Efeitos de fatores ambientais induzidos na germinação de sementes de Chaptalia nutans (L.) Polack

Effects of environmental factors induced in the germination of Chaptalia nutans (L.) Polack seeds

Efeitos de fatores ambientais induzidos na germinação de sementes de Chaptalia nutans (L.) Polack

Effects of environmental factors induced in the germination of Chaptalia nutans (L.) Polack seeds

Oscar Mitsuo Yamashita^I; Sebastião Carneiro Guimarães^II; Maria Cristina Figueiredo e Albuquerque^II; Marco Antonio Camillo de Carvalho^III; José Luiz da Silva^I

^IAlunos de Pós-Graduação em Agricultura Tropical da Universidade Federal de Mato Grosso, [e-mail]- UFMT/FAMEV, 78060-900 - Cuiabá-MT

^IIProf. Universidade Federal de Mato Grosso - UFMT/FAMEV/DFF, 78060-900 - Cuiabá-MT

^IIIProf. Universidade do Estado de Mato Grosso-UNEMAT/PCAA-78580-000-Alta Floresta-MT

RESUMO

Chaptalia nutans é uma espécie cujo valor medicinal vem sendo amplamente estudado, e os aspectos relativos à germinação de suas sementes são importantes para definir as melhores práticas para a multiplicação das plantas. Este trabalho teve por objetivo avaliar a resposta das sementes sob condições de luminosidade, temperatura, estresse osmótico, salino, e na presença de nitrato de potássio. Foram realizados quatro experimentos: a) combinação de quatro temperaturas (20 ºC, 25 ºC, 30 ºC e o ambiente dentro do laboratório no qual as temperaturas oscilaram entre 19 e 31 ºC) com duas condições de luminosidade (ausência e presença de luz); b) dez níveis de estresse osmótico proporcionado pelo manitol (0,0; -0,05; -0,1; -0,2; -0,3; -0,4; -0,5; -0,6; -0,7 e -0,8 MPa); c) oito níveis de estresse salino proporcionado pelo NaCl (0,0; -0,1; -0,2; -0,3; -0,4; -0,5; -0,6 e -0,7 MPa) e d) combinação de dois níveis de nitrato de potássio (presença e ausência) com duas temperaturas (20 e 25 ºC) e dois níveis de luminosidade (presença e ausência de luz). A porcentagem de germinação das sementes de C. nutans é maior na presença de luz, em temperaturas constantes de 25 e 30 ºC e no ambiente de laboratório. Não há redução da porcentagem de germinação em ambiente com estresse osmótico até -0,6 MPa e estresse salino até -0,5 MPa. A adição de nitrato de potássio não proporciona aumentos na porcentagem de germinação das sementes.

Termos para indexação: língua-de-vaca, temperatura, luminosidade, potencial osmótico, nitrato de potássio.

ABSTRACT

Chaptalia nutans is species whose medicinal value has been studied thoroughly, and aspects regarding seed germination are important to define better propagation practices. The objective of the present study was to evaluate the germination response of C. nutans seeds to conditions of light and temperature, as well as osmotic and saline stresses and potassium nitrate. Four experiments were conducted: a) combination of four temperatures (20ºC, 25ºC, 30ºC and laboratory atmosphere) with two light conditions (presence or absence); b) ten levels of osmotic stress induced with manitol (0.0; -0.05; -0.1; -0.2; -0.3; -0.4; -0.5; -0.6; -0.7 and -0.8 MPa); c) eight levels of saline stress induced with NaCl (0.0; -0.1; -0.2; -0.3; -0.4; -0.5; -0.6 and -0.7 MPa) and d) combination of two levels of potassium nitrate (presence or absence) with two temperatures (20 and 25 ºC) and two levels of light (presence or absence). Germination of C. nutans seeds was maximized under light, at constant temperatures of 25 , 30 ºC, or room temperature between 19 and 31 ºC. There was no germination reduction with osmotic stress of up to -0.6 MPa and saline stress of up to -0.5 MPa. The addition of potassium nitrate did not promote any increase in the germination.

Index terms: lingua-de-vaca, temperature, luminosity, osmotic potential, KNO₃.

INTRODUÇÃO

Muitas espécies da família Asteraceae, principalmente do gênero Chaptalia, são utilizadas empiricamente com fins medicinais (Lorenzi, 2000; Jacoby et al., 2002; Lorenzi e Matos, 2002; Empinotti, 2005). As espécies desse gênero vêm sendo estudadas farmacologicamente e têm apresentado propriedades fitoterápicas (Santos e Elizabetsky, 1999; Badilla et al., 2000; Siedle et al., 2003; Souza et al., 2004; Empinotti, 2005; Duarte et al., 2007). A cumarina, que está presente no extrato de Chaptalia nutans, tem ação antimicrobiana (Truiti e Sarragiotto, 1998; Truiti et al., 2003).

Chaptalia nutans, popularmente conhecida como língua-de-vaca, é uma espécie anual e herbácea, nativa das Américas e pode ser encontrada desde o México até a Argentina (Nesom, 1984 e 1995; Kissmann e Groth, 1997; Lorenzi e Matos, 2002). Apresenta propriedades fitoterápicas, sendo indicadas na medicina popular principalmente em traumatismos, ferimentos, nevralgias, anemias e hemorragias. Segundo Truiti et al. (2003), a cura de ferimentos contaminados advém da ação de um composto químico do grupo das cumarinas, o glucopiranosil nutanocumarina.

Como essa espécie se reproduz apenas por sementes (Kissmann e Groth, 1997), o conhecimento da biologia germinativa permite entender a dinâmica das populações em condições naturais e também para a sua multiplicação com fins agroindustriais

Existem diferenças entre as espécies quanto à faixa térmica e hídrica para a germinação das sementes, e também quanto à necessidade de luminosidade no ambiente (Carvalho e Nakagawa, 2000),

Para a obtenção de altos percentuais de germinação, é recomendado para cada espécie o uso de determinada temperatura e umidade, além da luz, que pode ser requerida (Brasil, 1992; Carvalho e Nakagawa, 2000). A temperatura exerce forte influência na germinação, sendo caracterizada como ótima a temperatura em que a semente expressa seu potencial máximo de germinação no menor espaço de tempo. (Mayer e Poljakoff Mayber, 1989).

Além de temperatura e luminosidade, outros fatores, como o deficit hídrico e a presença de sais na solução do solo, podem influenciar decisivamente no processo germinativo das sementes. (Fanti e Perez, 1996 e 1998).

Devido à crescente importância farmacológica de Chaptalia nutans, estudos ecológicos e agronômicos sobre essa espécie tornam-se necessários. Neste trabalho foi avaliada a porcentagem de germinação de suas sementes em resposta à influência de temperatura e luz, do estresse osmótico e salino, e do nitrato de potássio sobre a germinação das sementes dessa espécie.

MATERIAL E MÉTODOS

As sementes foram coletadas manualmente em populações vegetando espontaneamente em áreas de gramados plantados, no município de Alta Floresta, MT, situado a 09º52'18"S de latitude e 56º06'41"W de longitude, a 340 m acima do nível do mar, a partir de inflorescências com capítulos visualmente maduros e caracterizados pela facilidade no desprendimento das sementes. Após a colheita, realizada no período entre novembro e dezembro de 2007, as sementes foram deixadas para secar à sombra e submetidos à seleção visual, descartando aqueles com evidência de danos físicos ou má formação. Posteriormente, foram acondicionadas em sacos de papel kraft e armazenadas em câmara fria (10ºC± 0,5ºC e 75 ± 2% umidade) até a realização dos experimentos.

A pesquisa, realizada no Laboratório de Fisiologia da Semente, da Universidade do Estado de Mato Grosso - Campus Universitário de Alta Floresta (UNEMAT/AF) constou de quatro experimentos para avaliar a influência de temperatura e luz, do estresse osmótico e salino, e do nitrato de potássio sobre a germinação das sementes.

Em todos os experimentos foi utilizado o delineamento experimental inteiramente casualizado com 4 repetições, sendo a parcela uma caixa acrílica transparente (11,0 x 11,0 x 3,5 cm) com 25 sementes colocadas sobre duas folhas de papel mata-borrão (espessura 270 g m² e resistência à ruptura mínima de 180 kg m²) umedecidas com a respectiva solução, na quantidade de 2,5 vezes a massa do substrato seco (Brasil, 1992). As sementes foram consideradas germinadas quando cada raiz primária apresentava comprimento maior que 1,0 mm. O reumedecimento do substrato foi feito no sexto e décimo dias após a montagem dos experimentos, para todos os tratamentos.

Temperatura e luminosidade

A capacidade germinativa foi avaliada em esquema fatorial 4x2, ou seja, a combinação de quatro níveis de temperatura (20, 25 e 30 ºC constantes e a temperatura ambiente dentro do laboratório que variou entre 19 e 31 ºC) com dois níveis de luz (sem luminosidade e com 12 horas de luz proveniente de quatro lâmpadas fluorescentes de 20W). A ausência de luz foi obtida pela utilização de caixas acrílicas de cor preta envolvidas por duas camadas de folha de papel alumínio. As caixas foram envolvidas em filme plástico transparente e distribuídas aleatoriamente dentro de germinadores do tipo BOD para tratamentos com temperaturas constantes e sobre a bancada no laboratório. Nos tratamentos com luz, foram realizadas contagens durante 14 dias, sempre no mesmo horário, retirando-se as plântulas. No sexto dia, após a montagem do experimento, as caixas com os tratamentos no escuro foram abertas para a contagem e retiradas das plântulas e as restantes foram transferidas para caixas acrílicas transparentes e mantidas nos respectivos ambientes de germinação, recebendo luz por mais oito dias. Com base nesses dados foram confeccionados gráficos e tabelas com as porcentagens de germinação acumuladas até o sexto dia para todos os tratamentos e até o décimo quarto dia para aqueles que receberam luminosidade a partir do sexto, além do índice de velocidade de germinação (IVG) (Maguire, 1962).

Estresse osmótico

Foi avaliado o efeito de dez potenciais osmóticos (0; -0,05; -0,1; -0,2; -0,3; -0,4; -0,5; -0,6; -0,7 e -0,8 MPa) sobre a porcentagem de germinação das sementes de C. nutans. As soluções osmóticas foram preparadas com o uso do manitol (PM 182,17g) (Braga et al., 1999). As sementes foram colocadas sobre duas folhas de papel mata-borrão previamente umedecidas com cada uma das soluções, dentro de caixas acrílicas transparentes. As caixas foram dispostas aleatoriamente em germinadores do tipo BOD regulado com a temperatura constante de 25ºC e o fotoperíodo de 12 horas. As avaliações foram realizadas diariamente e no mesmo horário por 14 dias, contando-se e retirando-se as plântulas Com base nesses dados, foi confeccionado o gráfico com as porcentagens acumuladas aos 4 e 14 dias.

Estresse salino

Foi avaliado o efeito de concentrações de cloreto de sódio (NaCl - PM 58,44g) na germinação de sementes de C. nutans. As sementes foram colocadas para germinar em caixas acrílicas transparentes sobre duas folhas de papel mata-borrão umedecidas com cada solução até a saturação nos seguintes potenciais: 0,0; -0,1; -0,2; -0,3; -0,4; -0,5; -0,6 e -0,7 MPa e na temperatura de 25 ºC. As soluções foram preparadas de acordo com a equação de Van't Hoff, citada por Fanti e Perez (1998). Todos os tratamentos foram distribuídos aleatoriamente dentro de germinadores do tipo BOD e avaliados diariamente. A partir desses dados, foram confeccionados os gráficos das porcentagens acumuladas aos 6 e 14 dias.

Nitrato de potássio

A influência de nitrato de potássio a 0,2% foi avaliada na presença e na ausência de luminosidade. Este experimento foi conduzido em um esquema fatorial 2x2x2, sendo duas temperaturas (20 e 25 ºC), duas soluções aquosas (água destilada e KNO₃) e duas condições de luminosidade (ausência e 12 horas diárias de luz). A condição de ausência de luminosidade foi obtida pela utilização de caixas acrílicas pretas envolvidas por duas folhas de papel alumínio. Todos os tratamentos foram lacrados com filme plástico transparente e distribuídos aleatoriamente dentro de germinadores do tipo BOD. A contagem do número de plântulas deu-se a partir do quinto dia após a montagem do experimento, quando os tratamentos no escuro foram abertos e as sementes transferidas para caixas acrílicas transparentes umedecidas com água destilada e mantidas nos germinadores por mais oito dias. De posse dos dados, foi confeccionada uma tabela com as porcentagens finais.

Os resultados foram transformados em raiz quadrada de (x + 0,5) e submetidos à análise de variância (F a 5% de probabilidade) e as médias comparadas pelo teste de Scott-Knott a 5% de probabilidade. Todas as análises foram realizadas no programa estatístico SISVAR 4.6 (Ferreira, 1999).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Temperatura e luminosidade

Os percentuais germinativos de C. nutans foram influenciados pela temperatura e pela luminosidade e com interação entre estes dois fatores (p<0,05). A germinação acumulada aos seis dias da montagem do experimento (Tabela 1), na presença de luz, foi igual ou próxima de 100% nas temperaturas de 25ºC, 30ºC e ambiente, mas não atingiu 20% quando as sementes foram submetidas a 20ºC. No escuro, o percentual máximo foi de 25% a 25ºC, e de 1 a 7% nos outros tratamentos térmicos. A partir do momento em que as sementes receberam luz, estes percentuais atingiram 100% após cinco dias (Figura 1).

Assim, as sementes se comportaram como fotoblásticas positivas, ao ter a luz proporcionado um incremento de 96% na temperatura de 30ºC. Essa resposta à luz é um mecanismo de adaptação da espécie para evitar que as sementes germinem em ambientes inadequados à emergência das plântulas ou à sobrevivência dos indivíduos, tais como os locais cobertos por vegetação ou em profundidades impróprias no perfil do solo (Bewley e Black, 1994; Benvenuti et al., 2001). Normalmente, fotoblastismo positivo tem sido observado em várias espécies da família Asteraceae, à qual pertence C. nutans, como Bidens pilosa e Emilia sonchifolia (Klein e Felippe, 1991), Campsis radicans (Chachalis e Reddy, 2000), Tridax procumbens (Guimarães et al., 2002), Baccharis trimera, Mikania cordifolia, Senechio heterotrichius e Trixis praestans (Ferreira et al., 2001), Conyza canadensis (Nandula et al., 2006) e Porophyllum ruderale (Yamashita et al., 2008).

Ocorrências germinativas no escuro iguais a 25% na temperatura de 25ºC podem ser uma estratégia de sobrevivência que permite, em ambientes com condições muito favoráveis, o estabelecimento de algumas plantas, mesmo que uma outra condição seja adversa (Taylorson e Hendricks, 1972; Frankland e Taylorson, 1983; Radosevich et al., 1997).

A partir do momento em que as sementes receberam luz, o percentual atingiu rapidamente 100% (Figura 1). Embora tenha havido ocorrências no escuro, o uso posterior de luminosidade provocou a ativação do fitocromo e isto induziu rapidez em todo o processo (Takaki, 2001).

Os resultados referentes ao índice de velocidade de germinação (Tabela 2) indicam que a rapidez do processo foi maior quando as sementes foram submetidas a temperatura de 25ºC e na presença de luz. Quando as sementes foram colocadas para germinar na ausência de luminosidade durante os seis primeiros dias, não se observou diferença para os regimes térmicos. Em todos eles, na presença de luz, houve maior rapidez na germinação, concordando com resultados obtidos por Stefanello et al. (2006) com Pimpinella anisum e Faron et al. (2004) com Hypericum perforatum e H. brasiliensis.

Estresse osmótico

A porcentagem de germinação das sementes de C. nutans foi influenciada pelo potencial hídrico das soluções (p < 0,05) aos 4 e 14 dias (Figura 2).

O percentual máximo foi obtido em potenciais de até -0,6 MPa, com médias de 97 a 100%: em potenciais de até -0,3 MPa ela foi atingida em 4 dias, e até -0,6 MPa foram necessários 5 dias.

Assim, a germinação ocorre de forma rápida e o processo não é inibido em ambiente com estresse osmótico de até -0,6 MPa. Esses resultados indicam que a espécie possui ampla adaptação às condições de disponibilidade de água. Outras Asteraceae também apresentam germinação rápida, cujo tempo médio de germinação é inferior a 5 dias, tais como: Baccharis trimera, Eclipta alba, Elephantopus mollis, Stenachaenium campestre, Vernonia nudiflora (Ferreira et al., 2001) e Porophyllum ruderale (Yamashita et al., 2008). Essa característica pode ser importante para avaliar o tempo médio de ocupação de um nicho ou território e permitir inferências sobre a capacidade de espécies se comportarem ou não como invasoras (Kissmann e Groth, 1997; Ferreira et al., 2001).

Para os potenciais osmóticos de -0,7 e -0,8 MPa, os percentuais de germinação foram de 86% e 69%, respectivamente. Esse resultado indica que a espécie comporta-se de forma similar a espécies como Pterogynes nitens (-0,8 Mpa) reportado por Nassif e Perez (1997) e Leucaena leucocephala (-1,0 MPa) publicado por Cavalcante e Perez (1995). O estresse hídrico provoca um atraso no tempo de germinação no campo e, como esta vai ocorrer de maneira heterogênea, essa situação permite uma germinação escalonada, distribuída no tempo e no espaço, favorecendo a sobrevivência da espécie (Bewley e Black, 1994).

Estresse salino

O percentual de sementes germinadas foi influenciado pela concentração de NaCl na solução (Figura 3). Após seis dias, a porcentagem acumulada das sementes que germinaram quando submetidos a -0,1; -0,2 ou -0,3 MPa não diferiram da testemunha. Entretanto, na conclusão do experimento aos 14 dias, as sementes submetidas a potenciais osmóticos de até -0,5 MPa não diferiram da testemunha. Observou-se redução apenas nos potenciais de -0,6 e -0,7MPa.

Esses dados mostram que o limite máximo de NaCl presente no substrato, que não interfere na germinação de C. nutans, é de até -0,5MPa. Esses resultados são similares aos encontrados com Leucaena leucocephala (Cavalcante e Perez, 1995), Campsis radicans (Chachalis e Reddy, 2000) e Ambrosia artemisifolia (Ditommaso, 2004), cujo limite observado foi entre -0,4 e -0,6 MPa. Essa inibição pode ter sido provocada pela seca fisiológica que afeta a cinética de absorção de água pelas sementes (Fanti e Perez, 1998).

Observou-se atraso no início das ocorrências germinativas a partir de -0,4 MPa. Potenciais osmóticos mais próximos de zero promoveram germinação mais rápida e uniforme. Esse atraso pode estar relacionado com a menor sincronização do processo germinativo com o aumento do potencial osmótico do NaCl. A exposição dos aquênios à soluções salinas pode induzir efeitos tóxicos e sua magnitude varia de acordo com a espécie e a tolerância à salinização do meio (Ferreira e Rebouças, 1992).

Nitrato de potássio

No último ensaio, observou-se que o tratamento com nitrato de potássio não influenciou o percentual final de aquênios germinados. Apenas a interação luz e temperatura provocaram diferenças nos percentuais (Tabela 3).

Estes resultados apenas reforçaram os dados que foram obtidos no primeiro ensaio, no qual a espécie é fotoblástica positiva e que temperaturas inferiores a 25 ºC reduziram drasticamente o percentual germinativo.

O nitrato de potássio não promoveu diferença nos resultados de germinação, mostrando que, apesar de relatos positivos na germinação de sementes de espécies submetidas ao tratamento (Gupta, 2002; Saruhan et al., 2002; Faron et al., 2004), os aquênios de C. nutans são indiferentes.

Segundo Faron et al. (2004), a grande maioria das espécies de interesse econômico não reage ao nitrato de potássio. Entretanto, segundo os mesmos autores, a aplicação desse estimulante é recomendada para sementes de plantas forrageiras, hortaliças e ornamentais.

CONCLUSÕES

As sementes de C. nutans germinam melhor sob luminosidade (fotoblástica positiva) e em condições térmicas superiores a 25ºC.

Para germinação das sementes, há um limite máximo de tolerância à restrição hídrica, promovida pelo manitol, de -0,6 MPa.

Sob estresse salino, potenciais inferiores a -0,5 MPa provocam redução nos percentuais germinativos.

C. nutans é indiferente ao umedecimento do substrato com nitrato de potássio a 0,2%, para germinação das sementes.

Submetido em 20/05/2008. Aceito para publicação em 30/01/2009.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  21 Dez 2009
• Data do Fascículo
  2009

Histórico

• Aceito
  30 Jan 2009
• Recebido
  20 Maio 2008