EFICIÊNCIA DO CONDICIONAMENTO OSMÓTICO EM SEMENTES DE ALFACE 1

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1 128 S.A. FESSEL et al. EFICIÊNCIA DO CONDICIONAMENTO OSMÓTICO EM SEMENTES DE ALFACE 1 SIMONE APARECIDA FESSEL 2, ROBERVAL DAITON VIEIRA 3, TERESINHA DE JESUS DELÉO RODRIGUES 4, MARCELO FAGIOLI 2 E RINALDO CESAR DE PAULA 5 RESUMO - O desempenho germinativo de sementes, especialmente, de algumas espécies de hortaliças, pode ser melhorado com a técnica do condicionamento osmótico. Assim, foi conduzido um experimento com o objetivo de verificar a eficiência do condicionamento osmótico de sementes de alface na germinação e no armazenamento. Para tanto, sementes de dois cultivares, Brasil 303 e Elisa, após avaliação inicial (germinação e teor de água), foram submetidas ao condicionamento osmótico em solução de manitol 0,35mol por períodos de zero, 3, 4, 5 e 6 dias, com temperatura constante de 20 o C e na presença de luz. A seguir, as sementes foram submetidas à secagem, por 12 horas, em estufa com circulação de ar, regulada a temperatura de 32ºC. As sementes foram avaliadas pelo teste de germinação, logo após o condicionamento seguido de secagem (zero dias) e no decorrer dos períodos de armazenamento de 10, 20, 30, 60 e 90 dias. Utilizou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições de 50 sementes, sendo os dados submetidos à análise de variância e de regressão com tratamentos dispostos em esquema fatorial 2x5x6, (dois níveis de vigor; cinco períodos de condicionamento osmótico e seis períodos de armazenamento após secagem). Constatou-se que o condicionamento osmótico aumentou a porcentagem de germinação das sementes de baixo vigor, quando as mesmas foram condicionadas na solução de manitol por três e quatro dias, porém a reduziu nos períodos de cinco e seis dias de tratamento. Foram observadas variações em função do cultivar e do nível de vigor das sementes. Conclui-se que o a resposta de sementes de alface ao condicionamento osmótico varia em função do cultivar, do nível de vigor das sementes e do período de embebição na solução de manitol. Efeitos benéficos do tratamento de condicionamento osmótico só foram constatados para o cultivar Elisa. Termos para indexação: Lactuca sativa L., germinação, manitol, armazenamento. EFFICIENCY OF THE OSMOTIC OSMOPRIMING ON LETTUCE SEEDS ABSTRACT - The germination performance of seeds, especially, of some vegetable species, can be improved with the osmopriming. Thus, this research was conducted in order to verify the efficiency of osmopriming on lettuce seeds germination and on the storage periods. Seeds of cultivars Brasil 303 and Elisa, after initial evaluation (germination and moisture content) were submitted to osmopriming using mannitol solution (0,35mol.), for periods of 3, 4, 5 and 6 days, at temperature of 20 o C and light. After priming the seeds were dried, for 12 hours, in oven with temperature of 32 o C. The evaluations were performed, using standard germination test, after six periods of storage (0, 10, 20, 30, 60 and 90 days) after priming and storage of the seeds. The experimental design was a complete randomized with four replications of 50 seeds. The data were submitted to analysis of variance in factorial arrangement (two levels of vigor; five periods of osmopriming and six periods of storage after drying). The osmopriming increased the germination percentage of low vigour seeds, when osmoprimed for three and four days, but reduced when the 1 Aceito para publicação em Eng a Agr a, estudante de Pós-Graduação em Produção e Tecnologia de Sementes, FCAV/UNESP, Campus de Jaboticabal-SP; bolsista da FAPESP; sifessel@fcav.unesp.br 3 Prof. Titular do Depto. de Produção Vegetal - FCAV/UNESP; bolsista do CNPq; rdvieira@fcav.unesp.br 4 Profa., Dra. do Depto. de Biologia Aplicada à Agropecuária - FCAV/ UNESP. 5 Prof., Dr. do Depto. de Produção Vegetal - FCAV/UNESP.

2 EFICIÊNCIA DO CONDICIONAMENTO OSMÓTICO E SEMENTES DE ALFACE 129 exposure to mannitol was five and six days. The lettuce seeds response to the osmopriming was variable depending on cultivar and seed vigour. Index terms: Lactuca sativa L., germination, mannitol, storage. INTRODUÇÃO A alface, além de apresentar diferenças de comportamento entre cultivares, apresenta diversos problemas relativos à germinação, tais como: dormência, sensibilidade à luz, e exigências de condições específicas de umidade e de temperatura. Esses aspectos fazem com que a avaliação da germinação de sementes de alface, muitas vezes seja problemática, principalmente, para os menos experientes com a cultura. Um dos sintomas mais importantes do declínio da qualidade fisiológica é a lentidão do processo de germinação, acompanhada pelo aumento do período decorrido entre a germinação da primeira e da última semente de um lote e, conseqüentemente, a não uniformidade entre plântulas de um mesmo lote (Eira & Marcos-Filho, 1990). Desse modo, a utilização de técnicas que acelerem e uniformizem a germinação das sementes poderá propiciar grandes benefícios aos produtores de mudas. O condicionamento fisiológico das sementes, por meio de técnicas de pré-hidratação ou condicionamento osmótico, seguido pela secagem, resulta, normalmente, em germinação mais rápida e uniforme (Bradford, 1986 e Khan, 1992). Os fundamentos do condicionamento osmótico, segundo Bewley & Black (1995), sugerem que nos ciclos de umedecimento e secagem, os processos metabólicos iniciais da germinação iniciam durante a embebição e são interrompidos, mas não são revertidas pela subseqüente secagem, de tal maneira que as sementes ao serem recolocadas em ambiente favorável à germinação, concluirão o processo mais rapidamente. Sementes de alface e de tomate, apresentaram germinação mais rápida, quando foram submetidas inicialmente a um tratamento de pré-hidratação ou pré-condicionamento (Dahal & Bradford, 1990 e Somasco & Bradford (s/d), citados por Bradford, 1995). A técnica do condicionamento osmótico de sementes, consiste na pré-embebição numa solução de potencial osmótico conhecido, de modo a permitir o controle da disponibilidade de água, com conseqüente ocorrência das etapas iniciais do processo de germinação, evitando ultrapassar o final da fase II da curva trifásica de embebição. Desta forma, após a semeadura, a emergência das plântulas ocorreria mais rápida e uniformemente, com maiores possibilidades de su- cesso no estabelecimento da cultura (Eira & Marcos-Filho, 1990). Assim, conduziu-se o presente trabalho com o objetivo de avaliar a eficiência do condicionamento osmótico na germinação de sementes de alface, durante o armazenamento. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi realizado no Laboratório de Análise de Sementes, do Departamento de Produção Vegetal da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias - UNESP - Câmpus de Jaboticabal, usando-se sementes de alface, safra 1996/97, cultivares: Brasil 303 (IAC) e Elisa (Agroflora), obtidas no Instituto Agronômico de Campinas e no comércio, respectivamente. Após a recepção, as sementes foram retiradas da embalagem hermética, homogeneizadas, colocadas em embalagem porosa (sacos de papel Kraft) e mantidas em condições de laboratório (sem controle de temperatura e umidade), com temperatura de 25 a 30 o C e umidade relativa de 60-70%. Em seguida, o material correspondente a cada lote foi amostrado para as determinações iniciais de germinação e teor de água, com a finalidade de avaliar a qualidade inicial. No caso do cultivar Brasil 303 as sementes foram tratadas no laboratório, com fungicida Vitavax-Thiram 200 SC, na dosagem de 2,5ml por kg de semente, uma vez que foram obtidas junto ao IAC, sem tratamento prévio. Com a finalidade de obter sementes com diferentes níveis de vigor, algumas amostras foram submetidas ao envelhecimento acelerado. As sementes, em camada única, dentro de caixas plásticas tipo gerbox foram submetidas a temperatura de 42 o C, com aproximadamente 100% de UR do ar, por 12 horas. Esse período, foi baseado em testes preliminares, realizados com cada cultivar, usandose câmara de envelhecimento (modelo water jacketed ). Após a realização das determinações iniciais, as sementes foram armazenadas em sacos de papel Kraft em condições de laboratório, durante o período de realização do trabalho (março a outubro de 1997). Germinação (TG) - conduzido com quatro repetições de 50 sementes para cada tratamento, semeadas sobre papel toalha, umedecido com quantidade de água equivalente a três vezes o seu peso seco e mantidas em câmara de germinação à temperatura constante de 18ºC, com oito horas de luz

3 130 S.A. FESSEL et al. por dia. A contagem de plântulas normais foi efetuada no sétimo dia após a instalação do teste, considerando-se os critérios estabelecidos pelas Regras para Análise de Sementes (Brasil, 1992); teor de água (TA) - determinado pelo método da estufa a 105±3ºC, por 24 horas, utilizando-se duas subamostras de cada lote, conforme as Regras para Análise de Sementes (Brasil, 1992). Os resultados foram expressos em porcentagem; condicionamento osmótico - realizado com solução de manitol na concentração 0,35mol, que segundo Georghiou et al. (1983) suprime totalmente a germinação de sementes de alface, durante o processo. O cálculo do potencial osmótico no qual as sementes foram submetidas durante o condicionamento em solução de manitol foi efetuado utilizando-se a fórmula de Van t Hoff, ou seja: Y osm = - RTC, onde: Y osm = potencial osmótico (atmosfera); R = constante geral dos gases = 0,082atm.L.mol -1.grau -1 ; T = temperatura ( o k); C = concentração molal (moles de soluto/1000g de água). Assim, o potencial osmótico da solução a 0,35mol de manitol à temperatura de 20ºC (293ºK) é equivalente a -8,41 atmosferas, ou seja, -0,841MPa. O processo de condicionamento osmótico das sementes consistiu na imersão de amostras de 10 gramas de sementes de cada lote em 150ml de solução de manitol no interior de copos plásticos e colocados em um germinador regulado a temperatura constante de 20ºC, na presença de luz. Foram considerados quatro períodos de condicionamento (3, 4, 5 e 6 dias), após os quais as sementes foram retiradas da solução, lavadas em água corrente e submetidas a secagem. As sementes não foram submetidas a nenhum método de aeração durante o condicionamento osmótico; secagem e armazenamento das sementes - após o condicionamento osmótico as sementes foram secas em estufa com circulação de ar, a temperatura de 32ºC, por 12 horas, como indicado por Guedes (1979). As sementes foram colocadas sobre papel de filtro no interior de bandejas metálicas, ocupando-se apenas a prateleira central da estufa. As sementes, assim condicionadas, constituíram os cinco tratamentos, considerando-se como testemunha as sementes não condicionadas. Estas foram armazenadas em sacos de papel Kraft e mantidas em condições de laboratório, sem controle de temperatura e umidade. As avaliações foram realizadas logo após a secagem e após os períodos de armazenamento de 10, 20, 30, 60 e 90 dias. Os dados de porcentagem de germinação foram analisados, para cada cultivar individualmente, segundo o delineamento inteiramente ao acaso, com quatro repetições de 50 sementes, no esquema fatorial 2x5x6, sendo dois níveis de vigor (alto e baixo), cinco períodos de condicionamento osmótico (zero, 3, 4, 5 e 6 dias) e seis períodos de armazenamento após a secagem das sementes (zero, 10, 20, 30, 60 e 90 dias), procedendo-se a análise de regressão polinomial, para cada nível de vigor, em função do período de condicionamento osmótico e do período de armazenamento. Para o estudo conjunto dos efeitos do período de condicionamento osmótico e do período de armazenamento, procedeu-se a análise por modelos de superfície de resposta, selecionando-se aquele em que todas as variáveis do modelo apresentaram contribuição significativa. RESULTADOS E DISCUSSÃO Na Tabela 1 encontram-se os resultados obtidos na avaliação preliminar, esses dados permitiram a caracterização de lotes de baixo e de alto vigor. TABELA 1. Germinação e teor de água obtidos nas determinações iniciais, para verificar a qualidade das sementes. Cultivar Alto vigor Baixo vigor Teor de água (%) Brasil ,5 Elisa ,5 As médias obtidas para o efeito do condicionamento osmótico e do nível de vigor das sementes, dos cultivares Brasil 303 e Elisa, encontram-se na Tabela 2 e Figura 1. Comparando-se a porcentagem de germinação das sementes de baixo vigor em relação à testemunha, verifica-se que o estresse causado nas sementes pelo envelhecimento acelerado por TABELA 2. Germinação de sementes de alface, cultivares Brasil 303 e Elisa, e desdobramento da interação entre nível de vigor e período de condicionamento osmótico. Período de condicionamento (dias) Brasil 303 Elisa Alto Baixo Alto Baixo zero

4 EFICIÊNCIA DO CONDICIONAMENTO OSMÓTICO E SEMENTES DE ALFACE BRASIL AV= 96,93 (ns) BRASIL BV= 91, ,263998x - 0, x 2 R 2 = 0,98 ELISA AV= 98,50 (ns) ELISA BV= 66, ,31097x - 1,246795x 2 R 2 = 0, FIG. 1. Germinação, de sementes de alface, cultivares Brasil 303 e Elisa, vigor alto (AV) e baixo (BV), em função do período de condicionamento osmótico (dias). ns = não significativo. Período de condicionamento (dias) BRASIL 303 AV BRASIL 303 BV ELISA AV ELISA BV TABELA 3. Germinação de sementes de alface, cultivares Brasil 303 e Elisa, e desdobramento da interação entre nível de vigor e período de armazenamento, após o condicionamento osmótico. Período de armazenamento (dias) Brasil 303 Elisa Alto Baixo Alto Baixo zero ocasião do teste preliminar, foi superado pelo armazenamento das sementes nas condições ambientais do laboratório até a época da realização dos testes após condicionamento, ou seja, um mês. Popinigis (1977) relata que, de acordo com o cultivar, a dormência das sementes de alface pode ser superada depois de três a nove meses. Porém, neste trabalho, as sementes das cultivares usadas não apresentaram nenhuma dormência primária (Tabela 1). Nos dois cultivares para sementes de alto vigor, não houve diferença significativa entre os diferentes períodos de condicionamento fisiológico, porém para aquelas de baixo vigor, houve diferença significativa. Para o cultivar Brasil 303, cinco e seis dias de condicionamento osmótico foi considerado excessivo, passando a ser prejudicial para a germinação. Para o cultivar Elisa o condicionamento osmótico com manitol, por três, quatro, cinco e seis dias, melhorou o desempenho germinativo das sementes em relação à testemunha, sendo melhor com três e quatro dias (Tabela 2 e Figura 1). Na Tabela 3 encontram-se os dados da interação dos períodos de armazenamento após o período de embebição na solução de manitol e o vigor das sementes dos cultivares Brasil 303 e Elisa. Para sementes de alto vigor, cultivar Brasil 303, ao longo do período de armazenamento a germinação apresentou pequena redução. No cultivar Elisa não houve diferença significativa entre os diferentes períodos de armazenamento. Já para sementes de baixo vigor, nos dois cultivares, verifica-se que não houve diferença nos primeiros vinte dias, mas à partir de trinta dias houve queda na germinação, indicando uma reversão do efeito do condicionamento fisiológico das sementes (Figura 2) BRASIL AV= 97,9829-0, x R 2 = 0,59 BRASIL BV= 95, , x + 0, x 2 R 2 = 0,94 ELISA AV= 98,40 (ns) ELISA BV= 85, , x + 0, x 2 R 2 = 0, Período de armazenamento (dias) BRASIL 303 AV BRASIL 303 BV ELISA AV ELISA BV FIG. 2. Germinação, de sementes de alface, cultivares Brasil 303 e Elisa, vigor alto (AV) e baixo (BV), em função do período de armazenamento (dias), após o condicionamento osmótico. ns = não significativo. Os dados apresentados na Tabela 4, demonstram, também, que a partir dos trinta dias de armazenamento houve queda na germinação das sementes, para ambos os cultivares. Para o cultivar Brasil 303 ao efeito do período de condicionamento fisiológico das sementes, verifica-se que até vinte dias de armazenamento, não se constatou efeito do período de condicionamento, porém com trinta, sessenta e noventa dias os resultados já não apresentaram a mesma consistência. Parece claro que, com o armazenamento, noventa dias por exemplo, o efeito de longos períodos (seis dias) de condicionamento das sementes passa a ser prejudicial, ou seja, reverte o efeito do pré-tratamento das sementes (Tabela 4, Figura 3). Para o cultivar Elisa não houve diferença significativa entre os períodos de condicionamento fisiológico, até 10 dias

5 132 S.A. FESSEL et al. TABELA 4. Germinação de sementes de alface, cultivares Brasil 303 e Elisa, e desdobramento da interação entre períodos de armazenamento, após o condicionamento osmótico e de condicionamento. Período de condicionamento (dias) Períodos de armazenamento (dias) zero Brasil zero Elisa... zero de armazenamento. A partir de 20 dias, verifica variações significativas entre os períodos de condicionamento, porém observa-se um efeito benéfico do condicionamento por 3, 4 e 5 dias (Tabela 4, Figura 4). Em geral, para os dois cultivares observou-se que o condicionamento osmótico trouxe vantagem quanto a germinação, mas apenas nos lotes de menor vigor. Esses dados comprovam as observações feitas por Heydecker & Coolbear Germ (%)=87,6419+4,55756*(TC)-0,686916*(TC^2)-0,292293*(TA)+0, *(TA^2) Germ (%) = 98,9698+1,34803*(TC)-0,385239*(TC^2)-0,244269*(TA)-0,001585*(TA^2) FIG. 3. Porcentagem de germinação de sementes de alface, cultivar Brasil 303, em função do período de condicionamento osmótico com Manitol (dias) e do período de armazenamento (dias). FIG. 4. Porcentagem de germinação de sementes de alface, cultivar Elisa, em função do período de condicionamento osmótico com Manitol (dias) e do período de armazenamento (dias).

6 EFICIÊNCIA DO CONDICIONAMENTO OSMÓTICO E SEMENTES DE ALFACE 133 (1997), de que os lotes com qualidade fisiológica diferente, respondem diferentemente ao condicionamento osmótico e ressaltam a importância de se relacionar as vantagens do condicionamento osmótico à qualidade fisiológica das sementes. Os resultados indicam que a qualidade fisiológica das sementes dos diferentes tratamentos decresceu com o decorrer do armazenamento, ocorrendo uma possível reversão do tratamento, ou mesmo deterioração das sementes em função do período de armazenamento. Dados similares foram relatados por Tarquis & Bradford (1992). Parece evidente, também, que ao se estudar o condicionamento osmótico, o cultivar em questão é um fator importante a ser considerado. CONCLUSÃO! A resposta de sementes de alface ao condicionamento osmótico varia em função do cultivar, do nível de vigor das sementes e do período de embebição na solução de manitol;! efeitos benéficos do tratamento de condicionamento osmótico só foram constatados para o cultivar Elisa. REFERÊNCIAS BEWLEY, J.D. & BLACK, M. Seeds: physiology of development and germination. New York: Plenum Press, p. BRADFORD, K.J. Water relations in seed germination. In: KIGEL, J. & GALILI, G. (eds.). Seed development and germination. New York: Marcel Dekker, p BRADFORD, K.J. Manipulation of seed water relations via osmotic priming to improve germination under stress conditions. Hortscience, Alexandria, v.21, n.5, p , BRASIL. Ministério da Agricultura e da Reforma Agrária. Regras para análise de sementes. Brasília: SNDA/DNDV/CLAV, p. DAHAL, P. & BRADFORD, K.J. Effects of priming and endosperm integrity on seed germination rates of tomato genotypes. II Germination at reduced water potential. Journal of Experimental Botany, Oxford, v.41, n.232, p , EIRA, M.T.S. & MARCOS-FILHO, J. Condicionamento osmótico de sementes de alface. I. Efeitos sobre a germinação. Revista Brasileira Sementes, Brasília, v.12, n.1, p.9-27, GUEDES, A.C. The use of seed priming to hasten germination of lettuce seeds at high temperature. Gainesville: University of Florida, p. (Tese Doutorado). GEORGHIOU, K.; PSARAS, G. & MITRAKOS, K. Lettuce endosperm structural changes during germination under different light, temperature, and hydration conditions. Botanical Gazette, Chicago, v.144, n.2, p ,1983. HEYDECKER, W. & COOLBEAR, P. Seed treatments for improved performance survey and attempted prognosis. Seed Science and Techology, Zürich, v.5, n.2, p , KHAN, A.A. Preplant physiological seed conditioning. In: JANICK, J. (ed.). Horticultural reviews. New York: John Wiley, v.13, p POPINIGIS, F. Fisiologia da semente. Brasília: AGIPLAN, p. TARQUIS, A.M. & BRADFORD, K.J. Prehydration and priming treatments that advance germination also increase the rate of deterioration of lettuce seed. Journal of Experimental Botany, Oxford, v.43, n.248, p , "#"#"