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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ CENTRO DE CIÊNCIAS DA NATUREZA DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA CURSO: ENGENHARIA AGRONÔMICA DISCIPLINA: FISIOLOGIA VEGETAL PROFESSORA: Drª. AURENÍVIA BONIFÁCIO DE LIMA GERMINAÇÃO E DESENVOLVIMENTO INICIAL DE PLÂNTULAS DA CULTIVAR DE SOJA 6844 EM CONDIÇÕES DE ESTRESSE SALINO TERESINA-PI 2017 UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ ADAILTON MATHEUS SOARES DA COSTA JOSÉ RITA PEREIRA DE MORAES OSMIR BATISTA DA SILVA JUNIOR RAUL PETRONIO CONEGO ONOFRE ALVES DA SILVA GERMINAÇÃO E DESENVOLVIMENTO INICIAL DE PLANTAS DE SOJA CULTIVAR M6844 EM CONDIÇÕES DE ESTRESSE SALINO TERESINA-PI 2017 Relatório de experimento apresentado como parte da disciplina de Fisiologia Vegetal, sob a orientação da Professora Drª. Aurenívia Bonifácio de Lima. SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 4 2. METODOLOGIA ..................................................................................................................... 6 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES ......................................................................................... 7 3.1 Taxa de germinação ..................................................................................................... 7 3.2 Índice de velocidade de germinação ....................................................................... 8 3.3 Altura de plantas ........................................................................................................... 9 4. CONCLUSÕES ..................................................................................................................... 10 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 11 6. ANEXO I ................................................................................................................................. 13 7. ANEXO II ................................................................................................................................ 14 8. ANEXO III............................................................................................................................... 15 1. INTRODUÇÃO A soja (Glycine max) é uma planta da família Fabaceae, originada na costa leste da Ásia, sendo cultivada em praticamente todas as regiões do mundo, nos hemisférios norte e sul, em climas úmidos e regiões secas. O Brasil destaca-se no cenário mundial como o segundo maior produtor e maior exportador do cereal, com expectativa de produção para a safra 2016/2017 de 113,013 milhões de toneladas uma variação de 18,4% em relação a safra 2015/2016, (CONAB 2017). Destacando-se a região Nordeste, com o maior aumento na produção e produtividade, de 84,8% e 71,9% respectivamente em relação a safra 15/16 a maior variação dentre todas as regiões do Brasil. Dentre os estados nordestinos o Piauí é só o terceiro maior produtor, porém no cenário nacional foi o estado com maior crescimento em produção e produtividade o incremento foi de 162,5% e 222,3% nessa ordem, (CONAB, 2017). O avanço da área de cultivo de soja vem ocorrendo em algumas regiões do País (Conab 2017), especialmente no Nordeste, que possui a maior concentração de solos salinos e baixos índices pluviométricos (Cirilo et al. 2010). Os solos salinizados ocorrem em condições topográficas que não favorecem uma drenagem eficiente, principalmente onde o manejo da irrigação é inadequado ou a água utilizada apresenta problemas de qualidade (Oliveira 1997). Em geral, a salinização dos solos ocorre com a acumulação de determinadas espécies iônicas, sendo o Na+ e Cl - os mais frequentes e são considerados os principais íons a prejudicar o metabolismo das plantas. A predominância desses íons na rizosfera são responsáveis pela toxidez quando estes se encontram juntos nos tecidos vegetais, acarretando alterações no potencial osmótico da planta, causando alterações no transporte e utilização dos íons necessários ao seu crescimento. O conhecimento do teor médio de sais na zona radicular, tolerável pelas plantas, sem afetar significativamente seus rendimentos, pode contribuir para utilização de águas com certo grau de salinidade, tão comuns no Nordeste brasileiro. Nesse sentido devem ser realizados estudos visando à obtenção de índices de tolerância das culturas à salinidade, propiciando o estabelecimento do grau de restrição das águas para irrigação (STEPPUHN, 2001). A salinidade inibe o crescimento das plantas em função dos efeitos osmóticos dos sais e, aos efeitos específicos dos íons. Entretanto, tais efeitos dependem de muitos outros fatores, como espécie, cultivar, estádio fenológico, características dos sais, intensidade e duração do estresse salino, manejo cultural e da irrigação e condições edafoclimáticas (ASHRAF; HARRIS, 2004; TESTER; DAVENPORT, 2003). A salinidade do solo pode comprometer a germinação das sementes pela diminuição do potencial osmótico externo, impedindo a absorção de água, ou por meio dos efeitos tóxicos da absorção de íons como o Na+ e o Cl- (Murillo-Amador et al. 2002, Khajeh-Hosseini et al. 2003). Os íons e o estresse osmótico são responsáveis tanto pela inibição quanto pela demora na germinação e estabelecimento das plântulas (Almansouri et al. 2001). Se comparado ao estresse salino, o problema da seca é ainda mais abrangente e economicamente muito prejudicial à agricultura (Pimentel 1999). Para a cultura da soja, os estresses salino e hídrico provocam efeitos negativos na germinação e vigor das sementes e, em condições de estresses ainda mais severas, as sementes de menor vigor são as mais suscetíveis (Braccini et al. 1996). Nesse sentido, o trabalho teve como objetivo avaliar o efeito do estresse salino sobre a germinação e desenvolvimento inicial de plântulas de soja transgênica 8644, em diferentes condições de salinidade. 2. METODOLOGIA O experimento foi conduzido na casa de vegetação do Departamento de Planejamento e Política Agrícola (DPPA) do Centro de Ciências agrárias da Universidade Federal do Piauí, localizada em Teresina - PI, situada a 5º 5’ 12” de latitude S e 42º 48’ 42” W, nos meses de Abril a Maio. Figura 01. Figura 1: Imagem aérea da localização do experimento. Fonte: Google Earth, 2017. A cultivar de soja avaliada foi a M8644 desenvolvida pela empresa Monsanto, que apresenta ciclo tardio com elevado potencial produtivo e bem adaptada às condições dessa região. Para a composição dos tratamentos, as sementes foram semeadas em substrato oriundo da decomposição natural de casca de pinus e cinzas, que apresentava capacidade de troca de cátions (CTC) de 200 mmol c/kg, capacidade de retenção de agua de 155% com solo na proporção 2:1. As sementes foram submetidas ao teste de germinação e de crescimento de plântulas sob condições de estresse salino com cloreto de sódio (NaCl), com potencial osmótico, nos seguintes níveis: zero (referente à testemunha, onde se utilizou água destilada); 50 mM (-0,232 Mpa) e 100 mM (-0,457 Mpa) L-1 de NaCl. Para o teste de germinação, utilizaram-se três amostras com 40 sementes por tratamento, distribuídas em bandejas com o substrato (anexo I, A).A contagem de plântulas normais foi realizada no décimo dia após semeadura e os resultados foram expressos em porcentagem média de plântulas normais para cada tratamento, (Anexo I,B). O índice de velocidade de germinação foi avaliado por meio da contagem das plântulas germinadas aos 2, 3, 4, 5, 6, dias após a semeadura (DAS). As fórmulas usadas para cálculo do IVG e VG foram propostas por Maguire (1962), as quais são apresentadas a seguir: IVE= (G1/N1)+ (G2/N2)+..+ (Gn/Nn), em que: IVE = índice de velocidade de emergência; G = número de plântulas normais computadas nas contagens; N = número de dias da semeadura à 1ª, 2ª... 6ª avaliação. O comprimento de plantas foi realizado, medindo-se todas as plantas, da base do meristema apical até o coleto, onde se utilizou régua graduada em centímetros (anexo I-C). Para o diâmetro mediu-se todas as plantas em desenvolvimento normal utilizando-se paquímetro graduado em milímetros, (anexo I-D) Tanto as medições de comprimento de planta e diâmetro de coleto foram realizadas aos dez dias após a semeadura, os dados obtidos foram submetidos a teste de correlação. 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES 3.1 Taxa de germinação A salinidade do composto solo e substrato afetou de forma sensível a germinação das sementes, em ambos os tratamentos (Tabela 1), sendo que efeito foi mais evidente no tratamento 100 mM de NaCl, que apresentou 90% de germinação, o tratamento com 50 mM de NaCl, apresentou um pequeno aumento em relação ao 100 mM de NaCl, com valor de 92,5% de germinação. O tratamento controle apresentou 95% de germinação. Esses resultados vão de encontro aos obtidos por outros autores para sementes de soja (Soares et al. 2012, Braccini et al. 1996, Costa et al. 2004), bem como para outras culturas leguminosas como feijão (Machado Neto et al. 2006) e com oleaginosas como a canola (Ávila et al. 2007). A taxa de germinação decresce em função da redução na disponibilidade de água, necessária para ativação do metabolismo das sementes (Bewley et al. 2013). Tabela 1: valores médios de germinação dos tratamentos 0 mM, 50 mM e 100 mM expressos em porcentagem. TRATAMENTOS TOTAL DE SEMENTES PLANTADAS Nº GERMINARAM GERMINAÇÃO (%) 0 mM 40 38 95,0 50 mM 40 37 92,5 100 mM 40 36 90,0 3.2 Índice de velocidade de germinação Para o índice de velocidade de germinação (IVG), Todos os tratamentos manifestara-se afetados, o tratamento com 100 mM apresentou IVG de 27,78, o de 50 mM 30,07 e o controle apresentou 34,15 de IVG. Confirmando que a presença de sais em concentrações crescentes tende a diminuir o índice de velocidade de germinação. Em outros trabalhos com teste de salinidade Almeida et al. (2012) verificou para a cultura de feijão-caupi decréscimos lineares no índice de velocidade de germinação com o aumento das concentrações salinas. Figura 2: Gráfico da variação do índice de velocidade de germinação de sementes. 0 10 20 30 40 1 2 3 4 5 6 7 N u m e ro d e s e m e n te s ge rm in ad as Dias após a semeadura Variação do indice de velocidade de germinação em função de dias após a semeadura 0 mM de NaCl 50 mM de NaCl 100 Mm de NaCl Análise Estatística dos Dados de altura e diâmetro do coleto 3.3 Altura de plantas Quadro 1: Anova relativa à altura de plantas F.V. GL SQ QM F Tratamento 2 51996,2 25998,1 -5,65 Resíd. 6 -51611,59 -4601,04 Total 8 384,61 F5% (2; 6) = 5,14 Como o │fc │> │fα│, rejeita-se Ho, ou seja, existe contraste entre médias de alturas de plantas de soja, estatisticamente diferente de zero, ao nível de 5% de probabilidade. Ou seja, houve variação da altura das plantas em função da salinidade presente na água, nos três tratamentos testados nas condições deste experimento. Concluindo-se que o tratamento 0 mM apresentou maiores tamanhos de plantas, seguidos por 50 mM e 100 mM. Diâmetro de coleto Quadro 2: Anova relativa à diâmetro de plantas F.V. GL SQ QM F Tratamento 2 4434,21 2217,11 -5,342 Resíd. 6 -4428,4 -415,04 Total 8 5,81 F5% (2; 6) = 5,14 Como o │fc │> │fα│, se aceita a hipótese, ou seja, não existe contraste entre médias de diâmetro de coleto de soja, estatisticamente diferente de zero, ao nível de 5% de probabilidade. Ou seja, não houve variação do diâmetro de coleto em função da salinidade presente na água, nos três tratamentos testados nas condições deste experimento. 4. CONCLUSÕES 1- A salinidade afetou de forma sensível a taxa de germinação de sementes de soja, indicando que a cultivar M8644 é bem adaptada para ser cultivada em solos com concentrações salinas baixas. 2- Houve decréscimos significativos no índice de velocidade de germinação, verificando-se intervalos de tempo maiores de germinação com o aumento da concentração salina. 3- Constataram-se através de analise estatística diferenças no tamanho de plantas quando submetidas a concentração salina. 4- Não houve diferenças significativas entre o diâmetro de plantas submetidas às concentrações salinas avaliadas. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALMANSOURI, M. et al. Effect of salt and osmotic stresses on germination in durum wheat (Triticum durum Desf.). Plant and Soil, Crawley, v. 231, n. 2, p. 243-254, 2001. ASHRAF M.; HARRIS, P. J. C. Potential biochemical indicators of salinity tolerance in plants. Plant Science, v. 166, n. 01, p. 3-16, 2004. BRACCINI, A. L. et al. Germinação e vigor de sementes de soja sob estresse hídrico induzido por soluções de cloreto de sódio, manitol e polietilenoglicol. Revista Brasileira de Sementes, Londrina, v. 18, n. 1, p. 10-16, 1996. CIRILO, J. A. et al. A questão da água no semiárido brasileiro. In: BICUDO, C. E. de M. et al. (Orgs.). Águas do Brasil: análises estratégicas. São Paulo: Instituto de Botânica, 2010. p. 81-91. COMPANHIA NACIONAL DE ABASTECIMENTO (Conab). Acompanhamento da safra brasileira de grãos. 2014. Disponível em: <www.conab.gov.br>. Acesso em: 18, maio de 2015. KHAJEH-HOSSEINI, M. et al. The interaction between salinity stress and seed vigour during germination of soybean seeds. Seed Science and Technology, Bassersdorf, v. 31, n. 3, p. 715-725, 2003. OLIVEIRA, M. Gênese, classificação e extensão de solos afetados por sais. In: GHEYI, H. R. et al. Manejo e controle da salinidade na agricultura irrigada. Campina Grande: UFPB/SBEA, 1997. p. 1-35. PIMENTEL, C. Relações hídricas em dois híbridos de milho sob dois ciclos de deficiência hídrica. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, DF, v. 34, n. 11, p. 20212027, 1999. STEPPUHN, H. Pre-irrigation of a severely-saline soil with in situ water to establish dry land forages. Transactions of the ASAE, v. 44, n. 06, p. 1543- 1551, 2001. SOARES, M; JUNIOR, SANTOS; SIMÕES, GERALDO. Estresse hídrico e salino em sementes de soja classificados em diferentes tamanhos. Pesquisa agropecuária tropical, Goiania, v.45, n.4, p.370-378. 2012. Disponível em < http://www.scielo.br/pdf/pat/v45n4/1517-6398-pat-45-04-0370.pdf>, acesso em: 15 de maio de 2017 MURILLO‐AMADOR, B. et al. Comparative effects of NaCl and polyethylene glycol on germination, emergence and seedling growth of cowpea. Journal of Agronomy and Crop Science, Malden, v. 188, n. 4, p. 235-247, 2002. 6. ANEXO I Preparação de bandejas para a semeadura dassementes. Semeadura e primeira molhagem das sementes 7. ANEXO II Inicio da germinação aos 3 dias da semeadura. Soja aos oito dias após a semeadura. 8. ANEXO III Medição do diâmetro de coleto aos dez dias da semeadura. Medição de altura de plantas aos dez dias da semeadura.
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