Condicionamento fisiológico e níveis de sombreamento em sementes de barbatimão (Stryphnodendron polyphyllum (Mart.) e S. adstringens (Mart.) Coville)

Physiological conditioning and shade intensities on barbatimão (Stryphnodendron polyphyllum (Mart.) e S. adstringens (Mart.) Coville) SEEDS

Resumos

A dificuldade técnica devida à ocorrência de dormência das sementes é um entrave para a produção de mudas de espécies nativas em programas de recomposição de áreas degradadas do Cerrado. Objetivou-se com este trabalho avaliar o efeito do condicionamento fisiológico e do sombreamento na qualidade de sementes de duas espécies de barbatimão (Stryphnodendron polyphyllum e S. adstringens). Foram utilizados os seguintes tratamentos pré-germinativos: 1) PEG -1,0 MPa; 2) PEG -1,0 MPa+ KNO3 -1,0 MPa; 3) PEG -0,5 MPa; 4) PEG -0,5 MPa + KNO3 -0,5 MPa; 5) KNO3 -1,0 MPa; 6) Água deionizada; e 7) sementes que não receberam nenhum tratamento pré-germinativo (testemunha). Durante os tratamentos pré-germinativos, as sementes permaneceram incubadas em B.O.D. regulada na alternância de 20/30 ºC, durante 24 h, e em seguida semeadas em bandejas de células com Plantmax® mantidas em quatro níveis de sombreamento (pleno sol, 30%, 50% e 70%) com quatro repetições de 20 sementes. O condicionamento fisiológico com água de sementes de S. polyphyllum e S. adstringens e posterior semeadura em ambiente sombreado de 50 a 70% são eficientes para obter emergência rápida e elevada, maior altura e massa seca das plântulas. As sementes de S. polyphyllum podem ser osmocondicionadas com PEG 1,0 e PEG -0,5 MPA se a semeadura for realizada sob 30% de sombra. Entretanto, a semeadura de S. polyphyllum e S. adstringens não deve ser realizada a pleno sol.

Cerrado; Emergência de plântulas; Polietileno glicol

Condicionamento fisiológico e níveis de sombreamento em sementes de barbatimão (Stryphnodendron polyphyllum (Mart.) e S. adstringens (Mart.) Coville)

Physiological conditioning and shade intensities on barbatimão (Stryphnodendron polyphyllum (Mart.) e S. adstringens (Mart.) Coville) SEEDS

Silvana de Paula Quintão Scalon^I; Tathiana Elisa Masetto^II; Daiany Sampaio Carnaúba de Matos^III; Leandro Motta^IV

^I Universidade Federal da Grande Dourados. E-mails: <[e-mail]>

^II Universidade Tecnológica Federal do Paraná. E-mail: <[e-mail]>

^III Universidade Federal da Grande Dourados. E-mails: <[e-mail]>

^IVUniversidade Federal da Grande Dourados. E-mails: <[e-mail]>

RESUMO

A dificuldade técnica devida à ocorrência de dormência das sementes é um entrave para a produção de mudas de espécies nativas em programas de recomposição de áreas degradadas do Cerrado. Objetivou-se com este trabalho avaliar o efeito do condicionamento fisiológico e do sombreamento na qualidade de sementes de duas espécies de barbatimão (Stryphnodendron polyphyllum e S. adstringens). Foram utilizados os seguintes tratamentos pré-germinativos: 1) PEG -1,0 MPa; 2) PEG -1,0 MPa+ KNO₃ -1,0 MPa; 3) PEG -0,5 MPa; 4) PEG -0,5 MPa + KNO₃ -0,5 MPa; 5) KNO₃ -1,0 MPa; 6) Água deionizada; e 7) sementes que não receberam nenhum tratamento pré-germinativo (testemunha). Durante os tratamentos pré-germinativos, as sementes permaneceram incubadas em B.O.D. regulada na alternância de 20/30 ^oC, durante 24 h, e em seguida semeadas em bandejas de células com Plantmax® mantidas em quatro níveis de sombreamento (pleno sol, 30%, 50% e 70%) com quatro repetições de 20 sementes. O condicionamento fisiológico com água de sementes de S. polyphyllum e S. adstringens e posterior semeadura em ambiente sombreado de 50 a 70% são eficientes para obter emergência rápida e elevada, maior altura e massa seca das plântulas. As sementes de S. polyphyllum podem ser osmocondicionadas com PEG 1,0 e PEG -0,5 MPA se a semeadura for realizada sob 30% de sombra. Entretanto, a semeadura de S. polyphyllum e S. adstringens não deve ser realizada a pleno sol.

Palavras-chave: Cerrado; Emergência de plântulas; Polietileno glicol.

ABSTRACT

The technical difficulty to obtain seedlings due to seed dormancy is an obstacle in the production of native species in the recovery of Brazilian Savannah degraded areas programs. Thus, the objective of the present study was to evaluate the effect of physiological conditioning and shading on seed quality of two species of barbatimão (Stryphnodendron polyphyllum and Strypnhodendron adstringens). Seeds were soaked in seven conditions: 1) PEG -1.0 MPA; 2) PEG -1.0 MPA+ KNO3 -1.0 MPA; 3) PEG -0.5 MPA; 4) PEG -0.5 MPA + KNO3 -0.5 MPA; 5) KNO3 -1.0 MPA; 6) distillate water and 7) without soaking (control). During the treatments, the seeds remained incubated in BOD 20/30 ºC for 24 h, then they were sown in cell trays containing Plantmax®, and maintained under four shading levels (full sun, 30%, 50% and 70%) with four repetitions of 20 seeds. After the evaluation of the emergency percentage, the seedlings were transplanted and kept under the same shade levels. The physiological conditioning on water of both species seeds, followed by sowing under 50 to 70% shade, are effective for faster and high emergency, greater height and dry mass of seedlings. S. polyphyllum seeds can be conditioned with PEG -1.0 MPa and PEG – 0.5 MPa if sown under 30% shade. However, seeds from S. polyphyllum and S. adstringens species should not be sown at full sun.

Keywords: Savannah; Seedlings emergency; Polyethylene glycol.

1. INTRODUÇÃO

O Brasil é um dos países com maior diversidade biológica do mundo (SAWYER, 2009). Entretanto, apesar do fato de essa flora possuir grande potencial de utilização, pouca atenção vem sendo dada às espécies nativas, o que pode ser atribuído às dificuldades na obtenção de sementes e à dormência seminal em algumas dessas espécies (ZAIDAN; CARREIRA, 2008).

O Cerrado é um dos ecossistemas mais ameaçados do planeta devido à velocidade de conversão de áreas nativas em áreas antropizadas (KLINK; MACHADO, 2005), e, portanto, a conservação e, ou, a preservação das espécies vegetais nativas remanescentes são urgentes e requerem estudos sobre a germinação e ecofisiologia de suas sementes.

As espécies de barbatimão (Stryphnodendron polyphyllum Mart. e S. adstringens (Mart.) Coville)- FABACEAE) são amplamente distribuídas no Cerrado e possuem significativa importância econômica, com uso madeireiro, farmacológico e industrial, entre outros. São árvores que atingem 4-6 m de altura (LORENZI, 2002; LISBOA et al., 2006) e, apesar de sua comprovada importância, existe a dificuldade de obtenção de mudas dessas espécies devido à presença de dormência tegumentar e germinação desuniforme de suas sementes (MARTINS et al., 2008).

A germinação das sementes é afetada por fatores internos como longevidade e viabilidade e externos como temperatura, luz, água e oxigênio (CARVALHO; NAKAGAWA, 2000). Com o objetivo de reduzir o tempo necessário entre a semeadura e a emergência das plântulas, bem como o aumento da resistência das sementes aos diferentes tipos de estresse ambiental, muitas técnicas têm sido propostas para a realização de tratamentos pré-semeadura (SUNE et al., 2002).

O condicionamento fisiológico é uma técnica de embebição controlada, na qual as sementes permanecem imersas em soluções osmóticas, como os sais NaCl, KNO₃ e MgSO₄; polietilenoglicol (PEG), manitol e sacarose, em temperaturas e períodos definidos, quando absorvem água até atingir o equilíbrio com o potencial osmótico da solução (BRADFORD, 1986; BRAY, 1995). Esses agentes osmóticos simulam a deficiência hídrica sem penetrar no tegumento devido ao tamanho de suas moléculas (VILLELA et al., 1991). Os efeitos do condicionamento fisiológico, frequentemente relatados, proporcionam maior uniformidade e sincronização da germinação, elevados índices de emergência e desenvolvimento das plântulas, mesmo em solos com baixos teores de água, maior taxa de crescimento da parte aérea e rapidez no amadurecimento das plantas (MARCOS FILHO, 2005).

O efeito benéfico do condicionamento fisiológico sobre o desempenho de sementes de hortaliças e outras culturas está bem documentado na literatura. Entretanto, ainda há a necessidade de investigação sobre seus efeitos em grande parte de sementes de espécies florestais, assim como foi relatado em sementes de Miconia condellana Trian. (quaresminha) (BORGES et al., 1994), Adesmia latifolia (Spreng.) Vog. (babosa) (SUNE et al., 2002) e Chorisia speciosa(St. Hil.) (paineira) (FANTI; PEREZ, 2003), proporcionando benefícios na emergência de plântulas.

O estudo do condicionamento fisiológico representa, assim, uma linha de pesquisa das mais promissoras, não obstante vários de seus aspectos ainda não terem sido elucidados, a exemplo dos efeitos da secagem e da possibilidade de reversão dos efeitos dos tratamentos durante o armazenamento das sementes (CÓRDOBA et al., 1995). Apesar dos estudos já realizados e, por consequência, da grande diversidade da flora brasileira, ainda há poucas informações a respeito do condicionamento fisiológico na qualidade das sementes de espécies florestais nativas.

Nesse sentido, o conhecimento sobre a ecofisiologia da germinação e o crescimento inicial das espécies nativas do Cerrado é essencial para a atividade de produção de mudas com qualidade. A sensibilidade das sementes à luz é bastante variável, de acordo com a espécie, havendo sementes cuja germinação seja influenciada positiva ou negativamente pela luz e sementes indiferentes a ela (GONÇALVES et al., 2006).

O objetivo deste trabalho foi avaliar se agentes osmóticos e os níveis de sombreamento influenciam a germinação das sementes e o crescimento inicial das plantas de Stryphnodendron polyphyllum e S. adstringens.

2. MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi realizado entre os meses de fevereiro e julho de 2009, com sementes de duas espécies de barbatimão (Stryphnodendron polyphyllum e S. adstringens) procedentes de 15 matrizes localizadas em Chapadão do Sul, Mato Grosso do Sul (18° 79' S e a 52° 62' W). Após a coleta dos frutos, as sementes de S. polyphyllum e S. adstringens foram levadas ao Laboratório de Nutrição e Metabolismo de Plantas da Universidade Federal da Grande Dourados, Dourados, MS, extraídas manualmente das vagens, acondicionadas em sacos de polietileno e armazenadas em câmara fria com controle de temperatura e umidade relativa (15 °C e 59% UR) até o momento da realização dos experimentos.

Inicialmente, as sementes foram escarificadas com ácido sulfúrico P. A. durante 30 min, lavadas em água corrente, secas superficialmente e submetidas aos seguintes tratamentos pré-germinativos durante 24 h: 1) PEG -1,0 MPa; 2) PEG -1,0 + KNO₃ -1,0 MPa; 3) PEG -0,5 MPa; 4) PEG -0,5 + KNO₃ -0,5 MPa; 5) KNO₃ -1,0 MPa; 6) 0,0 MPa (água); e 7) sementes sem précondicionamento (controle). O cálculo para obtenção da concentração em MPA (megapascal) da solução de polietileno glicol (PEG 6000) foi realizado de acordo com Villela et al. (1991) e a concentração da solução de KNO_3, conforme a equação de Van' t Hoff (HILLEL, 1971). Para a mistura de KNO₃ e PEG 6000, foi desconsiderada a interação entre os dois produtos.

Para o condicionamento fisiológico, as sementes foram pesadas e posicionadas em caixas plásticas (dimensões da caixa) forradas com duas folhas de papel-filtro umedecidas com 15 mL das soluções-teste descritas anteriormente. As caixas permaneceram cobertas com filme plástico para evitar a evaporação das soluções e incubadas em câmaras de germinação do tipo BOD, reguladas na alternância de temperaturas de 20/30 ºC (MARTINS et al., 2008) durante 24 h, com 14 h de luz para a temperatura mais elevada e 10 h de escuro para a temperatura mais baixa. Posteriormente, as sementes foram retiradas da câmara de germinação e lavadas em água corrente para remover o excesso de solução, permanecendo em condições de ambiente de laboratório (25 ± 2 ºC), para o monitoramento até que atingissem o peso inicial apresentado antes do condicionamento fisiológico.

A semeadura foi realizada em bandejas de células com Plantmax^® e mantidas a pleno sol e sob tela de náilon, conhecida comercialmente como "sombrite", com 30, 50 e 70% de sombra, com irrigação diária na forma de microaspersão. A temperatura média fora da casa de vegetação foi de 26,07 ºC e a intensidade luminosa, de 84.000 Lux. Durante 43 dias após a semeadura, foram realizadas as avaliações de emergência para cálculo do Índice de Velocidade de Emergência (IVE) (MAGUIRE, 1962), obtendo-se, depois de 43 dias, a porcentagem de emergência, altura e massa seca (MS) das plântulas.

Para cada espécie, o delineamento estatístico utilizado foi o inteiramente casualizado em esquema fatorial de 7 x 4 (tratamentos pré-germinativos e níveis de luz), com quatro repetições de 20 sementes em cada tratamento. Os dados foram submetidos à análise de variância e, havendo significância, as médias dos tratamentos foram comparadas pelo teste de Tukey a p<0,05, utilizando-se o programa estatístico SANEST (ZONTA et al., 1985).

3. RESULTADOS

Houve interação significativa entre os tratamentos de condicionamento fisiológico e sombreamento para todas as características avaliadas nas duas espécies de Stryphnodendron estudadas. Em ambas as espécies, a semeadura a pleno sol prejudicou a porcentagem de emergência de plântulas (Tabela 1).

A embebição das sementes de S. polyphyllum somente em água proporcionou os maiores resultados de emergência, sendo o único tratamento que apresentou emergência a pleno sol e a maior emergência sob 50% e 70% de sombreamento, com resultados semelhantes aos da germinação das sementes osmocondicionadas em PEG -1,0 ou -0,5 e sob sombrite 30%, que não variaram significativamente entre si (Tabela 1).

De modo geral, quanto menor a intensidade luminosa a que as sementes de S. polyphyllum ficaram expostas, maiores as porcentagens de emergência, resultados que não dependeram da pré-embebição das sementes em soluções osmóticas. As sementes de S. polyphyllum que não foram submetidas aos agentes osmóticos e que somente permaneceram em água apresentaram 65 e 55% de emergência sob sombreamentos de 50% e 70%, respectivamente, não diferindo estatisticamente entre si.

Resultados semelhantes foram encontrados nas sementes de S. adstringens, as quais apresentaram maior emergência a 70% de sombreamento quando osmocondicionadas com PEG -1,0MPa na ausência ou associado com KNO₃ e sob 30% e 50% de sombreamento, sendo embebidas apenas em água (Tabela 1). Independentemente do regime de luz, as sementes de S. polyphyllum e de S. adstringens que não receberam tratamentos pré-germinativos (controle) não apresentaram emergência aos 43 dias após a semeadura.

O índice de velocidade de emergência das sementes de S. polyphyllum e S. adstringens apresentou o mesmo padrão de comportamento da porcentagem de emergência. Sob sombreamento mais intenso, proporcionado pelos sombrites de 50% e 70%, as sementes embebidas apenas em água apresentaram os maiores índices de velocidade de emergência (Tabela 2). Sob 30% de sombreamento, as plântulas demoraram mais para emergir, exceto as sementes de S. polyphyllum osmocondicionadas com PEG -0,5 MPa. O índice de velocidade de emergência de S. adstringens foi maior a 70% de sombreamento, não variando entre os tratamentos de osmocondicionamento, mas sendo maiores que o controle, resultado semelhante ao observado nas sementes sob 50% de sombreamento.

As sementes de S. polyphyllum que não passaram pelo condicionamento osmótico (controle e préembebição em água) e foram semeadas sob 70% de sombreamento apresentaram os maiores resultados de altura (Tabela 3) e massa seca (Tabela 4), com médias que não variaram nos tratamentos de condicionamento, embora os tratamentos com PEG -1,0 + KNO₃ -1,0 MPa e KNO₃ -1,0 MPa tenham mostrado resultados inferiores. De maneira geral, as plântulas de S. adstringens apresentaram maior altura nos três níveis de sombreamento, sendo os tratamentos com PEG -1,0 MPa e PEG -1,0 + KNO₃ -1,0 MPa e água os que proporcionaram maiores alturas de plântulas (Tabela 3).

Sob menor sombreamento (30%), a massa seca das plantas cujas sementes foram osmocondicionadas com PEG –1,0 MPa, PEG -0,5 MPa e PEG -0,5 + KNO₃ –0,5 MPa para S. polyphyllum e com PEG –1,0 MPa, PEG -1,0 MPa + KNO₃ –1,0 MPa e PEG -0,5 + KNO₃ –0,5 MPa em S. Adstringens foi semelhante à das plantas mais sombreadas, o que sugere efeito atenuante do osmocondicionamento em condições de alta disponibilidade de luz e temperatura (Tabela 4). A massa seca de S. adstringens foi maior sob 50% e 70% de sombreamento, embora a pleno sol e a 30% de sombreamento as plântulas apresentaram maior vigor quando as sementes foram embebidas somente em água.

4. DISCUSSÃO

As sementes de S. polyphyllum e S. adstringens apresentaram grande variação de respostas aos tratamentos pré-germinativos utilizados. De maneira geral, os tratamentos com PEG e KNO₃ não proporcionaram incrementos nas características avaliadas quando comparados com a pré-embebição em água, mas exibiram efeitos positivos na emergência e crescimento de plântulas em condições de luminosidade. Os resultados desta pesquisa não corroboram aqueles observados por Kissmann et al. (2010), em que o condicionamento osmótico com PEG -1,0 MPa não alterou significativamente o desempenho fisiológico das sementes de Stryphnodendron obovatum e S. polyphyllum e foi prejudicial ao desenvolvimento de mudas de S. adstringens, embora tenha sido observada maior porcentagem e velocidade de germinação das sementes de S. adstringens e S. polyphyllum.

Embora pertençam ao grupo ecológico das pioneiras, as sementes de S. adstringens e S. polyphyllum mostraram-se sensíveis à elevação da intensidade luminosa. Possivelmente, tais resultados negativos de germinação a pleno sol podem ser devidos ao fato de a alta incidência luminosa no ambiente ter proporcionado elevação drástica da temperatura e, consequentemente, menor disponibilidade de água no solo em razão da evaporação, fator que pode ter dificultado a embebição das sementes e ter sido causa de estresse durante a emergência das plântulas, sendo as sementes de barbatimão sensíveis ao déficit hídrico durante a fase de germinação (MARTINS et al., 2011).

Sob 30% de sombreamento, no entanto, esses efeitos prejudiciais foram amenizados e o condicionamento osmótico, eficiente para as sementes. Possivelmente, em sementes dessas espécies o osmocondicionamento induziu a ocorrência de processos metabólicos que resultaram na emergência e crescimento das plântulas. Diversos trabalhos têm relatado a eficiência da técnica do pré-condicionamento das sementes em soluções osmóticas para assegurar desempenho superior das sementes (REGO et al., 2007; ALBUQUERQUE et al., 2009). De acordo com Bradford (1986), o osmocondicionamento ativa a degradação de reservas, bem como sua translocação e assimilação, permitindo que as sementes alcancem estado metabólico relativamente uniforme quando o fornecimento de água é interrompido.

Os resultados desta pesquisa são semelhantes aos observados na literatura para algumas espécies arbóreas, em que a pré-embebição em PEG 6000 ou em água destilada também aumentou a porcentagem de germinação e o vigor das sementes de Cassia excelsa Schrad. (cássia-donordeste) em temperaturas subótima e supraótima (JELLER; PEREZ, 2003). Silva et al. (2005) observaram que o condicionamento osmótico produziu efeitos diversos em sementes de Cnidosculus juercifolius Pax & K. Hoffm (faveleira), com níveis de vigor diferentes, e sementes com alto vigor apresentaram redução na porcentagem de germinação (81%) quando submetidas ao condicionamento osmótico durante 96 h, em relação ao controle (92%); ao contrário, o condicionamento osmótico aumentou a germinação das sementes de baixo vigor, bem como a porcentagem de germinação até 48 h de embebição (63%), sendo essa porcentagem reduzida após esse período. Quanto ao índice de velocidade de germinação, não foram observadas diferenças significativas entre as sementes osmocondicionadas e o controle. Outras espécies, como Pterogyne nitensTul. (amendoim-do-campo), também não apresentaram incremento na velocidade de germinação com o uso do PEG 6000 (TONIN et al., 2005).

O condicionamento das sementes de Stryphnodendron com PEG proporcionou melhores resultados em relação ao KNO₃. O gradiente de potencial hídrico é que estabelece o sentido da entrada de água na semente, mas é a permeabilidade do tegumento que define a taxa de entrada de água, sendo esta influenciada pela morfologia, estrutura, composição e conteúdo de água natural da semente; há também influência da temperatura de embebição. Como a permeabilidade das sementes à solução foi proporcionada pela escarificação com ácido sulfúrico e a embebição nos diferentes agentes foi realizada na mesma temperatura, é possível que as diferentes respostas à embebição das sementes de Strypnhodendron estejam relacionadas ao peso molecular dos agentes utilizados. O PEG possui elevado peso molecular e não penetra o tegumento devido ao tamanho de suas moléculas (VILLELA et al., 1991), enquanto o KNO₃, devido ao seu baixo peso molecular, pode penetrar os tecidos das sementes, causando-lhes a fitotoxidade, a qual tende a ser mais severa quanto maior o tempo de exposição das sementes à solução (BONOME et al., 2006).

Sementes de S. polyphyllum e S. adstringens embebidas apenas em água podem ser semeadas em ambiente sombreado de 50 a 70%, para alcançar maior e mais rápida emergência, altura e massa seca das plântulas, e as sementes de S. adstringens também apresentaram elevados índices sob 30% de sombreamento. Observa-se na literatura que sob sombrite a temperatura pode ser reduzida em relação à temperatura ambiente (FONSECA et al., 2002), e os resultados elevados de altura e massa seca encontrados podem ser devidos à atenuação do estresse térmico provocado pelo próprio sombreamento e não aos tratamentos de osmocondicionamento.

5. CONCLUSÃO

Os agentes osmóticos e o sombreamento influenciam a germinação e o crescimento inicial de S. polyphyllum e S. adstringens. O condicionamento fisiológico das sementes com água é eficiente para obter elevada emergência e crescimento inicial de S. polyphyllum e S. adstringens. O osmocondicionamento das sementes de S. polyphyllum com PEG –1,0 MPa e PEG -0,5 MPa pode ser técnica eficiente se a semeadura for realizada sob sombrite 30%. Entretanto, mesmo sementes de S. polyphyllum e S. adstringenssubmetidas ao condicionamento fisiológico não devem ser semeadas a pleno sol.

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Recebido em 20.12.2011 aceito para publicação em 27.11.2013.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  15 Abr 2014
• Data do Fascículo
  Fev 2014

Histórico

• Recebido
  20 Dez 2011
• Aceito
  27 Nov 2013