Efeito da secagem e de diferentes temperaturas na germinação de sementes de Protium widgrenii Engler

Effect of the drying and different temperature on germination of Protium widgrenii Engler seeds

CIÊNCIAS AGRÁRIAS

Efeito da secagem e de diferentes temperaturas na germinação de sementes de Protium widgrenii Engler

Effect of the drying and different temperature on germination of Protium widgrenii Engler seeds

Marina Seiffert^I; Amauri Alves Alvarenga^II; Renato Mendes Guimarães^III; Evaristo Mauro de Castro^III; Maria das Graças Cardoso^III; Renato Paiva^III; Sara Dousseau^IV; Carlos Vinicio Vieira^IV

^IMestranda em Agronômia/Fisiologia Vegetal Universidade Federal de Lavras/UFLA Cx. P. 3037 37.200-000 Lavras, MG

^IIProfessor Titular do Departamento de Biologia Universidade Federal de Lavras/UFLA Cx. P. 3037 37.200-000 Lavras, MG [e-mail]

^IIIProfessores Adjunto dos Departamentos de Agricultura, Biologia e Química Universidade Federal de Lavras/UFLA Cx. P. 3037 37.200-000 Lavras, MG

^IVGraduandos em Agronômia Universidade Federal de Lavras/UFLA Cx. P. 3037 37.200-000 Lavras, MG

RESUMO

Protium widgrenii Engler (Burseraceae) conhecida como almecega-vermelha, é uma espécie nativa, ocorrendo desde Minas Gerais até o Rio Grande do Sul, em quase todas as formações florestais e considerada de grande utilidade para plantios mistos destinados à recomposição de áreas degradadas de preservação permanente. Objetivou-se com este trabalho estudar o efeito da dessecação e de diferentes regimes térmicos sob a germinação de suas sementes. Foram utilizadas sementes com umidade inicial de 51% e sementes dessecadas a 13% de umidade, as quais foram submetidas a um pré-tratamento a frio (5ºC/24 horas) e, posteriormente distribuídas em três rolos de papel germtest, em câmaras de germinação do tipo BOD e em diferentes temperaturas (15; 25; 35ºC constantes e escuro e, 30-20ºC, D/N.). Sementes com 51% de umidade apresentaram maior germinação a 25ºC e menor a 35ºC, com menor IVG a 15ºC e o maior a 25ºC. Com a dessecação a 13% de umidade, as sementes a 15ºC apresentaram menores IVG e germinação. A porcentagem final de germinação a 15ºC foi maior em sementes com 51% de umidade e IVG menor a 25ºC em sementes dessecadas.

Termos para indexação: Sementes, germinação, dessecação, temperatura.

ABSTRACT

Protium widgrenii Engler (Burceraceae) known as "almecega-vermelha", is a native species that occurs in many forest formations Minas Gerais to Rio Grande do Sul and is considered usefull in mixed plantings used for restoration of depleted areas of permanent preservation. The objective of this work was to study the effect of dessecation and the different termic regimes on seed germination. Were used seed with initial humidity of 51% and seeds dessecated until 13% humidity, were submitted to a cold pre-treatment (5ºC/24 hours) and distributed in three rolls of germtest paper and maintained in a germination chamber, type BOD under different temperatures (15, 25, 35ºC constant, dark and 30-20ºC, Day/Night. Seeds with 51% humidity presented higher and lower germination at 25ºC and 35ºC and higher and lower IVG at 25ºC and 15ºC, respectively. Using dessecation at 13% humidity, the seeds at 15ºC showed the lowest IVG and germination. Final germination percentage at 15ºC was higher in seeds with 51% humidity and lower IVG at 25ºC in desseccted seeds.

Index terms: Seeds, germination, dessecation, temperature.

INTRODUÇÃO

Protium widgrenni Engler (Burseraceae), conhecido popularmente como almecega-vermelha, é uma espécie que ocorre em quase todos os ecossistemas florestais (cerrado e mata ciliar), desde Minas Gerais até o Rio Grande do Sul (KLEIN, 1978; VARANDA, 1995). A importância da espécie é vista no plano ecofisiológico, podendo ser utilizada na recomposição de áreas degradadas e de preservação permanente em composições mistas (OLIVEIRA FILHO et al., 1994).

Não foram encontradas na literatura informações relativas à propagação de Protium widgrenni Engler. Entretanto, para Protium heptaphyllum (Aubl.) March e Protium spruceanum (Benth.) Engler, a taxa de germinação geralmente é baixa, constituindo um grande entrave para a propagação e posterior produção de mudas em larga escala e, segundo Lorenzi (1992), o desenvolvimento das plantas no campo é considerado de moderado a rápido.

A germinação é considerada um dos mais importantes estádios do biociclo vegetal, caracterizada por processos fisiometabólicos de natureza complexa, que levam à retomada do crescimento do eixo embrionário, culminando com a protrusão da radícula através do tegumento da semente (BEWLEY & BLACK, 1994).

Por ser considerada uma fase crítica no contexto geral do desenvolvimento vegetal, inúmeros estudos têm sido conduzidos abrangendo diferentes aspectos fisiológicos e bioquímicos da germinação, associados à dormência, temperatura, luz e reguladores de crescimento (BEWLEY & BLACK, 1994; HERMANSEN et al., 2000; LABOURIAU et al., 1995; NAIDU et al., 2000; PANDEY et al., 2000; PATANÈ, 2000). O estudo da ecofisiologia da germinação permite a compreensão mais precisa dos processos que regulam a longevidade das sementes no solo e o estabelecimento das plantas em condições naturais (VÁZQUEZ-YANES & OROSCO-SEGOVIA, 1987).

O processo de embebição de sementes é o primeiro passo na seqüência de eventos da germinação, o que permite a retomada das atividades metabólicas da semente, culminando com a protrusão radicular. O conhecimento do comportamento do processo de embebição das sementes é de importância fundamental, pois, pode permitir a identificação da presença ou ausência de dormência tegumentar, facilitando a adoção de tratamentos pré-germinativos, tais como condicionamento osmótico, pré - hidratação, bem como uso de fitorreguladores (Pinho et al., 2003).

Em relação à temperatura, essa constitui num dos principais fatores de controle da germinação de sementes na natureza, sendo o conhecimento das temperaturas cardeais de fundamental importância para o entendimento da ocorrência das espécies de plantas (LABOURIAU & AGUDO, 1987). Inúmeros trabalhos vêm demonstrando ser este um dos fatores responsáveis não somente pela velocidade de germinação como também pelo percentual final de germinação (GODOI & TAKAKI, 1996; TIGABU & ODEM, 2001). Sementes de diferentes espécies e classificação ecológica apresentam respostas diferenciais à temperatura do meio de germinação (BENVENUTI et al., 2001; CASTELLANI & AGUIAR, 2001; RAJPUT & TIWARI, 2001; TIGABU & ODEM, 2001).

Sementes utilizadas para a produção de mudas devem ser mantidas íntegras e viáveis, sobretudo quando a semeadura não ocorre imediatamente após a maturação e colheita. Entre as espécies florestais, na maioria das vezes, torna-se difícil preservar a viabilidade e o vigor das sementes; por isso, fatores como temperatura e umidade devem ser considerados durante o armazenamento, visando prolongar a longevidade e a sua viabilidade (ALVARENGA, 1987; CORRÊA, 1997; OLADIRAN & AGUNBIADE, 2000; RAMOS, 1980). Nesse contexto, a secagem apresenta-se como uma exigência para garantir a qualidade da semente durante o armazenamento. Entretanto, esta deve ser precisa e conduzida de forma criteriosa, em função dos níveis de umidade que a espécie em questão tolera (CARVALHO, 2000).

De acordo com o nível de tolerância dessas sementes à dessecação, elas podem ser classificadas como ortodoxas, recalcitrantes e intermediárias (KRAAK, 1993; ROBERTS, 1973). As sementes ortodoxas podem ser seguramente desidratadas a baixos níveis de umidade, geralmente, em média, a 5%. De maneira geral, a longevidade das sementes ortodoxas aumenta com a redução do teor de umidade. Sob baixas temperaturas e umidade relativa, as sementes ortodoxas podem ser armazenadas por muitos anos, sem que haja perdas significativas de viabilidade.

As sementes recalcitrantes são sensíveis à dessecação e baixas temperaturas, apresentando, em geral, um alto teor de umidade. Portanto, a longevidade das sementes recalcitrantes é relativamente curta. Em adição, torna-se difícil o estabelecimento de protocolos de armazenamento que venham a proporcionar a manutenção da integridade estrutural e viabilidade dessas sementes (KUNDU et al., 2003; SUN & LIANG, 2001; VARGHESE & NAITHANI, 2000; VARGHESE et al., 2002).

Uma terceira categoria de sementes, de comportamento intermediário, pode sobreviver sob secagem moderada, geralmente até um limite de 12% de umidade. Essas sementes podem ser armazenadas por um tempo razoável, desde que as condições do ambiente e de embalagens sejam bem definidas.

Com este trabalho, objetivou-se estudar o efeito da secagem e de diferentes temperaturas na germinação das sementes de Protium widgrenii Engler, visando desenvolver protocolos de germinação para esta espécie, além de fornecer subsídios para estudos posteriores de armazenamento.

MATERIAL E MÉTODOS

O presente trabalho foi conduzido no Laboratório de Crescimento e Desenvolvimento de Plantas, Setor de Fisiologia Vegetal, do Departamento de Biologia da Universidade Federal de Lavras, MG.

Frutos de Protium widgrenii foram colhidos na época da dispersão (novembro, 2001), em dez plantas matrizes, localizadas em área de cerrado no município de Lavras, região sul do Estado de Minas Gerais, a 918 m de altitude, latitude 21º14' S e longitude 45º GRW. Posteriormente, os frutos foram transferidos para beneficiamento em laboratório, para a retirada do epicarpo e mesocarpo, selecionando-se apenas aquelas sementes com endocarpo de coloração marrom-escuro.

Teor de umidade das sementes

Após o processamento dos frutos, foi determinada a umidade das sementes pelo método da estufa a 70ºC por 72 horas, utilizando-se três amostras de 10 sementes cada. O valor percentual de umidade foi obtido com base na média das pesagens das massas fresca e seca das amostras, sendo o teor de umidade calculado pela expressão:

Teor de umidade (%) = [(massa fresca massa seca) / massa fresca] x100

Teste de Tetrazólio

O teste de Tetrazólio foi realizado nas sementes com 51% de umidade, utilizando-se três repetições de 10 sementes cada. As sementes foram pré-embebidas por 24 horas em água destilada a 5ºC e posteriormente seccionadas longitudinalmente. Descartou-se cerca de 70% dessas sementes, cujo embrião encontrava-se ausente, apresentando apenas o tegumento membranáceo. As restantes foram colocadas em pequenos béqueres no escuro a 30ºC, contendo 10 mL de solução de 2,3,5 trifenil cloreto de Tetrazólio a 0,5% por 3 horas, devidamente envoltos com papel alumínio. Após o período de exposição, a solução foi drenada e as sementes lavadas em água corrente para posterior avaliação. Foram consideradas viáveis as sementes cujo embrião coloriu-se completamente de rosa-claro.

Efeito da secagem e das temperaturas

Sementes com umidade inicial de 51% foram submetidas à secagem sob condições ambientais de laboratório. A umidade e temperatura do ambiente foram registradas com auxílio de um termohigrógrafo, cujos valores registraram, em média, 60% de umidade relativa (UR) e temperatura de 25 ± 2ºC. As sementes foram pesadas a cada duas horas, até atingirem peso correspondente a 13% de umidade. Nas pesagens, foi utilizada uma balança analítica digital com precisão de miligramas, sendo os cálculos realizados de acordo com a fórmula para teor de umidade descrita anteriormente. A testemunha utilizada foi constituída por sementes não submetidas à secagem, com umidade de 51%.

Antes de submeterem-se as sementes a diferentes temperaturas de germinação foi imposto um pré-tratamento determinado por testes preliminares (dados não apresentados), em que estas foram submersas em água destilada por 24 horas a uma temperatura de 5ºC.

Posteriormente a este pré-tratamento a frio, as sementes foram distribuídas em três rolos de papel germtest, colocados em béqueres na posição vertical, contendo uma lâmina de água destilada e cobertos com sacos plásticos para manutenção da umidade. Cada béquer foi em seguida colocado em câmaras de germinação do tipo BOD, em diferentes temperaturas (15ºC, 25ºC, 35ºC constantes e no escuro e, ainda um regime de 30-20ºC sob fotoperíodo de 16h).

Todos os experimentos foram conduzidos seguindo-se um delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial de 4 x 2 (quatro regimes térmicos com e sem secagem), com três repetições de 50 sementes cada. O critério para germinação foi a protrusão de 1 mm de radícula. Foram realizadas contagens diárias, sendo avaliados a porcentagem final de germinação e o índice de velocidade de germinação (IVG) com base apenas nos 30% de sementes viáveis, ou seja, aquelas que apresentaram embriões completamente formados. A análise estatística foi realizada mediante o uso do programa estatístico SISVAR (FERREIRA, 1999). Os dados de germinação foram transformados em arco seno (x/100)^0,5 e o índice de velocidade de germinação em (x + 0,5)^0,5 (BARLETT, 1936; ZAR, 1999). Foi realizada a análise de variância e as médias foram comparadas pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Teste de Tetrazólio

Pelo teste de Tetrazólio, foi observado que 100% das sementes mostraram-se viáveis, pois todas elas apresentaram coloração rosa-claro uniformemente distribuído por todo o embrião. O teste de Tetrazólio é bastante rápido e muito utilizado para estimar a viabilidade em diferentes lotes de sementes, entretanto, ele não leva em consideração as adversidades ambientais, tais com microrganismos, que podem ter ação deletéria sobre a porcentagem final de germinação (KRZYZANOWISKI et al., 1999).

Efeito da secagem e da temperatura

Na Figura 1, são apresentados os resultados relativos à porcentagem de germinação das sementes sob diferentes regimes térmicos. As sementes apresentaram comportamento diferenciado em relação aos regimes térmicos testados e em função do seu teor de umidade. Sementes com 51% de umidade apresentaram maior germinação a 25ºC (80%) e menor a 35ºC (54%), enquanto a 15ºC e 20-30ºC, as porcentagens de germinação não diferiram dos demais regimes térmicos, sendo ambos, 67%. Após a dessecação ao nível de 13% de umidade, as sementes apresentaram menor germinação a 15ºC (37%) e, os demais regimes térmicos, conduziram as maiores porcentagens, embora não tenham diferido estatisticamente entre si.

Com relação ao IVG (Figura 2), pode ser observado que as sementes com 51% de umidade apresentaram o menor valor a 15ºC (1,07) e o maior a 25ºC (1,52). Por outro lado, a 35ºC (1,31) e 20-30ºC (1,28) não diferiram dos demais regimes térmicos testados. Em sementes dessecadas a 13% de umidade, o menor IVG também foi a 15ºC (0,86) e os demais regimes térmicos não diferiram estatisticamente entre si.

Comparando-se a porcentagem final de germinação entre as sementes com 51% de umidade e com 13%, pode-se verificar que a 15ºC a porcentagem final de germinação foi maior em sementes não submetidas ao dessecamento. Algumas sementes, como as de Phaseolus vulgaris L. e Zea mays L., quando intensamente desidratadas são embebidas em água, podem sofrer danos irreparáveis no sistema de membranas, o que leva a lixiviação de conteúdo celular, prejudicando, conseqüentemente a germinação (CORBINEAU et al., 2000; FERREIRA & BORGHETTI, 2004; Parmmenter et al., 2000; WALTERS et al., 2001). Segundo Wolk et al. (1989), esses danos aumentam a baixas temperaturas. Por outro lado, quando sementes desidratadas são colocadas para germinarem em temperaturas mais elevadas, elas conseguem reorganizar mais rapidamente a estrutura das membranas, perdendo, portanto, menor conteúdo celular por lixiviação (FERREIRA & BORGHETTI, 2004).

Quando as sementes foram dessecadas a 13% de umidade e germinadas a 25ºC, houve uma redução significativa no IVG, quando comparadas com sementes com 51% de umidade, na mesma temperatura, indicando que houve perda de vigor com a dessecação. Esse comportamento, aliado à redução na germinação a 15ºC, poderá caracterizar um comportamento tipicamente recalcitrante (FERREIRA & BORGHETTI, 2004).

Considerando-se as diferentes temperaturas avaliadas durante o processo germinativo das sementes de Protium widgrenii, pôde-se verificar que a espécie em questão apresenta alta porcentagem de germinação e IVG a 25ºC constante, sendo essa temperatura a mais indicada. Resultados semelhantes foram obtidos por Miranda & Ferraz (1999), estudando o efeito de temperaturas constantes entre 10ºC e 35ºC sobre a germinação de sementes de Maquira sclerophylla (Ducke) C.C. Berg. Estes autores verificaram que a emissão da radícula aconteceu entre 15ºC e 35ºC, com os maiores percentuais de germinação ocorrendo entre 25ºC e 35ºC. Godoi & Takaki (1996) observaram que as sementes de Cecropia hololeuca Miq apresentaram maior porcentagem final de germinação a 25ºC, havendo inibição em temperaturas superiores a 35ºC e inferiores a 25ºC. Resultados semelhantes foram obtidos por Alvarenga Neto et al. (2003) em Acacia polyphylla DC.. Em duas espécies de Albizia, temperaturas de 20º e 25ºC proporcionaram maiores porcentagens e velocidade de germinação (TIGABU & ODEM, 2001).

Baixas temperaturas podem não somente reduzir a porcentagem de germinação, como também retardar o processo, devido à redução das atividades enzimáticas envolvidas no metabolismo da semente (BEWLEY & BLACK, 1994; SIMON et al., 1976). Segundo Scatena et al. (1996), a correlação positiva entre porcentagem e velocidade de germinação das sementes garante o sucesso na obtenção e no estabelecimento de novas plântulas.

Por outro lado, sob temperaturas mais altas, a velocidade de absorção de água e as atividades enzimáticas tornam-se mais elevadas, fazendo com as sementes germinem mais rapidamente (CARVALHO & NAKAGAWA, 2000). Entretanto, podem ser prejudiciais à germinação de algumas espécies, provavelmente por causarem desnaturação de proteínas essenciais ao processo germinativo. Segundo Andrade et al. (2002), sementes de Pouteria campechiana (Kunth) Baehni submetidas a uma faixa térmica entre 15º e 40ºC, apresentavam menores porcentuais de germinação a temperaturas superiores a 35ºC.

Segundo Bewley & Black (1994), sementes de diferentes espécies apresentam grande variação no comportamento quanto à temperatura de germinação, apresentando uma faixa ótima, situada entre as temperaturas da época propícia à germinação no hábitat natural (BASKIN & BASKIN, 1992; TEKETAY, 1998; VILLALOBOS & PELÀEZ, 2001). A variabilidade de respostas quanto ao requerimento de temperatura é um reflexo da adaptação das espécies ao ambiente de ocorrência (THOMPSON, 1970).

CONCLUSÕES

Sementes de Protium widgrenii apresentam cerca de 70% de sementes mal formadas, devendo ser consideradas apenas 30% viáveis em estudos de germinação e para a produção de mudas.

A temperatura ótima para a germinação dessa espécie, tanto em sementes com 51% de umidade quanto desidratadas a 13%, foi 25ºC, proporcionando maiores porcentagens de germinação e IVG.

Sementes da espécie em estudo apresentam comportamento típico recalcitrante, pois tiveram seu porcentual de germinação e IVG reduzidos com a dessecação.

(Recebido para publicação em 26 de novembro de 2003 e aprovado em 22 de abril de 2005)

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  18 Ago 2008
• Data do Fascículo
  Fev 2006

Histórico

• Aceito
  22 Abr 2005
• Recebido
  26 Nov 2003