores de comprimento total das plântulas em relação às demais cultivares nas diferentes concentrações salinas. O comprimento de hipocótilo e o comprimento total das plântulas apresentaram as melhores médias entre os níveis de 0 a 50 mmol c L -1 de NaCl, com redução do vigor para todas as cultivares à medida em que os níveis de salinidade aumentaram, indicando, com isso, que a melhor faixa de vigor se situa entre esses níveis. CONCLUSÕES De acordo com os dados obtidos e discutidos, pode-se concluir que: O efeito salino foi verificado para as quatro cultivares de gergelim estudadas; A salinidade da água de irrigação não interferiu no poder germinativo das cultivares avaliadas, indicando tolerância à salinidade na fase germinativa; Os efeitos da salinidade na redução do percentual de germinação das quatro cultivares só são efetivamente evidentes acima do nível de 75 mmol c L -1 de NaCl; O comprimento total de plântulas e o comprimento de hipocótilo foram afetados com o aumento das concentrações salinas; A melhor viabilidade das sementes foi obtida entre os níveis de 0 a 50 mmol c L - 1 de NaCl; De acordo com todos os parâmetros avaliados, constatou-se que a cultivar IAC-OURO foi a que apresentou maior sensibilidade a salinidade da água de irrigação. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Arriel, N.H.C.; Vieira, D.J.; Firmino, P.T. Situação atual e perspectivas da cultura do gergelim no Brasil. Campina Grande: EMBRAPA-CNPA, Black, C. A. Relaciones suelo-planta. 2 ed. Buenos Aires: Editora Hemisfério Sul, Beltrão, N.E, M.; Freire, E.C.; Lima, E.F. Gergelimcultura no trópico semi-árido nordestino. Campina Grande: EMBRAPA- CNPA, p. (EMBRAPA-CNPA. Circular Técnica, 18). Brasil, Ministério da Agricultura. Regras para Análise de Sementes. Brasília: Departamento Nacional de Produção Vegetal, 1992, 188p. Daker, A. Irrigação e drenagem: A água na agricultura. 7ed. Rio de Janeiro: Freitas Basdtos, v. 3, p. Firmino, P.T. Gergelim: Sistemas de produção e seu processo de verticalização, visando produtividade no campo e melhoria da qualidade da alimentação humana. Campina Grande, Embrapa- CNPA, Frankel, E.N. Antioxidants in lipid foods and their impact on food quality. Food Chemistry, v.71, n.3, p , Gomes, F.P. Curso de estatística experimental. São Paulo: Nobel, a. ed. 467p. Maas, E.V. ; Hoffman, G.J. Grop salt tolerancecurrent assessment. Journal Irrigation and Drainage Division, ASCE, v.103, p , Nóbrega Neto, G.M.; Queiroz, J.E.; Silva, L.M.M.; Santos, R.V. dos. Efeito da salinidade na germinação e desenvolvimento inicial de leucena. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.3, n.2, p , Pizarro, F. Drenaje agrícola y recuperación de suelos salinos. Madrid : Editora Agrícola Española, S. A p. Silva, L.C. Cultura do gergelim. Campina Grande: EMBRAPA-CNPA, p.