Biologia e Fisiologia das Sementes

Prévia do material em texto

1
Biologia e Fisiologia das SementesBiologia e Fisiologia das Sementes
((Maturação, Colheita, Processamento, Conservação, Maturação, Colheita, Processamento, Conservação, 
Germinação e Produção de PlantasGerminação e Produção de Plantas))
Em geral, Em geral, 
o que é a semente ?o que é a semente ?
favoráveis
Condições 
ORGANISMO VIVOORGANISMO VIVOORGANISMO VIVOORGANISMO VIVO
Por exemplo:Por exemplo:
•• Uma célula do Uma célula do 
meristemameristema
•• 1 parte folha1 parte folha
•• 1 ramo ...etc.
assexuada
Reprodução 
1 ramo ...etc.
2
• EmbriãoEmbrião Parte vivainforma. genética
Gémula
Radícula
• CotilédonesCotilédones Parte das reservas
Fecundação
Diferenciação
Maturação
Em
C
Ti
Te
E,G
M
Qual é a Qual é a 
verdadeira verdadeira 
semente ?semente ?
• TegumentosTegumentos Internos e externosProtecção
3
1- Estrutura das sementes e a composição das sementes é muito variável Estrutura das sementes 
O tamanho, a forma, a cor 
de uma espécie a outra. 
Lodoicea seychellarum
ílias Oceano índio
20 kg cada
Pinus pinea
1200-1300 sem/kg
Ceratonia siliqua
4500-6000 sem/kg
Nerium oleander
200 000-230 000 sem/kg
Quercus suber
120-180 sem/kg
4
2- Maturação das sementes filológicos e bioquímicosMaturação das sementes 
Eventos (Morfológicos, 
) 
preparam a Germinação das 
sementes e a Emergência -
desenvolvimento das plantas 
Cor / Tamanho
Peso seco
Teor de água
(%) 
T e m p o de m a t u r a ç ã o
2.1. Maturação morfológicaMaturação morfológica
MaturaçãoMaturação
completa:completa:
QuedaQueda
5
2.2. Maturação Fisiológica
Germinação
(%)
Tempo de maturação
100
75
50
25
CAUSASCAUSAS
• Física: dureza dos tegumentos
• Química: presença dos fenóis
• Fisiológica: imaturidade do embrião
• Bioquímica: equilíbrio hormonal 
entre Inibidores / estimuladores
MaturaçãoMaturação
completacompleta
Estado de repouso das sementes devido a:
DORMÊNCIADORMÊNCIA
6
2.3. Maturação bioquímica
Reservas 
(mg/g PS)
Tempo de maturação
Proteínas (LEA)
Hidratos de carbono
Oligosaccharide: Sacarose, 
frutose (RFOs)..
11-- PROTECÇÃOPROTECÇÃO
durante a desidratação
natural do embrião
22-- NUTRIÇÃONUTRIÇÃO
durante o crescimento 
do embrião 
ATPATP
ATPATP
7
ABAABA
ABAABA
DORMÊNCIADORMÊNCIA
EQUILIBRIO HORMONAL
Inibidores/Estimuladores
(ABA,Etileno) / (GA)
é ALTO
Proteínas
Oligosaccharides
Hormonas 
(mg/g PS)
Tempo de maturação
2.3.1. Maturação bioquímica
8
3- Composição bioquímica das sementes Composição bioquímica das sementes 
HIDRATOS DE CARBONO (HIDRATOS DE CARBONO (HCHC))
Amido e Açucares redutores
ExEx..: Glandes, cereais, castanhas
PROTEÍNAS (PROTEÍNAS (PP))
Amino-ácidos
ExEx..: Sementes das leguminosas: 
alfarroba, tremoços...
LIPÍDOS (LIPÍDOS (LL))
Gorduras, Ac. Oleico, glicéridos
ExEx..: Azeitona, pinhão, amendoins... 
Espécies HC L P
Acer sp 62 4 27.5
Castanea sp 68 5 7
Q. pedunculata 47 3 3
Q. alba 58.4 6 7.4
Q.robur 34.5 22.5 -
Pinus sp 4.8 33.4 30.2
% / Peso seco
9
4- Disseminação das sementes Disseminação das sementes 
VENTOVENTO: : AnemócoroAnemócoro
ligeiras, com asas e filamentos
Modo natural
de dispersão das 
sementes madurassementes maduras
ocupação 
de novos espaços
ÁGUAÁGUA: : HidrócoroHidrócoro
leves e flutuantes
ANIMAISANIMAIS: : ZoócoroZoócoro
agarradas, ou consumidas
HOMENHOMEN: : AntropocoroAntropocoro
Agrícolas, ornamentais...
FísicaFísica: Auto: Auto--disseminaçãodisseminação
Calor do Verão, o fruto liberta as sementes 
10
5- Germinação das sementes Germinação das sementes 
Fenómenos fisiológicos, 
metabólicos que 
ocorrem deste a 
Embebição a saída 
da radícula
11
22
Embebição
• Absorção água
•↑ volume
• Romper Tegum
• Sínt. enzim
Activação
•↑ activid. enz
•↑ respiração
• Cons. reserv
•↑ ADP
Mitose
• Divisão celular 
•↑ ácidos nuclear
Elongação
• Elongação das 
células e ≠cão de 
tecidos e órgãos
33 44
• Agricultores, Florestais... : planta normal, vigorosa capaz de dar frutos 
e outros produtos com resina, sementes, madeira... 
• Fisiologistas: Germinação senso estrito = quando a radícula sai e 
manifesta o seu geotropismo positivo
11
5.1. Tipos de GerminaçãoGerminação
2 TIPOS DE
GERMINAÇÃO
1- Epigeia 2- Hipogeia
(Faia, freixo, Robinia, 
Acer, Pinheiro...)
(Quercus, Nogueira...)
12
13
5.2. Condições da GerminaçãoGerminação: Factores externos
-
Riscos de Perda 
de viabilidade e 
de depredação
Germinação 
é rápida+
Importância da embebição ↑ síntese enzimas de 
respiração. 
ÁGUA ÁGUA ::
•Sementes zona temperada Indiferença: luz/sombra
•Algumas da zona tropical Germina. exclusiva luz
•Fotoperiodismo Alternação de período Luz e Sombra
LUZLUZ::
•!! fase embebição !! asfixia sementes
•Falta de O2 ↑inibidores = Dormências IIª
OXIGENIOOXIGENIO::
•Varia com as origines das espécies
•Termo-periodismo Alternação da TºTEMPERATURA
TEMPERATURA::
14
5.2.1. Temperatura
Germinação
(%)
Temperatura (ºC)
100
50
5 30
Espécies 
zona alpinas
Germinação
(%)
Temperatura (ºC)
100
50
10 25
Espécies 
zona temperada
Germinação
(%)
Temperatura (ºC)
100
50
15 30
Espécies 
zona tropical
15
5.3. Condições da GerminaçãoGerminação: Factores internos
1- Imaturidade do embrião, 
2- Dureza do tegumentos (Ex.. leguminosas) (impermeabilização aos 
gazes e água, obstáculo físico a saída do embrião) 
3- Inibidores (ABA, citoquininas, fenóis...).
A presença de um destes factores ou do conjunto implica
a DORMÊNÇIADORMÊNÇIA das sementes ?.
DORMÊNÇIA da SEMENTE: É um estado de repouso das sementes, 
devido aos factores fisiológicos, que impedem (atrasem) a sua 
germinação mesmo nas condições (Tº, humidade, luz, oxigénio…) 
favoráveis. É uma característica controlada geneticamente que 
actua de vários modos em função dos factores externos. 
16
5.3.1. Factores internos: Factores internos
A
0
50
100
0 4 8 12 16 20 24 28
Germination time (days)
Ge
rm
in
at
io
n 
(%
)
2/3Seed
2/3Fruit
B
0
50
100
0 4 8 12 16 20 24 28
Germination time (days)
Whole seed
2/3 Seed
1/2 Seed
Embryo
C
0
5
10
15
2/3 Fruit 2/3 Seed
Seed types 
Ti
m
e (
da
ys
)
TMG
T75-25
D
0
5
10
15
S 2/3 S 1/2 S Emb
Seed types
TMG
T75-25
O pericarpo tem uma
acção física e atrasa 
a saída do embrião⇒
DORMÊNÇIA
FÍSICA
Nos cotilédones 
existe inibidores
(ABA…) que
inhibem a Germ⇒
DORMÊNÇIA
FISIOLÓGICA
17
Nikoaleva, 1977
Gordon e Rowe, 1982
Tipos de dormência e tratamento de eliminação:
Tipo de 
dormência
Tratamento de
eliminação
Causas Espécies
Impermeabilização
tegu. a agua
Física Escarificação Robinia pseudoacacia
Laburnum anagyroides
Presença de factores
inibidores pericarpo
Remover o
pericarpo
Fraxinus chinensis
Acer pseudoplatanus
Química
Resistência do tegum. 
ao crescimento embrião
Remover o
pericarpo
Elaeagnus angustifoliaMecânica
Imaturidade do
embrião
Pós-maturaçãoMorfológica
Mecanismos fisiológicos
da inibição da germinação
Fisiológico
Betula pubescensPeríodo curto de 
estratificação
estratificação/
conservação
Ligeira
Período longo de Sorbus aucupariaProfunda
18
7- Expressão da germinação Expressão da germinação 
Capacidade germinativa =
Numero de sementes germinadas
Numero de sementes utilizadas
X 100
Exprime o vigor das sementes exprimido por unidade de tempo
geralmente 28 dias (ver as regras de ISTA por diferentes espécies) 
Tempo Médio Germinação=
∑ ni X ti
N
ni : o numero de sementes 
germinadas ao tempo ti 
N: Numero total de sementes 
germinadas 
TMG: exprime a velocidade em que as sementes germinarem durante este tempo 
Dormência =
Numero de sementes não germinadas mas viáveis
Numero final de sementes germinadas
X 100
19
6- Qualidade das sementes Qualidade das sementes 
O controlo da QUALIDADE e 
da CIRCULAÇÃO das 
sementes é uma preocupação 
de muitas organizações (Ex.
OCDE, DGRF...etc.) (Anexos)Viabilidade & %Germinação
TESTE QUIMICOTESTE QUIMICO:: Teste de Tetrazolio, 1.1%,Coloração Subjectivo
FISIOLOGICOFISIOLOGICO::Teste de Germinação, ISTA.± 28 dias Demoroso
FISICOFISICO:: Teste de Condutividade (PEE), Integridade das membranas, 
24 horas, (r2=0.93, P=0.005)
20
7- Longevidade das sementes varia em função das espécies Existe 3 grupos biologicamente Longevidade das sementes 
A duração da vidaduração da vida das sementes 
⇒
diferentes: 
Macrobióticas
> 15 anos
Mesobióticas
[3 à 15 anos]
Microbióticas
< 3 anos
Ortodoxas Recalcitrantes• Baseando na 
sua capacidade 
a tolerar +/- as 
perdas de 
água, Roberts
(1973) dividiu 
as em 2 2 
gruposgrupos:
II IIII
Na realidade 2 subNa realidade 2 sub--
grupos por cada umgrupos por cada um
podem ser destacadospodem ser destacados
11
22
33
44
21
22-- SobSob--OrtodoxasOrtodoxas: Conservadas nas mesmas condições que as verdadeiras 
mas por um período pouco longo (< 6 anos). São sementes caracterizadas pelo 
nível alto dos lípidos. Ex..: Jugland nigra, Carya, Populus, Salix 
33-- Recalcitrantes do clima temperadoRecalcitrantes do clima temperado: Não aguentam nem a um secagem 
excessivo nem a uma ambiente fechado (confinado) nem as Tº negativas. Humidade 
das sementes alto >25% . São sementes caracterizadas por um metabolismo muito 
activo mesmo as baixas Tº. Ex..: Quercus, Castanea
44-- Recalcitrantes do clima tropicalRecalcitrantes do clima tropical: Muito parecidas as do clima temperado 
más são mais sensíveis as baixas Tº. A sua conservação mesmo por um curto 
período à Tº <10-15ºC pode causar a perda de viabilidade das sementes (Chin e 
Roberts 1980; Yap 1988). Ex..: Shorea, Theobroma, Hopea
11-- Ortodoxas verdadeirasOrtodoxas verdadeiras: Conservadas por um longo período à Tº perto de 
0ºC: 0-5ºC (5 anos); -15ºC (10-15 anos) e a com Humidade <10%. Ex.: Abies, Alnus, 
Betula, Fraxinus, Larix, Picea, Pinus, Tsuga, Platanus, Pseudotsuga, Eucalyptus, Acacia, 
Casuarina, Gmelina
7- Diferentes grupos Diferentes grupos 
22
8- Efeito da perda de agua na capacidade germinativa Efeito da perda de agua na capacidade germinativa 
% Perda de água% Perda de água
Bolota Embrião
0
20
40
60
80
100
0 4 8 12 16 20 24 28
Tempo de germinação (dias)
Ge
rm
in
aç
ão
 (%
)
Fresca
1 dia
2 dias
3 dias
5 dias
0 á 5.2 0 à 3.6
14.111.5
19.5 24.3
23
9- Conservação das sementes Conservação das sementes 
O sucesso da conservação (manter as sementes viáveis e evitar a sua pré-
germinação) é condicionado por vários factores:
1- A qualidade inicial das sementes; 2- O seu teor de água; 3- A 
duração do processamento (tempo entre colheita e a conservação); 
4- Os tratamentos: químico (fungicida) e térmico (termoterapia); 5-
O tipo de saco de conservação; 6- A temperatura; 7- A humidade 
relativa da câmara de conservação 
Comparativamente as ORTODOXAS, a conservação Comparativamente as ORTODOXAS, a conservação 
das sementes RECALCITRANTES é muito difícil, das sementes RECALCITRANTES é muito difícil, 
portanto o seu sucesso necessita portanto o seu sucesso necessita alguns cuidados alguns cuidados 
desde a colheita até a conservaçãodesde a colheita até a conservação. . 
24
11-- Planeamento da colheitaPlaneamento da colheita:
A maioria das espécies produzem as sementes uma vez por ano. 
Para algumas espécies a produção pode não ser repetitiva cada ano
⇒ IRREGULARIDADE de PRODUIRREGULARIDADE de PRODUÇÂÇÂOO. 
Ex.. O sobreiro: Uma boa produção (Boa safra) pode ser seguida de 2-5 
anos OU MAIS de má produção (Má safra)
JUSTIFICAÇÃO DA CONSERVAÇÂOJUSTIFICAÇÃO DA CONSERVAÇÂO
As sementes recalcitrantes perdem rapidamente a sua viabilidade após 
a sua queda (dissecação, ataque por fungos..) ou comidas por roedores
11-- DEFINIR o PERIODO da sua QUEDADEFINIR o PERIODO da sua QUEDA
25
22-- Organização da equipa de colheitaOrganização da equipa de colheita:
Processo da colheita: Rápido Reduzir ao máximo o tempo 
da colheita ⇒ AUMENTAR o PESSOAL da EQUIPAAUMENTAR o PESSOAL da EQUIPA.
33-- Organização do transporteOrganização do transporte:
O metabolismo das sementes recalcitrante é muito activo 
portanto ⇒ Usar sempre sacos de rede e evitar a superposiUsar sempre sacos de rede e evitar a superposiçãção o 
dos sacosdos sacos ((para permitir a circulapara permitir a circulaçãção do aro do ar)). Utilizar meios de Utilizar meios de 
transporte equipados com arca frigorifico se é possíveltransporte equipados com arca frigorifico se é possível
((reduzir a Treduzir a Tºº para diminuir o metabolismopara diminuir o metabolismo))
44-- Tratamento das sementesTratamento das sementes: 
A presença dos fungos e insectos nas sementes afeita o sucesso 
da conservação, portanto ⇒ é necessário trata-as
•• Tratamento quTratamento quíímico:mico: Aplicar fungicidaAplicar fungicida
• Tratamento térmico: Termoterapia:Tratamento térmico: Termoterapia: 4545ººC durante 2 horas.C durante 2 horas.
	Biologia e Fisiologia das Sementes (Maturação, Colheita, Processamento, Conservação, Germinação e Produção de Plantas)