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Minicurso: Vigor de Sementes - Soja Cícera Lucindo Goiatuba-GO, 22 de Maio de 2019. 1 Sumário 1-INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 2 2-FISIOLOGIA ................................................................................................................ 3 2.1 DESENVOLVIMENTO DE SEMENTES .............................................................. 3 2.2 COMPOSIÇÃO QUÍMICA DE SEMENTES .......................................................... 6 3-MORFOLOGIA DE SEMENTES ............................................................................... 10 3.1 ESTRUTURAS EXTERNAS E INTERNAS DAS SEMENTES MADURAS E SUAS FUNÇÕES ....................................................................................................... 10 4-CONCEITO E IMPORTÂNCIA DO VIGOR ........ .................................................... 13 5-METODOLOGIA DOS TESTES DE VIGOR PARA SOJA ..................................... 14 2 1 INTRODUÇÃO A semente tem dupla função, em culturas de expressão econômica: é o material utilizado para a multiplicação de plantas (implantação da cultura) e a estrutura colhida para a comercialização (grãos para consumo); assim, sob o ponto de vista botânico/fisiológico, as considerações sobre o desenvolvimento das sementes são independentes da sua forma de utilização: as denominações “sementes” e grãos”, foram consagrados pelo uso cotidiano, pois, sob o ponto de vista agronômico ou biológico, não há distinção a ser feita. No entanto, os componentes a qualidade das sementes e grãos não são os mesmos, de modo que o manejo de uma cultura deve ser dirigido ao atendimento da finalidade de utilização do produto; por exemplo, sabe-se que as sementes comercializadas devem atingir requisitos mínimos de pureza genética e física, de germinação, além de outros atributos não considerados para os grãos. Desta forma, justificam-se possíveis diferenças na tecnologia adotada para a produção e processamento, respeitando-se do produto. A semente é considerada como o mais importante insumo agrícola. Em primeiro lugar, porque conduz ao campo as características genéticas determinantes do desempenho do cultivar; ao mesmo tempo, é responsável ou contribui decisivamente para o sucesso do estabelecimento do estande, constituindo a base para a produção rentável. Desta maneira, a interação melhoramento genético x organização da produção de sementes representa requisito básico para a agricultura qualificada. Sementes com alta qualidade física, fisiológica e sanitária são imprescindíveis para o sucesso de culturas de importação econômica, pois proporcionam uma boa emergência no campo além de plantas uniformes e com alto vigor. A qualidade da semente depende do seu genótipo e da produção em campo. Após a colheita, a semente passa pelos processos de beneficiamento, embalagem e armazenamento. Uma determinada quantidade de semente irá constituir um lote. Um técnico experiente poderá fazer uma avaliação superficial da sua pureza física, porém não poderá avaliar sua qualidade fisiológica. Para aferir as qualidades físicas e fisiológicas são necessárias testes de análises de laboratórios. A semente é responsável pela plântula até o momento que ela se torna autotrófica, ou seja, passa a ter relação planta e ambiente, “deixa de usar suas reservas”. 3 2 FISIOLOGIA 2.1 DESENVOLVIMENTO DE SEMENTES De uma maneira geral, durante a formação da semente, observa-se inicialmente, um acumulo de açucares tais como sacarose, frutose e glicose, bem como de aminoácidos e amidas. Estas substâncias drenadas da planta mãe, são os principais metabolitos para a formação dos tecidos das sementes e das substancias de reserva que serão acumuladas para fornecimento de energia e substancias básicas para o desenvolvimento do processo de germinação. Desta forma a medida que a semente vai se desenvolvendo há uma diminuição na quantidade destas substâncias mais simples e, ao mesmo tempo, um acumulo de moléculas maiores e mais complexas como as proteínas, amido, lipídeos, celulose etc.. Em algumas espécies de dicotiledôneas, o endosperma funciona como um órgão de reserva transitório de açucares e aminoácidos. O crescimento do embrião no inicio é lento, mas acelera-se posteriormente. O numero final de células é atingido na fase inicial da formação da semente e é seguido da expansão celular e do acumulo do amido e demais substancias de reserva, que acontece nos cotilédones, que funcionam como os grandes armazenadores definitivos das reservas, pelo consumo total do endosperma. Em outros casos os cotilédones não são armazenadores e a síntese das reservas ocorre mesmo no endosperma. Nos cereais, os embriões não armazenam reservas, a não ser uma pequena quantidade de lipídeos no escutelo. Entretanto as reservas de carboidratos são polimerizadas no endosperma e as reservas de proteínas acumuladas nas camadas de aleurona. O estudo do desenvolvimento de sementes visa determinar o ponto no qual a semente pode ser desligada da planta mãe, sem prejuízo para sua qualidade fisiológica. Desta forma o conhecimento do chamado “ponto de maturação fisiológica” é de grande importância para a determinação da melhor época de colheita de sementes, embora não seja muitas vezes o determinante exato do melhor momento para inicio da colheita. Muitas vezes as sementes apresentam percentuais de umidade relativamente altos no ponto de maturidade fisiológica impedindo que a colheita seja realizada, neste 4 momento, principalmente quando os equipamentos utilizados possuem sistema de trilha, separação e transporte incompatíveis com estas condições de umidade do material. Entretanto, deve ser considerado um referencial importante da independência da semente em relação a planta mãe, se constituindo no marco a partir do qual o monitoramento da umidade é importante para a realização da colheita na época correta. O importante é ter em mente que a partir do momento em que a semente deixa de receber nutrientes da planta mãe ela inicia o processo de armazenamento e que o armazenamento ao ar livre pode representar um enorme perigo para sua qualidade, já que, fica exposta as intempéries, além do ataque de pragas e doenças, o que se torna especialmente grave em regiões onde o período chuvoso é muito prolongado. Algumas características físicas e fisiológicas como: tamanho, teor de umidade, conteúdo de matéria seca, germinação e vigor, são importantes para o entendimento do desenvolvimento da semente durante sua formação, sendo o acompanhamento das mudanças observadas nestas características desde a fecundação do óvulo até a completa maturação fisiológica, uma boa ferramenta para o estudo desta fase da vida da semente. Tamanho: as sementes crescem em tamanho rapidamente após a fecundação até um máximo que é mantido por certo tempo para, no final do período, ser um pouco reduzido. Esta redução é devido à desidratação e é mais ou menos acentuada dependendo da espécie. Por exemplo em soja é muito mais acentuada que em milho. Teor de umidade: logo após a formação do zigoto o teor de umidade é alto, oscilando entre 70 a 80 %. Poucos dias depois, observa-se uma pequena elevação, geralmente chegando a uns 5% no máximo, começando em seguida uma fase de lento decréscimo. A duração desta fase é variável com a espécie, cultivar e condições climáticas. Em seguida a semente experimenta uma rápida desidratação, também muito influenciada pelas condições climáticas. O teor de umidade decresce então até o equilíbrio hidrostático com o ambiente e passa a sofrer oscilações com as variações da umidade relativa do ar. Conteúdo de Matéria seca dasSementes: a semente é um forte dreno na planta, que necessita de acumular reservas para cumprir seu papel de perpetuar a espécie. A acumulação de matéria seca começa de forma lenta mas em curto espaço de tempo este acumulo passa a ser rápido e constante até atingir um máximo. Este peso seco é estável por algum tempo e pode sofrer um pequeno decréscimo no final do processo. O máximo de matéria seca tem sido mencionado como o ponto indicador mais 5 seguro da maturidade fisiológica da semente. Isto é razoável desde que se entenda por maturidade fisiológica como aquele ponto após o qual a semente recebe nada, ou quase nada, da planta mãe. Em outras palavras, a maturidade fisiológica não significa, necessariamente, capacidade máxima de germinação, não obstante isto coincide com notável freqüência. Germinação: de uma maneira geral a capacidade de germinação aparece nos primeiros estágios de formação da semente. Esta capacidade precoce de germinar, contudo, só ocorre numa pequena porcentagem das sementes. Freqüentemente, depois desse ponto, observa-se uma redução acentuada na capacidade de germinação volta a aumentar, atingindo o ponto máximo. Desse ponto em diante, a capacidade de germinar passa a depender de como atuam sobre ela os fatores ambientais, bem como das características intrínsecas da própria semente. A intervenção do homem, procedendo a colheita, também pode concorrer acentualmente para preservar, ou reduzir, drasticamente, o nível de germinação. Vigor: o vigor de uma semente, durante a maturação, é uma característica que acompanha, na mesma proporção o acúmulo de matéria seca. Assim uma semente atinge seu máximo vigor quando se apresentasse com seu máximo peso de matéria seca. Desse ponto em diante, a evolução da característica se faz de maneira semelhante a germinação, isto é, tenderia a se manter no mesmo nível, ou decrescer, na dependências de fatores ambientais e do modo e momento da colheita. A figura 6 mostra o processo de maturação da semente como um todo de uma forma generalizada. Existem particularidade em função da espécie, da cultivar e das condições ambientais predominantes durante a formação das sementes, mas não diferem muito do esquema apresentado. Pode-se observar que o ponto máximo da matéria seca, da germinação e do vigor acontecem quase no mesmo tempo e coincidem com o momento em que o teor de umidade começa a decrescer acentuadamente. A semente é um órgão reservatório da planta. Os produtos formados nas folhas através da fotossíntese são carreados para a semente onde são utilizados tanto como materiais de construção como para materiais de reserva. Para que o material que chega na semente seja metabolizado é necessário que o meio onde estão ocorrendo as reações seja bastante aquoso. Assim é que, como mostra o esquema, durante todo o processo de acumulo de matéria seca o teor de umidade é mantido em níveis altos, havendo inclusive no inicio da maturação, um leve acréscimo no teor de umidade. Quando a semente atinge o máximo conteúdo de matéria seca e teor de umidade é mantido em 6 níveis altos, havendo inclusive no inicio da maturação, um leve acréscimo no teor de umidade. Quando a semente atinge o máximo conteúdo de matéria seca para o qual está programada geneticamente ela não recebe mais os fotos sintetizados e pelo menos para efeitos práticos pode ser considerada desligada da planta mãe. Neste ponto o teor de umidade oscila entre 30 e 50% dependendo da espécie e inicia-se um processo de desidratação mais ou menos rápido, variando com o mecanismo que cada espécie utiliza para reduzir a umidade das sementes (deiscência do fruto, final do ciclo, etc). A medida que perde água, as reações metabólicas dentro da semente vão diminuindo, até o ponto em que o metabolismo é baixíssimo e a respiração é quase zero. Nesta condição as sementes (ortodoxas) podem ser armazenadas por períodos longos. A permanência da alta umidade prejudica sua qualidade fisiológica já que a taxa respiratória nesta condição é alta e um rápido processo de deterioração ocorre. Assim a colheita deve ser sempre realizada o mais breve possível a partir do ponto de maturidade fisiológico e no caso de sementes ordotoxas o processo de secagem iniciando imediatamente após colheita. 2.2 COMPOSIÇÃO QUIMICA DE SEMENTES O conhecimento da composição química da semente é essencial por conter suprimentos de alimentos de reserva e substâncias de crescimento que influenciam na germinação das sementes e vigor das plântulas, no armazenamento e longevidade das sementes e nos seus usos industriais e agriculturais. Além dos constituintes químicos encontrados em todos os tecidos de plantas, as sementes contém quantidades extras de substâncias químicas armazenadas 7 como reserva de alimentos para sustentar a germinação. Estas reservas são acumuladas principalmente como carboidratos, óleos e proteínas. Além disso as sementes contém também outras substâncias químicas, muitas das quais de menor importância como reservas, mas muito importantes como substâncias controladoras do crescimento e do metabolismo. Em comparação com outras partes da planta, o conteúdo de minerais da maioria das sementes é marcadamente mais baixo e tende a se concentrar no tegumento e tecidos estruturais. A composição química das sementes varia com a espécie e entre cultivares, por fatores genéticos e até mesmo dentro da cultivares, influenciada por fatores ambientais: Influência de fatores genéticos: a composição química das sementes é basicamente determinada por fatores genéticos e varia entre diferentes espécies e partes da semente embora seja influenciada pelo ambiente e prática culturais. Através de cruzamento e seleções os melhoristas de plantas podem manipular a composição química de sementes de muitas espécies cultivadas, melhorando suas qualidades como alimento, fibras e matéria prima. Variedade modernas de soja, milho, sorgo e trigo tem sido melhoradas e desenvolvidas para alto teor de óleos, proteínas ou carboidratos, com avanços significativos para as variedades. Tais modificações geralmente afetam o comportamento das sementes, mudando o padrão básico da espécie com relação a aspectos tais como: germinação, vigor, armazenabilidade e interação com patógenos, sendo necessário portanto que os trabalhos de melhoramento considerem estes aspectos, quando do lançamento de novas cultivares. Influência ambientais: muitos fatores ambientais influenciam a composição química das sementes e por causa das interrelações entre estes fatores, algumas vezes torna-se difícil determinar as causas das variações, entre os fatores está a disponibilidade de água, temperatura, fertilidade do solo e práticas culturais. Influência da água: a água é a substância mais abundante nos sistemas vivos e perfaz até 70% ou mais do peso da maioria as formas de vida. É o meio onde ocorrem o transporte de nutrientes, as reações do metabolismo e a transferência da energia química. 8 As sementes podem apresentar-se com diferentes teores de água, e na maioria das vezes se mantêm vivas mesmo com teores de água muito baixos. A água contida nas sementes pode ser classificadas em 5 níveis de hidratação: a) Nível 1 (de 0 a 10% g de H²0/MS) – neste nível a água tem sua moléculas fortemente associada com a superfície das macromoléculas por ligações iônicas e age mais como um elemento ligante do que como um solvente. b) Nível 2 (de 10 a 22% g de H²0/MS) – neste nível a água estabelece uma ligação fraca com a superfície das macromoléculas c) Nível 3 (de 22% a 33% g de H²0/MS) – nesta faixa a água ganha sua propriedade de solvente e algumas reações metabólicas são desenvolvidas. O nível de hidratação assemelha-se a uma solução concentrada e a taxa de respiração aumenta a ponto de poder ser mensurável. d) Nível 4 (de 33 a 55% g de H²0/MS) – neste nívela água exibe propriedade de uma solução diluída. A taxa de respiração é alta, muitas reações metabólicas ocorrem, e é nesta faixa que, para a maioria das espécies, a umidade é suficiente para promover a germinação das sementes. e) Nível 5 (acima de 55% g H²0/MS) – neste nível os tecidos são considerados completamente hidratados e o metabolismo se desenvolve normalmente. Durante a fase inicial de formação da semente, os tecidos estão no nível de hidratação 5, e o metabolismo é possível, permitindo a formação das partes constituintes da semente e o acumulo das substâncias de reserva. A medida que o teor de matéria seca vai crescendo, o grau de umidade da semente tende a diminuir. Na maturidade fisiológica a semente se encontra no nível de hidratação 4, no qual a germinação normalmente é impedida ou por deficiência de hidratação ou por algum fator endógeno a semente (dormência). Nesta fase há o desligamento da semente com a planta mãe e acentua-se a perda de água, com a tendência natural da semente estabelecer o equilíbrio higroscópio com o ambiente. Apesar da redução das atividades metabólicas com a diminuição do teor de água, no nível 3 a respiração ainda acontece em um nível relativamente alto. É 9 nesta fase que normalmente se inicia a colheita. O teor de umidade no qual a semente atinge o equilíbrio higroscópio, logicamente varia com uma serie de fatores inerentes a semente e as condições do ambiente, entretanto, naturalmente e na maioria das espécies este equilibrio acontece no nível 2 e as sementes são armazenadas com grau de umidade entre 10 e 13%. Com esta umidade o metabolismo é praticamente nulo e a respiração é baixíssima ( não mensurável). No nível 1, principalmente nos limites inferiores ou seja abaixo de 4% de umidade os danos provocados pela dessecação são irreversíveis. Influência da temperatura: estudos tem demonstrado a influência da temperatura na estrutura e composição química das sementes. O conteúdo de óleo em sementes de soja, por exemplo, depende da temperatura durante o desenvolvimento de 21ºC apresentam um conteúdo de óleos de 19,5%, enquanto aquelas desenvolvidas a 30ºC apresentam 22,2% de óleo. Influência da fertilidade do solo: talvez o parâmetro do meio de mais fácil controle entre aqueles que afetam a composição química da sementes seja a nutrição mineral que a planta mãe recebe. Na maioria dos casos, sementes que são deficientes em mineral terão performance pior quando comparadas com sementes normais, a não ser que sejam plantadas em solos que são nutricionalmente adequados e promovido do conjunto essencial de elementos. Hormônios: são de enorme importância para os seres vivos, ocorrem nas sementes, são designados como fitohormônios, hormônios de crescimento, substâncias de crescimento e reguladores de crescimento. Ex: Giberelina, tem papel importante tanto no desenvolvimento, como na germinação das sementes. Citocininas necessárias para o crescimento e diferenciação celular, influência na promoção da germinação. Inibidores: existe crescente convicção entre os fisiologistas que dormência de sementes, gemas, tubércules e outras partes da planta, é reguladora por um balanço ou interação entre inibidores e promotores de crescimento endógeno. O ácido abscísico e a cumaria são inibidores que influenciam na germinação de sementes. O gás etileno pode inibir ou promover a germinação e é também considerado um hormônio . Vitaminas: quimicamente as vitaminas representam um grupo muito heterogêneo. Todas as vitaminas conhecidas e seus precursores imediatos são 10 sintetizados pelas plantas superiores, embora não seja certo que todas sejam necessárias ao metabolismo das plantas. Entretanto, o papel específico de certas vitaminas tem sido determinado. Tiamina parece ser necessária para o desenvolvimento do embrião e endosperma de sementes de algumas espécies. Ela é também necessária para o desenvolvimento normal da raiz. Biotina e ácido ascórbico estão envolvidos nos processos respiratórios das sementes. 3. MORFOLOGIA A semente é um ser vivo originário da fecundação do óvulo, sendo atribuído a ela a perpetuação da espécie. Sendo também considerada dentro do contexto agrícola, o principal insumo para a produção de alimento. A semente representa ao mesmo tempo, o ponto culminante das atividades de uma geração da planta, e, o inicio de uma nova geração. Contém dentro de si uma plântula em miniatura, com potencial de crescer e de desenvolver uma planta adulta, com alta capacidade produtiva. O estudo detalhado da morfologia e anatomia das sementes e plântulas é de extrema importância pois além de contribuir para a identificação das espécies, caracterizando famílias e gêneros de acordo com suas estruturas, é também importante para o exame das plântulas em análises de germinação e vigor, para a avaliação da qualidade fisiológica das sementes. As plantas fanerógamas ou espermatófitas, ou seja, plantas que produzem sementes, dividem-se em dois grupos principais que são: as angiospermas e giminospermas. A maioria das plantas cultivadas são do grupo das angiospermas, cujas sementes se desenvolvem dentro do ovário da flor, pertencentes as monocotiledôneas e dicotiledôneas, veremos neste contexto sobre a morfologia das sementes de soja (dicotiledônea). 3.1 ESTRUTURAS EXTERNAS E INTERNAS DAS SEMENTES MADURAS E SUAS FUNÇÕES As sementes das Angiospermas são formadas basicamente pelo tegumento e embrião (cotilédones) mais eixo embrionário, e um terceiro componente denominado 11 endosperma, as vezes ausente. No entanto, do ponto de vista funcional, as sementes são constituídas por casca (cobertura protetora), tecido de reserva (endospermático ou cotiledonar, ou perispermático) e tecido meristemático (eixo embrionário), cada parte apresentando funções especificas. 3.1.1 COBERTURA PROTETORA É a estrutura externa, que delimita a semente. Pode consistir apenas do tegumento, e em alguns casos, também do pericarpo. O tegumento é uma cobertura constituída por camadas celulares originárias dos integumentos ovulares. O pericarpo é originário da parede do ovário. Em alguns casos, ele se desenvolve intimamente ligado ao tegumento, sendo impossível identificar qualquer ponto delimitante, como das sementes de várias gramíneas. Tegumento: sendo originário de tecidos do óvulo, apresenta as características genéticas da planta mãe. Os tipos de apêndices encontrados no tegumento podem ser de grande importância na identificação das sementes. O tegumento da semente apresenta como uma das principais funções; um mecanismo de proteção que é mantido devido a presença de esclerênquimas. Células mecânicas que conferem dureza e rigidez as sementes, são comuns no tegumento das mesmas, estas células podem conter lignina que promove proteção contra ataques de patógenos e predadores. De acordo com Carvalho e Nakagawa (1988), as funções do tegumento podem ser descritas das seguintes formas: • Manter unidas as partes internas da semente; • Proteger os tecidos meristemático e de reserva contra choques e abrasões; • Servir de barreira a entrada de microrganismos e insetos; • Regular a velocidade de hidratação da semente, diminuindo ou evitando possíveis danos causados pelas pressões desenvolvidas durante a embebição; • Regular a velocidade de trocas gasosas entre a semente e o meio (oxigênio e gás carbono) • Regular a germinação, pelo mecanismo de dormência, em certas condições, para determinadas espécies. 12 3.1.2 TECIDO DE RESERVA O eixo embrionário depende de uma fonte de energia e de substancias orgânicas para a elaboração de novas paredes celulares, citoplasma e núcleos, desde o inicio da germinação até que a plântula se torne autotrófica, ou seja, capaz de sintetizar matérias orgânicas pelo processo de fotossíntese. Essa fonte é o tecido de reservaque atua como reservatório e como fornecedor de compostos orgânicos em forma simples, para que possa ser utilizados pelo eixo embrionário. As reservas da semente podem localizar-se nos cotilédones, endosperma, ou no perisperma. Cotilédone: são as primeiras folhas embriônicas e variam em número conforme a espécie, e não são folhas verdadeiras. Nas angiospermas, elas podem existir em número de um ou dois, dividindo as plantas em Mono e Dicotiledôneas, os cotilédones originam-se do próprio zigoto e fazem parte do embrião. Em muitas espécies, o embrião desenvolve-se bastante, absorvendo todo o endosperma e acumulando substâncias de reserva nos cotilédones. Nestes casos, os cotilédones apresentam-se volumosos. Como não apresentam endosperma, as sementes destas espécies são chamadas exalbuminosas, como exemplo as leguminosas soja, feijão. De uma maneira geral, os cotilédones, podem ter três funções: a) Produzir nutrientes para o desenvolvimento da plântula até que as folhas verdadeiras se encarreguem de fazê-lo; b) Armazenar alimento, o qual é usado para nutrir a plântula em desenvolvimento em seus primeiros estágios; c) Absorver alimentos de outros tecidos de reserva como o endosperma e perisperma. Embrião: as partes do embrião são eixo embrionário e um ou mais cotilédones. O eixo embrionário é a parte vital do embrião que possui capacidade de crescimento, por possuir tecidos meristemáticos com capacidade de divisão celular. É um eixo porque inicia o crescimento em duas direções: para as raízes e para o caule. Os cotilédones ao contrário do eixo embrionário, não tem capacidade de crescimento. E podem apresentar função de reserva de nutrientes; síntese (fotossíntese). • Eixo embrionário das dicotiledôneas – o eixo embrionário das dicotiledôneas é dividido em duas partes: uma acima do nó cotiledonar e outra abaixo do nó. O nó 13 cotiledonar é o ponto do eixo onde se prendem os dois cotilédones. A porção do eixo embrionário abaixo do nó cotiledonar é denominada hipocótilo encontra-se a radícula, que originará a raiz primária da nova planta. Muitas vezes é difícil visualizar externamente o limite entre o hipocótilo e a radícula, por isto o eixo embrionário abaixo do nó hipocotiledonar e denominado eixo hipocótilo-radicula. A porção do eixo embrionário acima do nó cotiledonar é designada epicótilo. Na extremidade do epicótilo existe a gema apical, que originará a futura parte aérea da planta. Frequentemente encontramos folhas já diferenciadas no mebrião, as quais se prendem ao epicótilo em um nó situado pouco abaixo da gema apical, são as folhas primárias. Ao conjunto da gema apical mais as folhas primárias denomina-se plúmula. 4 CONCEITO E IMPORTÂNCIA DO VIGOR O vigor compreende um conjunto de características que determinam o potencial para uma emergência rápida e uniforme e o desenvolvimento de plântulas normais, sob ampla diversidade de condições de ambiente (ISTA, 1977 E OASA, EM 1979). O vigor é reconhecido como um parâmetro importante para a caracterização do potencial fisiológico das sementes, indicando os lotes com maior ou menor probabilidade de sucesso após a semeadura em campo ou durante o armazenamento, ambos sob diferentes condições de ambiente, ampliando a diversidade de informações disponíveis sobre a viabilidade das sementes, tem como finalidades: 14 • Conhecimento do potencial de lotes para fins de semeadura – para muitos produtores agrícolas a população ideal de plantas tem uma importância fundamental na maximização da produção. Os testes de vigor não são efetuados para predizer o número exato de plântulas que emergirão e sobreviverão no campo. O conhecimento do vigor de um lote não é garantia de que ele terá uma emergência perfeita. Se um estresse severo ocorrer durante a germinação, crescimento de plântula ou no armazenamento, o lote, por mais vigoroso que seja, pode reduzir sua qualidade. No entanto, o conhecimento do potencial de vigor do lote pode indicar que as chances de boa performance são maiores em lotes de mais alto vigor. • No controle de qualidade e nas estratégias de vendas das companhias produtoras – muitos produtores de sementes já usam os testes de vigor como uma ferramenta básica no controle interno de qualidade. Os resultados destes testes são usados principalmente na identificação de lotes que não se encontram dentro dos padrões de qualidade, normalmente baseados em índice de vigor estabelecidos pelas companhias. Esses índices ou padrões são estabelecidos para as diferentes espécies em cada safra, e, servem para prevenir gastos com beneficiamento, embalagem e tratamento de lotes de baixa qualidade. Os índices de vigor também podem ser usados na decisão sobre o destino de determinados lotes. Aqueles que apresentam maior potencial de vigor em testes, por exemplo, envolvendo resistência a baixa temperatura, provavelmente terão melhor desempenho quando as condições adversas de plantio envolverem temperaturas sub ótimas. • Conhecimento do potencial de armazenamento – o potencial de armazenamento de um lote de sementes está diretamente relacionado com a sua qualidade inicial. Lotes mais vigorosos possuem maior capacidade de suportar um armazenamento prolongado. Se as condições de ambientais de armazenamento não são adequadas, os lotes de maior vigor suportam melhor esse estresse. Por outro lado se as condições de armazenamento são ideais, o desempenho do lote após armazenamento ainda será em função do seu potencial de vigor. Mesmo não estando em condições inadequadas, durante a comercialização, condições como por exemplo: flutuações na temperatura e na umidade relativa do ar podem acelerar a deterioração. Desta forma, lotes mais vigorosos suportam melhor essas condições. 5 METODOLOGIA DOS TESTES DE VIGOR PARA SOJA 15 Será apresentada a metodologia dos testes de resistência: Envelhecimento Acelerado e o teste bioquímico, teste de tetrazólio. A metodologia dos testes aqui apresentados é recomendada pela ISTA E AOSA, seguindo a literatura da ABRATES. 5.1 Envelhecimento acelerado-método gerbox Equipamentos e materiais: - câmara com controle de temperatura 41-ºC (BOD) - germinador ou sala de germinação regulada a 25ºC - gerbox - papel de germinação - Contador de sementes Procedimentos: a) Regular a câmara (BOD) a temperatura desejada (41ºC) b) Colocar 40 ml interior do gerbox c) Sobre a tela colocar as sementes de forma que cubra a superfície da tela, mediante uma camada simples sem sobreposição. d) Em seguida feche com a tampa do gerbox e leve a câmara BOD, onde serão mantidas durante o tempo recomendado para a espécie em questão (41ºC- soja ). e) Após o período de envelhecimento efetua-se o teste de germinação, em que a condução e interpretação são efetuadas de acordo com os critérios estabelecidos nas Regras de Análises de Sementes. TABELA 1 – Período indicado para a exposição das sementes ao envelhecimento acelerado ESPÉCIE PERÍODOS (HORAS/TEMPERATURA ºC) Alface 72/42 Algodão 60/42 Arroz 120/42 Capim colonião 36/42 Cebola 72/42 Feijão 72/42 Girassol 48/42 Milho Rabanete Soja Sorgo 96/42 48/42 48/41 72/43 16 Trigo 60/42 5.2 Teste de Tetrazólio – Soja 5.2.1 Material Necessário Para realização do teste de tetrazólio são necessários os seguintes materiais e equipamentos. • Sal de tetrazólio: 2,3,5 trifenil cloreto de tetrazólio; • Placas de Petri, copos de Becker ou plásticos descartáveis para café; • Frasco de vidro, cor âmbar; • Bisturi ou lâminas cortantes, estiletes e pinças • Papel toalha • Lupa de seis aumentos (6x) com iluminação fluorescente • Estufa ou germinador com controle de temperatura • Refrigerador 5.2.2 Preparo da Solução As soluções devem ser preparadas com água destiladas ou rede de abastecimento com ph entre 6 e 8 e acondicionadasem frascos de vidro de cor âmbar e armazenamento em local escuro e fresco (Geladeira). Utilizar a concentração a 0,075%: - Solução Estoque a 1,0%: obtida através da mistura de 10g do sal de tetrazólio em 1 litro de água destilada ou da rede de abastecimento com ph dentro da faixa. - Solução de Trabalho a 0,075%: 1,0 litro de solução a 0,075% = 75ml da solução estoque (1,0%) + 925ml de H²0. 5.2.3 Preparo das Sementes Número das sementes – nas análises oficiais são testadas duas subamostras de 100 sementes ou quatro subamostras de 50 sementes. Mas as amostras para testes não oficiais podem ser menores, geralmente se utilizam duas repetições de 50 sementes, porque neste teste as condições ambientais são mais uniformes e as sementes estão menos sujeitas as infecções que normalmente ocorrem no teste de germinação. Pré-condicionamento – as sementes devem ser embaladas em papel de germinação umedecido e mantidas nestas condições por um período de 16 horas, na temperatura de 25ºC. para evitar a perda de umidade, as 17 embalagens devem permanecer em câmara úmida, ou seja, em saco plástico ou tapower. Coloração – após o pré-condicionamento, as sementes são colocadas em frascos béquer ou copinhos de plástico, sendo totalmente submersas na solução de tetrazólio (0,075%). As sementes devem permanecer assim a uma temperatura de 35ºC a 40ºC por aproximadamente 150 a 180 minutos. Esta temperatura pode ser obtida utilizando-se uma estufa ou um germinador. É bom ressaltar que esta operação deve ser realizada no escuro, uma vez que a solução de tetrazólio é sensível à luz Lavagem e conservação da amostra – alcançada a coloração ideal, as sementes são retiradas do ambiente a 35ºC a 40ºC e são, em seguida, lavadas com água comum e devem ser mantidas submersas em água até o momento da avaliação. Caso as amostras não sejam avaliadas de imediato, devem ser mantidas em refrigerador, por até 12 horas. 5.2.4 Identificação das Classes Utilizar lupas de seis aumentos (6x), com iluminação florescente. As sementes devem ser avaliadas uma a uma, seccionando-as longitudinalmente através do centro do eixo embrionário, com o auxilio de uma lâmina de barbear ou bisturi, remove-se o tegumento, expondo a superficie externa, o analista observa a superficie externa e interna da semente, procurando todos os tipos de danos. Diferenciação de cores do tecidos: • Vermelho carmim: tecido vivo e vigoroso • Vermelho carmim forte: tecido em deterioração • Branco leitoso: tecido morto Os tecidos vigorosos colorem uniformemente e quando embebidos apresentam-se túrgidos. Fatores que afetam a qualidade da semente de soja: Danos mecânicos: resultam de impactos físicos durante as operações de colheita, trilha, secagem, beneficiamento, transporte e semeadura das sementes de soja (rachaduras, amassamento e abrasões). 18 Deterioração por umidade: resulta da exposição das sementes de soja a ciclos alternados de condições ambientais úmidas e secas na fase final de maturação, antes da colheita (rugas nos cotilédones, na região oposta ao hilo, ou sobre o eixo embrionário). Danos por percevejo: resultante da picada do inseto, ao se alimentar das sementes o percevejo inocula com a levedura Nematospora coryli Peglion, que coloniza os tecidos das sementes, deteriorando-os. Danos por seca e altas temperaturas: ocorre em algumas cultivares quando altas temperaturas (acima de 30ºC) associadas com períodos de baixa disponibilidade hídrica (seca). (presença de uma covinha nos cotilédones até o completo enrugamento da semente) 5.2.4.1 Classes ➢ As classes de 1 a 3 correspondem as sementes viáveis e vigorosas Classe 1: é representada pelas sementes de mais alto vigor, ou seja, com todas as estruturas do embrião intactas e com coloração uniforme e superficial. Os tecidos do embrião estão normais e túrgidos. Classe 2: é representada pelas sementes de alto vigor. São incluídas sementes com danos pequenos e superficiais, ocorrendo na superfície externa dos cotilédones. A superfície interna dos cotilédones e eixo embrionário não apresentam nenhum sinal de dano. Classe 3: compreendem as sementes classificadas como médio vigor. É representada por aquelas que apresentam estrias superficiais de coloração vermelho carmim forte ou áreas brancas presentes na superfície externa dos cotilédones; danos superficiais no córtex do eixo radícula hipocótilo, mas não alcançando o cilindro central. A superfície interna dos cotilédones pode apresentar pequenas áreas mais escuras correspondentes ás estrias externas. As classes 4 e 5 correspondem as sementes apenas viáveis Classe 4: os danos são caracterizados por áreas de coloração vermelho carmim forte (tecido em estádio avançado de deterioração) ou branco leitoso (tecido morto). Os danos são visíveis na superfície interna dos cotilédones. A região vascular não está 19 afetada bem como a junção entre o eixo embrionário e os cotilédones. O cilindro central apresenta-se intacto. Classe 5: os cotilédones estão danificados severamente, mas 50% ou mais do tecido de reserva permanece viável e funcional. A região vascular, próxima ao ponto de ligação entre o eixo embrionário está bem definida e viável. Sementes classificadas nesta classe germinarão e produzirão plântulas normais somente sob condições ideais. As classes de 6 a 8 correspondem às sementes que não são viáveis. Classe 6: as sementes são caracterizadas pela presença de lesões similares as descritas para a classe 5, mas a extensão e profundidade de tecido danificado é grande, tornando a semente não viável. Classe 7: as sementes apresentam dano profundo no cilindro central. A região vascular entre o eixo embrionário e ambos os cotilédones está severamente danificada. A plúmula pode apresentar danos. Mais de 50% do tecido de reserva está deteriorado. Classe 8: as sementes apresentam todas as estruturas do embrião esbranquiçadas (mortas), com tecidos flácidos e quebradiços. 20 21 22 23 24 25 26 27 Após a avaliação de cada semente, registra-se na ficha o nível de viabilidade e a identificação dos tipos de danos que possam ter determinado o referido nível com a utilização dos símbolos abaixo: 5.2.5 Interpretação dos resultados O nível de vigor pode ser interpretado através da seguinte classificação: Vigor muito alto: igual ou superior a 85% Vigor alto: entre 84% e 75% Vigor médio: Vigor baixo: entre 74% e 60% Vigor baixo: entre 59% e 50% Vigor muito baixo: igual ou inferior a 49% As porcentagens de danos mecânicos, deterioração por umidade e danos por percevejo nos níveis 6 a 8, indicam a porcentagem de perda de viabilidade ocasionada pelos referidos danos, sendo consideradas com relação à quantidade de semente como: • sem restrição: inferior a 6% • problema sério: entre 7% a 10% • problema muito sério: superior a 10% 28 29 Referências ABRATES – ASSOCIAÇÂO BRASILEIRA DE TECNOLOGIA DE SEMENTES, Vigor de sementes: conceitos e testes, Londrina, PR 1999. EMBRAPA – EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA, O Teste de Tetrazólio em Sementes de Soja, Londrina, PR 1998. UFLA/FAEPE, Desenvolvimento e formação de sementes - morfologia e anatomia de sementes e plântulas, Renato Mendes Guimarães, João Almir Oliveira, 2000. UFLA/FAEPE, Fisiologia de sementes, Renato Mendes Guimarães, 2000.
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