Produção de sementes, qualidade fisiológica e identificação de genótipos de alface termotolerantes

Seed production, physiological quality and identification of thermotolerant lettuce genotypes

NOTA CIENTÍFICA

Produção de sementes, qualidade fisiológica e identificação de genótipos de alface termotolerantes

Seed production, physiological quality and identification of thermotolerant lettuce genotypes

Warley M. NascimentoI, ^*; Mariana Dierings Croda^II; Andrielle C. Amaral Lopes^I

^IEmbrapa Hortaliças, Caixa Postal 218, 70359-970 - Brasília, DF, Brasil

^IIFaculdade da Terra de Brasília, Caixa Postal 218, 70359-970 - Brasília, DF, Brasil

RESUMO

A alface (Lactuca sativa L.) é uma das folhosas de maior importância na cadeia produtiva de hortaliças. O estabelecimento da lavoura de alface pode ser feito por meio da semeadura direta ou transplantio de mudas. As sementes apresentam particular sensibilidade às variações de temperatura do meio onde germinam. Condições de alta temperatura, por exemplo, afetam negativamente a germinação e o estabelecimento de plântulas. O objetivo neste trabalho foi identificar as diferenças de germinação de sementes de vinte cultivares de alface em condições de temperatura ideal 20 ºC, temperatura intermediária 27,5 ºC e temperatura crítica 35 ºC. Utilizaram-se sementes comerciais adquiridas de empresas, bem como sementes das mesmas cultivares produzidas na Embrapa Hortaliças, em condições de casa de vegetação. Alguns genótipos termotolerantes Vitória de Verão e Camila foram identificados, obtendo germinação acima de 90% nas temperaturas: favorável e crítica máxima. Estes genótipos poderiam ser utilizados como fonte genética de tolerância à germinação a altas temperaturas. Para as sementes produzidas na casa de vegetação, a maioria não germinou satisfatoriamente em condições de altas temperaturas.

Termos para indexação:Lactuca sativa, estabelecimento de plântulas, termo-inibição, termo-dormência.

ABSTRACT

Lettuce (Lactuca sativa L.) is one of the most important foliar crops in vegetable crop production and may be established by direct seeding or by transplanting. Seed germination is particularly sensitive to environmental temperature changes and high temperatures adversely affect germination and seedling establishment. The aim of this study was to identify differences in the germination of twenty lettuce cultivars under conditions of optimum (20 °C), intermediate (27.5 °C) and critical (35 ºC) temperatures. Commercial seed from different companies was used, as well as seeds of the same cultivars grown at the Embrapa Horticulture Institute under greenhouse conditions. Some thermotolerant genotypes, 'Vitória de Verão' and 'Camila', were identified, with more than 90% germination for the critical and optimum temperature conditions. These genotypes could be used as a source of genetic tolerance to germination at high temperatures. Most of the seed produced in a greenhouse did not germinate satisfactorily under high temperatures.

Index terms:Lactuca sativa, stand establishment, thermo-inhibition, thermo-dormancy.

Introdução

A alface é a hortaliça folhosa mais importante na dieta do povo brasileiro, consumida principalmente na forma de salada. Estima-se uma área cultivada de cerca de 50 mil hectares (ABCSEM, 2009). Apesar da disponibilidade de cultivares nacionais, de características aceitáveis e da existência de áreas extremamente favoráveis para a produção de sementes, a dependência de importação de sementes é ainda relativamente grande. Cada cultivar tem suas características principais e algumas distintas, nas quais pode haver uma maior dificuldade para pendoamento e produção de sementes. A temperatura tem grande influência na germinação de sementes de alface, sendo que a temperatura ótima está em torno de 20 °C, e a maioria das cultivares não germina em temperaturas superiores a 30 °C (Nascimento, 2002).

A produção de mudas e de plântulas sadias, com reflexos no desenvolvimento das plantas, depende em grande parte da utilização de sementes de boa qualidade, as quais podem ser expressas pela interação de quatro componentes: genético, físico, sanitário e fisiológico. A qualidade fisiológica das sementes é obtida por meio da avaliação do potencial fisiológico, o qual fornece informações para a detecção e solução de problemas durante o processo produtivo e, também, sobre o desempenho das sementes (Marcos-Filho, 2001).

O componente fisiológico pode ser influenciado pelo ambiente em que as sementes se formam (Vieira et al., 1993). Logo, deve-se considerar a germinação e o vigor, para diferenciar sementes com maior potencial fisiológico, em função de tratos culturais aplicados, como a adubação mineral (Andrade et al., 1999).

Um amplo estudo procurou estabelecer uma relação entre a germinação das sementes de alface em altas temperaturas a diferentes tratamentos, como maturação de sementes, genótipos, vigor das sementes, condicionamento osmótico, e o uso de reguladores de crescimento específicos, como etileno. Recentemente, foram publicados diversos artigos evidenciando a existência de uma estreita relação entre o enfraquecimento do endosperma, a atividade da enzima endo-β-mananase, a produção de etileno, e a germinação das sementes de alface sob altas temperaturas (Nascimento et al., 1998; Nascimento e Cantliffe, 1998; 1999; Nascimento et al., 1999; Nascimento et al., 2000a; 2000b; 2001; Cantliffe et al., 2000). A identificação de genótipos termotolerantes é importante uma vez que ampliaria as regiões e épocas do ano na produção de alface e, consequentemente, reduziria as perdas na produção.

Os objetivos no presente trabalho foram avaliar a produção e qualidade fisiológica de vinte cultivares comerciais de sementes de alface em condições de altas temperaturas e identificar genótipos de alface termotolerantes.

Material e Métodos

O experimento foi conduzido no Campo Experimental e no Laboratório de Sementes da Embrapa Hortaliças, Brasília - DF, no período de setembro de 2006 a junho de 2007.

Sementes de alface das cultivares Itapuã 401 (ISLA), Mimosa - Salad Bowl (ISLA), Mimosa Vermelha (ISLA), Regina de Verão (ISLA), Crespa Grand Rapids - TBR (ISLA), Hanson (ISLA), Vitória de Verão (ISLA), Vitória Verdinha (Hortivale), Simpson (Hortivale), Saia Veia (Hortivale), Crespa Cristina (Hortivale), Americana Irene (Hortivale), Hortência (Hortec), Renata (Hortec), Karla (Hortec), Danielle (Hortec), Mimosa Salad (Topseed), Camila (Topseed), Regina 500 (Topseed) e Cubana (germoplasma da Embrapa Hortaliças), foram utilizadas nos estudos.

Estudo 1: Qualidade fisiológica das sementes adquiridas nas empresas de sementes

As sementes recebidas destas empresas foram submetidas ao teste de germinação conduzido com quatro repetições de 50 sementes distribuídas sobre duas folhas de papel mata borrão, umedecido com água destilada, na proporção de 2,5 vezes a massa do papel seco, dispostas em caixas plásticas tipo "gerbox", mantidas em germinador a temperatura constante de 20 °C, 27,5 °C e 35 °C, na presença de luz ininterrupta. O substrato foi umedecido sempre que necessário. A avaliação da porcentagem de germinação foi realizada aos quatro e sete dias após a instalação do teste (Brasil, 2009). Sendo consideradas como germinadas as sementes com emissão da raiz primária.

Estudo 2: Produção e qualidade de sementes produzidas na Embrapa Hortaliças

As sementes das vinte cultivares foram utilizadas para multiplicação com avaliação da produção dessas cultivares, uma vez que as sementes não tinham sido produzidas sob as mesmas condições e provavelmente não tinham a mesma idade e consequentemente a mesma qualidade inicial, o que poderia vir a afetar os resultados posteriores. Soma-se a isso, o interesse em se ter maiores informações sobre a produção de sementes de diferentes cultivares de alface, em cultivo de vaso e em condições de cultivo protegido. Assim, as sementes de todas as cultivares foram semeadas no mesmo dia, em 26 de outubro de 2006 em bandejas multicelulares de poliestireno expandido (isopor) de 200 células, contendo substrato comercial PlantMax©. As bandejas foram mantidas em telado. Foram realizadas adubações foliares com nitrogênio (1 g de uréia e 2 g de sulfato de amônia por L de água) e com micronutrientes (3 g de formulação por L de água); ambas foram realizadas semanalmente. Aos 40 dias após a semeadura, dez mudas de cada cultivar, foram transplantadas para vasos de 5 litros, contendo solo autoclavado, misturado com casca de arroz carbonizada (50% + 50%), e mantidos em telado sob ambiente protegido, com sistema de irrigação por gotejamento. Foram realizadas três aplicações de inseticida com intervalos regulares de seis dias entre cada aplicação, no controle de mosca branca. Aos 19 dias após o transplantio foi realizada adubação de cobertura com sulfato de amônia e superfosfato de amônia.

Foram avaliados a porcentagem de plantas que iniciaram no mesmo período as fases de pendoamento (número de plantas com pendão / número de plantas x 100), o florescimento (número de plantas florescidas / número de plantas x 100) e a colheita (número de plantas colhidas / número de plantas x 100), com a contagem de dias após a semeadura (DAS).

A colheita foi realizada cortando-se o pendão na qual já estava com a maioria das hastes florais com sementes formadas. Estas foram colocadas em embalagens de papel e levadas a uma sala de pré-secagem, por quatro dias à temperatura de 32 °C. Após esse período, foi realizada a limpeza, separando a palha das sementes, com auxílio de peneiras e de um soprador pneumático.

As sementes beneficiadas foram submetidas às seguintes determinações: produção de sementes - estimada a partir da massa de sementes obtidas por planta de cada cultivar; massa de 100 sementes - efetuada com quatro repetições de 100 sementes, em balança de precisão com três casas decimais; germinação - conduzida conforme a metodologia já descrita no Estudo 1; primeira contagem - realizada juntamente com o teste de germinação, contabilizando-se o número de sementes germinadas no quarto dia após o início do teste.

O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado com quatro repetições e as comparações de médias realizadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade, transformando-se os dados de porcentagem em arc sen (x/100)^1/2.

Resultados e Discussão

Estudo 1: Qualidade fisiológica das sementes adquiridas nas empresas de sementes

As sementes de alface adquiridas nas empresas de sementes apresentaram alto porcentual de germinação na temperatura favorável para a espécie, ou seja, 20 °C (Tabela 1). Com exceção da cultivar Simpson, todas as demais apresentaram germinação superior a 90% (Tabela 1). Vale ressaltar que as cultivares em estudo apresentaram germinação acima do padrão mínimo de comercialização para esta espécie, que é de 80% (Brasil, 1986). Sementes de alface germinam em temperaturas próximas a 0 °C, porém as temperaturas na faixa de 18 a 21 °C são as mais indicadas. A temperatura mais favorável e recomendada para a germinação de sementes da maioria dos genótipos de alface é de 20 ºC (AOSA, 1983).

A 27,5 ºC, as cultivares Itapuã, Mimosa Vermelha, Crespa Grand, Vitória de Verão, Saia Veia, Americana Irene, Hortência, Renata e Camila, mantiveram a germinação igual ou acima de 90% (Tabela 1). No entanto, as cultivares Hanson, Karla, Mimosa Salad e Regina 500 apresentaram baixa germinação, isto é, inferior a 55% (Tabela 1). Já a 35 ºC, as cultivares Vitória de Verão, Camila e Vitória Verdinha, apresentaram germinação de 98%, 93% e 82%, respectivamente (Tabela 1), permitindo identificar, portanto, como as cultivares mais tolerantes para a germinação a altas temperaturas. Em estudos realizados por Nascimento e Pereira (2002), avaliando a germinação de sementes de alface sob altas temperaturas, foram observadas diferenças entre as cultivares. A germinação de sementes de alface é extremamente dependente da temperatura, e sob condições de altas temperaturas, a germinação da maioria dos genótipos pode ser errática ou completamente inibida (Nascimento, 2003). O mecanismo de ação da germinação de sementes de alface em altas temperaturas parece estar relacionado com o enfraquecimento do endosperma, o qual não permite o crescimento do embrião (Nascimento, 2003).

Estudo 2: Produção e qualidade de sementes produzidas na Embrapa Hortaliças

O desenvolvimento das plantas foi significativamente distinto de uma cultivar para outra. As fases de desenvolvimento das plantas após a semeadura foram, em média, 85 dias para o pendoamento, 93 dias para o florescimento, 103 dias para a antese, 120 dias para sementes formadas e 127 dias para a colheita. As cultivares Crespa Grand e Simpson foram as mais precoces para o pendoamento, com 75 dias (Tabela 2).

A cultivar Crespa Grand iniciou seu florescimento com 87 dias (Tabela 2), mas teve a abertura das flores no período médio de 95 dias, juntamente com as cultivares Regina de Verão, Hanson, Simpson, Crespa Cristina, Hortência, Karla, e Cubana (Tabela 2). Segundo Viggiano (1990), a temperatura é o fator mais importante para o florescimento da alface e que temperaturas acima de 20 ºC estimulam o pendoamento, que se acentua à medida que a temperatura cresce, de modo que dias longos associados às temperaturas elevadas, aceleram o processo. No período de 17 de janeiro a 30 de janeiro, em que ocorreu o pendoamento e o florescimento com a antese dessas cultivares citadas, a média de temperatura máxima dentro do telado foi de 39 ºC (Figura 1). No período de 09 de fevereiro a 12 de maio, a temperatura teve sua variação média máxima em 39,3 ºC dentro do telado, e nesse período, ocorreu a maturação das sementes e a colheita (Figura 1).

A partir de 105 dias após a semeadura, já haviam sementes formadas nas plantas das cultivares Crespa Grand, Hanson e Simpson, que foram colhidas com 108 dias, mas para a maioria das cultivares a colheita foi encerrada aos 136 dias (Tabela 2). O ciclo das alfaces cultivadas no Brasil, para a produção de sementes, varia em função do clima, cultivar e local, podendo alcançar 120 a 170 dias. Em cultivo protegido, esse período pode reduzir para 100 a 120 dias (Menezes et al., 2001).

A cultivar Americana Irene teve seu desenvolvimento bastante lento, comparativamente as demais cultivares estudadas, pois teve o início de seu pendoamento aos 98 dias e o término de sua colheita aos 158 dias após a semeadura. Apesar de ter apresentado a maior massa de 100 sementes, a produção por planta foi a mais baixa (Tabela 3), que pode ser explicado pelas características morfológicas da planta que dificultam a produção de sementes, tendo em vista abertura da cabeça, que impede a emissão do pendão floral. Esse fator acarreta em uma menor produção de semente por planta, que pode ser solucionada com tratos culturais adequados, como por exemplo, corte da cabeça previamente, para a emissão do pendão.

As cultivares Americana Irene, Mimosa Salad, Danielle e Regina 500 apresentaram as menores produtividades de sementes. Segundo Viggiano (1990), a produtividade média da cultivar é de 270 kg ha^-1 e os valores obtidos da produção na Embrapa Hortaliças foi de 463 kg ha^-1 (6,62 g planta^-1), considerando 70.000 plantas ha^-1. As cultivares Crespa Cristina, Itapuã e Saia Veia tiveram os maiores rendimentos de produção de sementes por planta, com 17,56 g, 16,25 g e 15,20 g, respectivamente (Tabela 3). A média de produtividade das 20 cultivares foi de 10,26 g planta^-1.

A massa de 100 sementes atingiu média de 0,090 g, tendo a cultivar Americana Irene apresentado a maior massa de 100 sementes, com 0,120 g e a cultivar Regina 500 a menor, com 0,074 g (Tabela 3).

Na Tabela 4, encontram-se os resultados de germinação obtidos para as sementes das vinte cultivares de alface produzidas na Embrapa Hortaliças. Nota-se que no teste de germinação a 20 °C, as cultivares Vitória de Verão, Regina 500 e Cubana não atingiram o padrão mínimo de comercialização. As condições ambientais oferecidas para as plantas no momento da maturação das sementes podem ter causado danos à qualidade fisiológica das sementes dessas cultivares.

Na temperatura de 27,5 ºC a germinação foi significativamente reduzida, sendo que as sementes das cultivares Cubana, Renata e Danielle apresentaram alta germinação, com 98%, 93% e 90%, respectivamente (Tabela 4).

O estresse provocado pela alta temperatura durante o teste de germinação a 35 °C foi drástico às sementes de alface produzidas nas condições da Embrapa Hortaliças (Tabela 4). A baixa germinação verificada nesta temperatura pode estar relacionada às condições climáticas que estas plantas foram expostas durante a fase de desenvolvimento e maturação das sementes. As cultivares Regina de Verão e Regina 500 apresentaram os melhores resultados, entretanto, germinaram apenas 11% e 10%, respectivamente. Diferentes mecanismos têm sido propostos para a baixa germinação das sementes de alface em condições de altas temperaturas (Nascimento, 2002).

De modo geral, constatou-se que a germinação das sementes em condições de altas temperaturas foi superior para as sementes produzidas pelas diferentes empresas em relação às produzidas nas condições da Embrapa Hortaliças. Muito provavelmente, as sementes oriundas das empresas não foram produzidas sob as mesmas condições ambientais. Fatores ambientais durante a maturação das sementes de alface influenciam acentuadamente a temperatura limite de germinação. Durante o desenvolvimento das sementes, a temperatura pode afetar subsequentemente a germinação (Gray et al., 1988; Drew e Brocklehurst, 1990; Steiner e Opoku-Boateng, 1991). Dessa forma, as condições ambientais na Embrapa Hortaliças, durante o período de produção das sementes, e mais especificamente, durante a maturação das sementes, talvez não tenham sido as mais adequadas para aquisição de maior tolerância à posterior germinação em altas temperaturas para as cultivares em estudo.

Pelas informações obtidas não foi possível determinar uma cultivar específica capaz de apresentar sementes com capacidade de germinação satisfatória em altas temperaturas, mas os genótipos Vitória de Verão e Camila poderiam ser utilizados como fonte genética de tolerância à germinação em uma faixa ampla de temperaturas. Condições ambientais sofridas pela planta mãe durante o processo de maturação das sementes também devem ser avaliadas.

Conclusões

Os genótipos Vitória de Verão e Camila são termotolerantes, apresentando germinação acima de 90% nas temperaturas favorável e crítica máxima. Estes genótipos poderiam ser utilizados como fonte genética de tolerância à germinação em uma faixa ampla de temperaturas.

O aumento da temperatura durante a incubação, principalmente para 35 ºC, reduz a germinação das sementes da maioria das cultivares, sendo mais evidente naquelas sementes produzidas em Brasília, possivelmente devido às condições ambientais que as plantas mãe foram submetidas durante o processo de maturação das sementes.

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Submetido em 01/11/2010

Aceito para publicação em 20/05/2011

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  01 Out 2012
• Data do Fascículo
  2012

Histórico

• Recebido
  01 Nov 2010
• Aceito
  20 Maio 2011