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UFSM
Dissertação de Mestrado
COMPORTAMENTO DE DUAS CULTIVARES DE FEIJOEIRO
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ii
COMPORTAMENTO DE DUAS CULTIVARES DE FEIJOEIRO
EM RESPOSTA A TEMPERATURA E QUALIDADE
FISIOLÓGICA DE LOTES DE SEMENTES
_________________________________________________
Por
Lucio Zabot
Dissertação apresentada ao Curso de Mestrado do Programa de
Pós-graduação em Agronomia, Área de Concentração em Produção Vegetal,
Universidade Federal de Santa Maria/RS (UFSM), como
requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Agronomia.
PPGA
Santa Maria/RS, Brasil.
2007
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iii
Universidade Federal de Santa Maria
Centro de Ciências Rurais
Programa de Pós-Graduação em Agronomia
A comissão Examinadora, abaixo assinada, aprova a Dissertação
de Mestrado
COMPORTAMENTO DE DUAS CULTIVARES DE FEIJOEIRO
EM RESPOSTA A TEMPERATURA E QUALIDADE
FISIOLÓGICA DE LOTES DE SEMENTES
elaborada por
Lucio Zabot
Como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em
Agronomia
COMISSÃO EXAMINADORA:
____________________________________________________
Dr. Luiz Marcelo Costa Dutra (Presidente/Orientador) - UFSM
____________________________________________________
Dr. Danton Camacho Garcia - UFSM
____________________________________________________
Dr. Orlando Antônio Lucca Filho - UFPel
Santa Maria/RS, Fevereiro, 2007
iv
Dedico:
“Aos meus pais, Adelar e Neusa Zabot e a
minha irmã Marília.”
v
AGRADECIMENTOS
Ao meu orientador Prof. Dr. Luiz Marcelo Costa Dutra, o qual considero
um segundo Pai, por todos os momentos compartilhados desde 27 de Março de 2000,
pelos ensinamentos, conselhos, apoio incondicional em todos os momentos e pela
relação de amizade e lealdade, que sempre esteve acima de tudo, meu eterno
agradecimento.
Aos professores Nilson Lemos Menezes e Danton Camacho Garcia, pela
acolhida nos momentos de dificuldade e pelo relacionamento franco e saudável que
tivemos durante minha estada no Laboratório de Sementes.
Ao professor Orlando Antonio Lucca Filho, incansável colaborador,
sempre presente em nossas defesas de dissertação.
A minha namorada Aniele Scheuermann, que dividiu comigo todos os
momentos de construção desta etapa da minha vida.
Aos funcionários do Laboratório de Sementes, Teresinha Lucia Denardin
da Silveira, Alberto Blaya Perez e Vera Lucia da Silva pelos momentos de descontração
e trabalho acompanhados de um café. Aos amigos do Laboratório de Pesquisa em
Sementes, Maquiel Vidal, Leonardo Antonello, Simone Franzin e Carlos Barhy.
Ao colega de Setor de Agricultura, Prof. Luis Antônio Avila, e aos
bolsistas, Marcos Paulo Ludwig, Juliano Irion Lisboa e Daniel Urhy, pelo apoio na
condução de todas as etapas do trabalho.
Aos inumeráveis amigos do Choga Limpo, que juntos compartilhamos
muitos momentos de felicidade, necessários para o bom andamento dos meus estudos.
6
SUMÁRIO
Lista de Tabelas e Figuras .....................................................................
v
Introdução Geral .....................................................................................
1
CAPÍTULO 1: Temperaturas e níveis de qualidade fisiológica no
crescimento inicial de plântulas de feijão ........................
4
Resumo ......................................................................... 5
Abstract ......................................................................... 7
Introdução ......................................................................
9
Material e Métodos ........................................................ 11
Resultados e Discussão ................................................ 14
Conclusões ....................................................................
22
Referências ................................................................... 22
CAPÍTULO 2: Potencial fisiológico de sementes de feijão: influência de
cultivares, níveis de qualidade dos lotes e temperaturas
de germinação ................................................................
25
Resumo ......................................................................... 26
Abstract ......................................................................... 28
Introdução ......................................................................
30
Material e Métodos ........................................................ 33
Resultados e Discussão ................................................ 37
Conclusões ....................................................................
44
Referências ................................................................... 45
CAPÍTULO 3: Uso de imagens digitais para avaliação de plântulas de
feijão ................................................................................
25
7
Resumo ......................................................................... 26
Abstract ......................................................................... 28
Introdução ......................................................................
30
Material e Métodos ........................................................ 33
Resultados e Discussão ................................................ 37
Conclusões ....................................................................
44
Referências ................................................................... 45
8
LISTA DE TABELAS E FIGURAS
Capítulo 1: TEMPERATURAS E NÍVEIS DE QUALIDADE FISIOLÓGICA DE
SEMENTES NO CRESCIMENTO INICIAL DE PLÂNTULAS DE FEIJÃO.
Tabela 1: Umidade (U), germinação (G), primeira contagem de germinação
(PC), comprimento de plântulas (CP) e massa seca de plântulas (MS) para as
cultivares Valente e Uirapuru, Santa Maria/RS,
2006........................................................... 15
Figura 1: Germinação (%), para as cultivares Valente e Uirapuru, nas
diferentes temperaturas. Santa Maria/RS,
2006.................................................................... 16
Tabela 2: Germinação (%) e primeira contagem de germinação (%) e para as
cultivares Valente e Uirapuru, nas diferentes temperaturas (º C). Santa
Maria/RS,
2006......................................................................................................................
17
Figura 2: Primeira contagem de germinação e índice de velocidade de
germinação, para as cultivares Valente e Uirapuru, nas diferentes
9
temperaturas. Santa Maria/RS,
2006........................................................................................... 18
Figura 3: Comprimento e massa seca da raiz primária, para as cultivares
Valente e Uirapuru, nas diferentes temperaturas. Santa Maria/RS,
2006......................... 20
Figura 4: Comprimento e massa seca do hipocótilo, para a cultivar Valente,
nas diferentes temperaturas. Santa Maria/RS,
2006................................................... 21
Figura 5: Comprimento e massa seca do hipocótilo, para a cultivar Uirapuru,
nas diferentes temperaturas. Santa Maria/RS,
2006................................................... 21
Capítulo 2: POTENCIAL FISIOLÓGICO DE SEMENTES DE FEIJÃO:
INFLUÊNCIA DE CULTIVARES, NÍVEIS DE QUALIDADE DOS LOTES E
10
Tabela 2: Germinação (%), massa seca de raiz (g) e comprimento do hipocótilo
(cm) para as cultivares Valente e Uirapuru, nas diferentes temperaturas (º C).
Santa Maria/RS, 2006...........................................................................................
39
Tabela 3: Primeira contagem de germinação (%) para as cultivares Valente e
Uirapuru para os diferentes lotes nas diferentes temperaturas. Santa Maria/RS,
2006......................................................................................................................
41
Tabela 4: Índice de velocidade de germinação, para as cultivares Valente e
Uirapuru para os diferentes lotes nas diferentes temperaturas. Santa Maria/RS,
2006.......................................................................................................................
42
Tabela 5: Massa seca do hipocótilo (g), para as cultivares Valente e Uirapuru
para os diferentes lotes nas diferentes temperaturas. Santa Maria/RS,
2006............... 44
Capítulo 3: USO DE IMAGENS DIGITAIS PARA AVALIAÇÃO DE
PLÂNTULAS DE FEIJÃO.
Figura 1: Amostra das plântulas da cultivar Valente (1), para cada uma das
temperaturas testadas, 10 (A), 15 (B), 20(C), 25 (D) e 30º C (E) e para a
11
cultivar Uirapuru (2) nas temperaturas testadas, 10 (A), 15 (B), 20(C), 25 (D) e
30º C (E). Santa Maria/RS,
2006........................................................................................... 60
Figura 2: Comprimento do hipocótilo para a cultivar Valente (A) e Uirapuru (B)
e comprimento da raiz para a cultivar Valente (C) e Uirapuru (D), avaliadas pelo
método padrão de laboratório. Comprimento do hipocótilo para a cultivar
Valente (E) e Uirapuru (F) e comprimento da raiz para a cultivar Valente (G) e
Uirapuru (H), avaliadas pelo método de imagens digitais. Santa Maria/RS,
2006.............. 63
Tabela 1: Comprimento do hipocótilo (cm), para as cultivares Uirapuru e
Valente, analisado através de imagens digitais e pelo método padrão de
laboratório, para quatro lotes diferentes temperaturas. Santa Maria/RS,
2006................................ 66
Tabela 2: Comprimento da raiz (cm), para as cultivares Uirapuru e Valente,
analisado através de imagens digitais e pelo método padrão de laboratório,
para quatro lotes diferentes temperaturas. Santa Maria/RS,
2006................................ 68
INTRODUÇÃO GERAL
O feijão comum (Phaseolus vulgaris L.) é uma das principais
fontes de proteína da maioria da população brasileira, sendo uma cultura de
12
grande expressão sócio-econômica no Brasil. O desempenho da cultura do
feijão comum, associado à obtenção de novas cultivares com características
agronômicas desejáveis, tem melhorado com o passar dos anos, e as
observações da interação entre genótipos e ambientes, mostram diferenças no
comportamento das cultivares, em diversos locais, anos e épocas de
semeadura.
No Brasil, cultivam-se anualmente, aproximadamente, 4 milhões
de hectares com a cultura do feijoeiro. No Rio Grande do Sul, distinguem-se
duas épocas de semeadura. A semeadura da primeira época (safra) é
realizada principalmente entre os meses de agosto e outubro, enquanto a
segunda época (safrinha) ocorre primordialmente entre os meses de janeiro e
fevereiro. A cultura do feijoeiro é desenvolvida em todas as regiões do Estado,
sob diferentes condições edafoclimáticas. Assim, há grande variação no
rendimento, não só em função dos sistemas de cultivo e níveis de investimento,
mas também em conseqüência das condições climáticas, resultando na
interação entre genótipo e ambiente.
Em algumas regiões do Estado com temperaturas reduzidas no
inverno, a germinação se constitui em uma fase crítica para o feijoeiro, assim
como na semeadura de safrinha, em solos quentes e, normalmente, sob
condições de deficiência hídrica. Nestas ocasiões as sementes de feijão podem
demorar para germinar ou emergir em função das baixas temperaturas do solo,
ou mesmo não emergir ou gerar uma plântula anormal em condições de alta
temperatura. Sob essa ótica, informações relacionadas a germinação, vigor e
características de plântulas em condições variadas de temperatura e,
13
preferencialmente, abordando aspectos de diferenças entre cultivares, são de
extrema importância, tendo em vista as diferenças genealógicas existentes
para as linhagens progenitoras das atuais cultivares utilizadas pelos
produtores.
Sendo o vigor uma das principais características de investigação,
por se tratar de um importante componente de avaliação da qualidade das
sementes, pode ser considerado, primeiramente, como potencial máximo para
o estabelecimento de plântulas e, em segundo lugar, como a diminuição
potencial daquele máximo, até ocorrer a morte das sementes, isto é, até atingir
um potencial de estabelecimento igual a zero. O máximo é fixado pela
constituição genética da planta e, normalmente, é característico de cada
população de sementes. O nível de vigor das sementes influi decisivamente
sobre o processo de germinação, quer retardando-o, provocando o
aparecimento de plântulas anormais, quer impedindo a germinação, estando o
vigor condicionado a uma ampla limitação das condições ambientais, incluindo
situações de estresse.
Diversos segmentos do setor de produção de sementes de
grandes culturas têm demonstrado grande interesse na utilização de testes de
vigor que avaliem adequada e seguramente a qualidade fisiológica das
sementes. Assim, testes que forneçam resultados confiáveis merecem cada
vez mais atenção por parte dos pesquisadores.
A utilização de baixas temperaturas, como por exemplo, teste de
frio, cujo princípio se baseia na avaliação da qualidade fisiológica de sementes
sob condições adversas, é um dos testes de vigor mais utilizados em diversas
14
regiões de clima temperado, onde a época de semeadura pode coincidir com
períodos chuvosos e de baixa temperatura. Portanto, é considerado um teste
de resistência, ou seja, o lote de sementes que apresentar melhor desempenho
sob condições adversas é considerado mais vigoroso.
De forma geral, se os resultados sob condições de baixa
temperatura se aproximarem dos obtidos no teste padrão de germinação, há
grande possibilidade de esse lote apresentar capacidade para germinar sob
uma ampla faixa de condições ambientais, basicamente em termos de
conteúdo de água e a temperatura do solo.
15
CAPÍTULO 1:
TEMPERATURAS E NÍVEIS DE QUALIDADE FISIOLÓGICA DE SEMENTES
NO CRESCIMENTO INICIAL DE PLÂNTULAS DE FEIJÃO
16
RESUMO
Dissertação de Mestrado
Programa de Pós-Graduação em Agronomia
Universidade Federal de Santa Maria, RS, Brasil
TEMPERATURAS E NÍVEIS DE QUALIDADE FISIOLÓGICA DE SEMENTES
NO CRESCIMENTO INICIAL DE PLÂNTULAS DE FEIJÃO
Autor: Lucio Zabot
Orientador: Luiz Marcelo Costa Dutra
Santa Maria, 28 de Fevereiro de 2007
Com o objetivo de avaliar o crescimento inicial de plântulas de feijão, foi
realizado um experimento avaliando a influência da temperatura, em lotes com
diferentes níveis de qualidades fisiológicas de duas cultivares de feijão
(Phaseolus vulgaris L.). O experimento foi conduzido em câmaras climatizadas
no Laboratório Didático e de Pesquisas em Sementes do Departamento de
Fitotecnia – UFSM, onde foram utilizadas as temperaturas constantes de 10,
15, 20, 25 e 30º C, com as cultivares Valente e Uirapuru e quatro lotes de
diferentes qualidades fisiológicas, obtidos através de envelhecimento artificial
durante períodos de zero, 12, 24 e 36 horas (41º C e 100% de UR do ar). Os
testes realizados foram: teste de germinação, primeira contagem de
germinação, Índice de Velocidade de Germinação, comprimento de hipocótilo e
radícula das plântulas e massa seca de hipocótilo e radícula. O delineamento
utilizado foi Inteiramente ao Acaso, com quatro repetições. Para as condições
17
do experimento, a cultivar Uirapuru apresentou desempenho inferior a Valente
nas menores temperaturas para as variáveis analisadas, enquanto que a
qualidade fisiológica das sementes interfere no desenvolvimento de plântulas.
As baixas temperaturas afetam negativamente a germinação e elongação do
hipocótilo.
Palavras-chave: Phaseolus vulgaris L., hipocótilo, baixa temperatura.
18
ABSTRACT
Master Thesis
Programa de Pós-Graduação em Agronomia
Universidade Federal de Santa Maria, RS, Brazil
TEMPERATURES AND LEVELS OF SEEDS PHYSIOLOGICAL QUALITY IN
THE INITIAL GROWTH OF SEEDLINGS OF BEAN VARIETIES
Author: Lucio Zabot
Adviser: Luiz Marcelo Costa Dutra
Santa Maria, February 28
th
, 2007
Aiming to evaluate the initial growth of bean seedlings, it was done an
experiment analyzing the influence of temperature on seed lots of different
levels of physiological qualities of two bean varieties (Phaseolus vulgaris L.).
The experiment was conducted in climatic chambers in the Didactic and
Research Lab of the Departamento de Fitotecnia – UFSM – where it was used
the constant temperatures of 10, 15, 20, 25 and 30ºC, the varieties Valente and
Uirapuru and four shares of different physiological qualities, obtained through
artificial aging during periods of zero, 12, 24 and 36 hours (41ºC and 100% of
air RH). The tests were: germination, first germination count, germination of
velocity index, length of hypocotyl and radicle of young plants and dry matter of
hypocotyl and radicle. The design used was complete random, with four
replications. In the condition of the experiment, variety Uirapuru showed an
inferior development compared to Valente in the lowest temperatures for the
analyzed variables, while the physiological quality of the seeds interferes in the
19
development of young plants. Low temperatures have affected negatively the
germination and elongation of the hypocotyl.
Key words: Phaseolus vulgaris L., hypocotyls, cold temperature.
20
INTRODUÇÃO
O feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris L.) é uma espécie
amplamente difundida e cultivada em todos os Estados brasileiros, sendo parte
incondicional da nossa dieta. No Rio Grande do Sul, é caracterizado pelo
cultivo em pequenas propriedades, porém, devido ao seu retorno econômico
positivo, vem também sendo cultivado por produtores com maior possibilidade
de emprego de tecnologia e em maiores áreas (JAUER et al., 2004).
Segundo ZABOT et al. (2004), a possibilidade de semeadura do
feijoeiro em mais de uma época, também contribui para os investimentos e o
crescimento da importância desta cultura no contexto agrícola do Rio Grande
do Sul, onde é semeado tradicionalmente em duas épocas: a primeira,
conhecida como safra (semeada entre agosto e outubro) e a segunda,
conhecida como safrinha (semeada em janeiro e fevereiro).
A Região Sul é uma tradicional consumidora e produtora de feijão
do grupo comercial preto. De acordo com ZABOT et al. (2004), atualmente,
55% das cultivares pertencentes ao grupo comercial preto são do tipo II (hábito
de crescimento indeterminado, ereto e com guia curta), e estes genótipos são
os mais utilizados pelos produtores. No entanto, pouco se sabe sobre o
comportamento destes materiais nas condições de cultivo de safra e safrinha e
suas repostas em relação às variações climáticas.
Historicamente, a produtividade média de feijão no Rio Grande do
Sul não ultrapassa uma tonelada ha
-1
(CEPEF, 2003). Um dos motivos que
contribuem para o reduzido rendimento no Estado é a baixa taxa de utilização
21
de sementes melhoradas ou mesmo, o uso de sementes de baixa qualidade
para implantação das lavouras. Normalmente, os produtores utilizam, de um
ano para o outro, grãos colhidos em safras passadas como “sementes
próprias”, sendo estas, de baixa qualidade fisiológica.
Aliado a este fator, a época de semeadura constitui-se também
em problema para os produtores. Em semeaduras na safra (agosto a outubro)
e safrinha (janeiro e fevereiro), mesmo que dentro da época indicada, o fator
temperatura pode interferir significativamente sobre o desenvolvimento e
estabelecimento da cultura em campo.
Durante a safra, em Santa Maria, a temperatura média é de 20º
C, a média das temperaturas máximas é 24º C e a média das temperaturas
mínimas é 18º C. Na safrinha, a temperatura média é 24º C a média das
máximas 30º C e a médias das mínimas 19º C (BRASIL, 1992a). Na safra, em
semeaduras antecipadas (no início da época indicada), o solo apresenta
temperaturas subótimas para que as sementes gerem plântulas normais e
consigam a emergência, mesmo que estas consigam emitir a raiz primária. No
caso de semeaduras tardias, o período de florescimento da cultura coincide
com épocas de altas temperaturas, o que igualmente resulta em problemas
para o bom desenvolvimento da cultura.
Na safrinha, as altas temperaturas ocorridas durante o período
recomendado de semeadura fazem com que o problema se repita. Neste caso,
as altas temperaturas resultam em um percentual elevado de plântulas
anormais, o que pode prejudicar a emergência e, o estabelecimento inicial da
cultura.
22
Segundo MARCOS FILHO (2005), o estabelecimento adequado
do estande depende da utilização de sementes com alto potencial fisiológico,
capazes de germinar uniforme e rapidamente, sob ampla variação do
ambiente. A redução da percentagem e velocidade de emergência de plântulas
é uma das conseqüências da interação do potencial fisiológico das sementes
com as condições do ambiente.
O objetivo deste trabalho foi observar o desenvolvimento de
plântulas das cultivares Valente e Uirapuru, oriundas de sementes com
diferentes níveis de qualidade fisiológica, submetidas a diferentes
temperaturas.
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi conduzido no Laboratório Didático e de
Pesquisas em Sementes do Departamento de Fitotecnia, da Universidade
Federal de Santa Maria, em Santa Maria – RS. Foram utilizadas duas cultivares
de feijoeiro comum, Valente e Uirapuru (ambas classificadas como tipo II e
grupo comercial preto), dividas em quatro lotes de diferentes níveis de
qualidade fisiológica, diferenciados pelos envelhecimentos artificiais por
diferentes períodos. Sementes destes lotes foram submetidas a testes de
germinação a temperaturas constantes de 10, 15, 20, 25 e 30º C. As sementes
foram produzidas na safra agrícola 2005/2006, e adquiridas junto à Cooperativa
Agrícola Mista Comacel, de Arroio do Tigre – RS.
23
Para a obtenção dos lotes através do envelhecimento artificial, as
sementes de cada cultivar foram acondicionadas em bandejas de fundo
metálico telado e envelhecidas em câmara de envelhecimento acelerado por
períodos de zero, 12, 24 e 36 horas (lotes 1, 2, 3 e 4, respectivamente), na
temperatura de 41º C e umidade relativa de 100%.
Para a determinação do grau de umidade inicial foram pesadas
aproximadamente cinco gramas de sementes de cada lote com quatro
repetições, e levadas a estufa por 24 horas e temperatura constante de 105 +
3º C (BRASIL, 1992b). Os dados obtidos foram expressos em porcentagem,
sendo que os valores não ultrapassaram 13,0%, conforme recomenda
MARCOS FILHO (1994), não sendo necessários ajustes no teor de umidade
para realização dos testes.
As avaliações realizadas foram: teste de germinação, primeira
contagem de germinação, índice de velocidade de germinação, comprimento
de hipocótilo e de radícula, e massa seca de hipocótilo e radícula.
Para o teste de germinação foram utilizadas quatro repetições de
50 sementes para cada um dos lotes, semeadas em rolos de papel
umedecidos com água destilada no volume equivalente a 2,5 vezes a massa
do papel seco, e posteriormente, levado aos germinadores regulados com
temperaturas constates de 10, 15, 20, 25 e 30º C, durante o período de oito
dias, sendo contabilizadas somente plântulas normais e os resultados
expressos em porcentagem (BRASIL, 1992b).
A primeira contagem de germinação foi realizada
concomitantemente ao teste de germinação, onde a interpretação foi realizada
24
aos cinco dias após a semeadura, sendo consideradas somente plântulas
normais e os resultados foram expressos em porcentagem.
Conjuntamente aos testes de germinação e primeira contagem de
germinação foi determinado o Índice de Velocidade de Germinação (IVG), onde
foram realizadas leituras diárias, sendo contabilizadas as sementes
germinadas que apresentassem raiz primária com, aproximadamente, dois
centímetros (2,0cm) de comprimento. No oitavo dia após semeadura, com os
dados diários do número de sementes germinadas, calculou-se o IVG para
cada tratamento segundo a metodologia descrita por MAGUIRRE (1962).
Na avaliação do crescimento de plântulas foram utilizadas quatro
repetições de 20 sementes para todos os tratamentos, sendo a semeadura no
terço superior do papel umedecido com água destilada, no volume de 2,5
vezes a massa do papel seco. Os rolos contendo as sementes foram levados
aos germinadores por oito dias, nas temperaturas constantes previstas no
trabalho. Após oito dias, as plântulas foram aleatoriamente separadas em
quatro repetições de 10 plântulas para cada lote, sendo estas submetidas às
medições (BRASIL, 1992b).
Para obtenção dos dados de comprimento de hipocótilo foram
realizadas as medidas da zona de diferenciação entre radícula/hipocótilo até os
cotilédones, e para a medição da radícula foi considerado o comprimento da
raiz primária, usando-se régua com graduação em milímetros (mm). Os
comprimentos, tanto de hipocótilo como de radícula, foram formados a partir da
média das 10 plântulas avaliadas e expressos em centímetros (cm).
25
Os dados de massa seca de hipocótilo e radícula foram gerados
utilizando-se as 10 plântulas avaliadas para comprimento, sendo que estas
foram acondicionadas em sacos de papel e levadas a estufa com circulação de
ar por um período de 24 horas e temperatura constante de 62º C (BRASIL,
1992b). Após secagem até massa constante, foi realizada a pesagem em
balança de precisão (0,001g) e os resultados expressos em gramas para cada
tratamento.
O delineamento experimental utilizado foi Inteiramente ao Acaso
com quatro repetições, no esquema trifatorial (2x4x5), sendo dois o fator
cultivar (Valente e Uirapuru), quatro os níveis de qualidade (zero, 12, 24 e 36
horas de envelhecimento artificial) e cinco as temperaturas (10, 15, 20, 25 e
30º C).
A análise estatística dos resultados foi realizada utilizando o
Software Sistema de Análises Estatísticas – SANEST (ZONTA et al., 1986). Os
dados referentes a germinação (%) e primeira contagem de germinação (%)
foram transformados em arcsen (%/100)
1/2
. As variáveis resposta foram
submetidas a Análise da Variância e em função das significâncias dos efeitos
principais e interações, foram comparadas pelo Teste de Tukey em nível de 5%
de probabilidade de erro ou Regressão Polinomial (STORCK et al., 2006).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os lotes utilizados no trabalho apresentaram qualidades
fisiológicas iniciais distintas para germinação e vigor e os teores de água das
26
sementes encontravam-se estabilizados não interferindo nos resultados dos
testes realizados (tabela 1).
Tabela 1: Umidade (U), germinação (G), primeira contagem de germinação
(PC), comprimento de plântulas (CP) e massa seca de plântulas
(MS) para as cultivares Valente e Uirapuru, Santa Maria/RS, 2006.
CP (cm) MS (g)
Lote
U
(%)
G
(%)
PC
(%)
27
decréscimo na germinação. O estresse causado pela alta temperatura faz com
que se manifeste um aumento no número de plântulas anormais, enquanto que
as temperaturas inferiores atuam como inibidoras da germinação.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
10 15 20 25 30
Temperatura (º C)
Germinação (%)
Valente, Y = 70,1119 - 24,8841X + 13,0149X2 - 1,6806X3, R2 = 0,95
Uirapuru, Y = 31,3413 + 19,9884X - 2,5734X2, R2 = 0,85
Figura 1: Germinação (%), para as
cultivares Valente e
Uirapuru, nas diferentes
temperaturas. Santa
Maria/RS, 2006.
Quando se comparou o comportamento das cultivares Uirapuru e
Valente no teste de germinação e primeira contagem de germinação (tabela 2)
pelo teste de médias em cada temperatura observaram-se diferenças para
todas as temperaturas testadas. No entanto, para as menores temperaturas (10
e 15º C) a cultivar Valente foi superior a cultivar Uirapuru, enquanto que nas
temperaturas testadas ocorreu o inverso, sendo a cultivar Uirapuru superior
para germinação e primeira contagem. Estes resultados remetem ao estudo da
origem e genealogia das cultivares e aos diferentes níveis de tolerância as
baixas temperaturas. Segundo GEPTS & DEBOUCK (1991), cultivares do
28
grupo andino (norte dos Andes) e cultivares do grupo mesoamericano (América
Central e México), apresentam respostas diferenciadas em relação às
temperaturas durante o desenvolvimento, não sendo diferente para o processo
germinativo.
Tabela 2: Germinação (%) e primeira contagem de germinação (%) e para as
cultivares Valente e Uirapuru, nas diferentes temperaturas (º C).
Santa Maria/RS.
Germinação
Cultivares
10º C 15º C 20º C 25º C 30º C
Valente 70 a* 72 a 87 b 88 b 77 b
Uirapuru 60 b 68 b 90 a 90 a 83 a
Primeira Contagem de Germinação
Cultivares
10º C 15º C 20º C 25º C 30º C
Valente 18 a* 44 a 71 b 79 b 62 b
Uirapuru 3 b 32 b 79 a 86 a 72 a
* Médias não seguidas pela mesma letra na coluna, diferem entre si estatisticamente pelo Teste de Tukey, a 5% de
probabilidade de erro.
Na figura 2, o teste de primeira contagem de germinação indica
mesmo comportamento ocorrido para o teste de germinação, onde os valores
são inferiores na menor temperatura testada. Próximo aos 25º C são
observados os valores máximos de germinação e, na maior temperatura,
ocorre decréscimo. Na comparação entre as cultivares, Valente é superior,
diferenciando-se significativamente de Uirapuru somente nas menores
29
temperaturas (tabela 2). Como indicativo de vigor, a primeira de contagem de
germinação mostra que, com o aumento da temperatura, existe aumento do
número de plântulas normais, antecipadamente.
0
10
20
30
40
50
60
70
10 15 20 25 30
Temperatura (º C)
Primeira Cont. Germ. (%)
Valente, Y = - 7,7880 + 35,7133X - 4,6845X2, R2 = 0,97
Uirapuru, Y = - 36,8507 + 51,4492X - 6,4271, R2 = 0,97
0
5
10
15
20
25
10 15 20 25 30
Temperatura (º C)
Índice Veloc. Germ. (IVG)
Valente, Y = - 5,9308 + 9,7850X - 0,9909X2, R2 = 0,97
Uirapuru, Y = - 7,4320 + 10,2532X - 0,9134X2, R2 = 0,97
Figura 2: Primeira contagem de germinação e índice de velocidade de
germinação, para as cultivares Valente e Uirapuru, nas diferentes
temperaturas. Santa Maria/RS, 2006.
Para os diferentes lotes utilizados foram detectadas diferenças
para o teste de primeira contagem de germinação. Tanto para Valente como
para Uirapuru, as temperaturas extremas (10 e 30º C) estratificaram de
maneira eficiente os lotes. Nas temperaturas intermediárias, lotes com menor
qualidade fisiológica inicial comportaram-se de maneira superior quando
comparados aos lotes de maior qualidade. Para valores pontuais de primeira
contagem de germinação entre as cultivares, observou-se que a 10º C a
cultivar Uirapuru foi inferior novamente a Valente. Em temperaturas extremas,
onde o estresse causado pela temperatura é maior, lotes com qualidades
fisiológicas distintas tendem a se comportar de forma diferenciada, onde
sementes com qualidade fisiológica superior possuem maior potencial para
30
expressar suas características quando comparadas a lotes de qualidade
inferior. Em condições de temperatura próximas as ideais, a diferenciação entre
os lotes fica comprometida em função da otimização das condições
necessárias para germinação. SANTOS et al. (2004), trabalhando com
diferentes lotes e períodos de envelhecimento, para a cultivar IAPAR 44,
também observaram decréscimo para primeira contagem de germinação a
medida em que os lotes diminuíam a qualidade fisiológica.
O índice de velocidade de Germinação (IVG) apresentou
comportamento crescente, com o aumento da temperatura, para ambas
cultivares (figura 2). Neste sentido, a redução gradativa da temperatura, em
função dos efeitos sobre a velocidade de embebição e de mobilização de
reservas, provoca decréscimo acentuado na velocidade de germinação
(MARCOS FILHO, 2005). Esse fato contribui para a maior sensibilidade da
semente aos fatores adversos do ambiente, especialmente a associação com
microorganismos do solo e conseqüente dificuldade de estabelecimento das
plântulas em campo.
Na avaliação de plântulas, para comprimento e massa seca de
radícula (figura 3) observamos comportamento quadrático significativo, sendo
os menores e máximos comprimentos e massas secas nas temperaturas de 10
e 25º C, respectivamente. Na temperatura de 30º C os valores tendem a
decrescer significativamente tanto para Valente como para Uirapuru. De acordo
com MARCOS FILHO (2005) sob baixas temperaturas, pode ocorrer redução
do crescimento das plântulas e esse prejuízo, geralmente, é proporcional ao
31
período de exposição a essa determinada temperatura, podendo também se
estender o problema durante o restante do ciclo de desenvolvimento da cultura.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
10 15 20 25 30
Temperatura (º C)
Compr. Raiz Prim. (cm)
Valente, Y = - 7,3353 + 12,5741X - 1,6806X2, R2 = 0,93
Uirapuru, Y = - 8,5630 + 12, 7440X - 1,5776X2, R2 = 0,98
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
10 15 20 25 30
Temperatura (º C)
Massa Seca Radícula (g)
Valente, Y = - 0,0830 + 0,1275 - 0,0164X2, R2 = 0,99
Uirapuru, Y = - 0,0661 + 0,1129X - 0,0123X2, R2 = 0,95
Figura 3: Comprimento e massa seca da raiz primária, para as cultivares
Valente e Uirapuru, nas diferentes temperaturas. Santa Maria/RS,
2006.
Para a cultivar Valente, o comprimento do hipocótilo foi, em
média, inferior a um centímetro na menor temperatura, atingindo o crescimento
máximo próximo a 25º C (figura 4). Para a massa seca do hipocótilo (figura 4),
observou-se comportamento inverso, onde a maior massa seca ocorre na
menor temperatura e a menor na temperatura mais elevada. Na figura 5, o
comprimento do hipocótilo para a cultivar Uirapuru não foi observado na menor
temperatura (10º C). O valor máximo para comprimento de hipocótilo foi
observado em torno de 25º C. O comportamento da massa seca do hipocótilo
para a cultivar Uirapuru foi semelhante a Valente (figura 5). Em ambos os
casos, as baixas temperaturas afetaram significativamente a elongação do
hipocótilo. Nas condições de cultivo de safra para o Rio Grande do Sul, onde
as baixas temperaturas ocorrem durante o início do período recomendado de
semeadura, esta situação é problemática. O comportamento inverso para a
32
massa seca do hipocótilo revela que a semente praticamente não alterou seu
estado inicial, não gastando energia para desenvolver novas estruturas. Na
medida em que a temperatura aumenta, existe incremento no comprimento do
hipocótilo e conseqüente decréscimo nos valores de massa seca.
0
2
4
6
8
10
12
14
10 15 20 25 30
Temperatura (º C)
Compr. do Hipocótilo (cm)
Y = - 9,0878 + 10,9787X - 1,3937X2, R2 = 0,80
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
10 15 20 25 30
Temperatura (º C)
Massa Seca Hipocótilo (g)
Y = 1,9960 - 0,5121X + 0,0573X2, R2 = 0,94
Figura 4: Comprimento e massa seca do hipocótilo, para a cultivar Valente,
nas diferentes temperaturas. Santa Maria/RS, 2006.
0
2
4
6
8
10
12
14
10 15 20 25 30
Temperatura (º C)
Comprimento do Hipocótilo (cm)
Y = - 11,9501 + 124390X - 1,5313X2, R2 = 0,87
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
10 15 20 25 30
Temperatura (º C)
Massa Seca Hipocótilo (g)
Y = 2,0982 - 0,4020X + 0,0357X2, R2 = 0,96
Figura 5: Comprimento e massa seca do hipocótilo, para a cultivar Uirapuru,
nas diferentes temperaturas. Santa Maria/RS, 2006.
Para a semeadura do feijoeiro, o produtor obedece a critérios
estabelecidos pelo zoneamento agroclimático da cultura, o qual contempla
33
características de cada região, como por exemplo, tipo de solo, distribuição das
precipitações e temperatura do ar. Porém, a temperatura do solo não é
considerada para fins de indicação de época de semeadura, sendo que esta
influencia diretamente sobre o processo produtivo, interferindo no
estabelecimento da lavoura e consequentemente no desempenho agronômico
da cultura.
CONCLUSÕES
A cultivar Uirapuru apresenta desempenho inferior a Valente, nas
menores temperaturas.
As baixas temperaturas afetam negativamente a germinação e
elongação do hipocótilo.
REFERÊNCIAS
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climatológicas obtidas com os dados de período 1961-1990. Brasília:
Instituto Nacional de Meteorologia – INMET. Oitavo Distrito de Meteorologia –
8º DISME, 84p., 1992.
BRASIL (b). Ministério da Agricultura e do Abastecimento. Regras para
análise de sementes. Brasília: SNAD/DNPV/CLAV, 365p., 1992.
34
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técnicas para o cultivo no Rio Grande do Sul. Passo Fundo: UPF, 149p.,
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GEPTS, P.; DEBOUCK, D. Origin, domestication, and evolution of the common
bean (Phaseolus vulgaris L.). In: SCHOONHOVEN, A. van; VOYSEST, O.
(Ed.). Common beans: research for crop improvement. Wallingford:
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v.10, n.1-2, p.23-33, 2004.
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seeding emergence and vigor. Crop Science. Madison, v.2, p.176-177, 1962.
MARCOS FILHO, J. Teste de envelhecimento acelerado. In: VIEIRA, R.D.;
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Piracicaba: Fealq, 495p., 2005.
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bioquímicas em sementes de feijão envelhecidas artificialmente. Revista
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STORCK, L. et al. Experimentação II. 2 ed. Santa Maria: UFSM, CCR,
Departamento de Fitotecnia, 205p., 2006.
ZABOT, L. et al.. Análise de crescimento da cultivar de feijão BR IPAGRO 44
Guapo Brilhante cultivada na safrinha, em quatro densidades de semeadura,
em Santa Maria/RS. Revista de Ciências Agroveterinárias. Lages, v.3, n.2,
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ZONTA, E.P.; MACHADO, A.D.; SILVEIRA JÚNIOR, P. Sistema de análise
estatística para microcomputadores: SANEST. Pelotas: UFPel, 1984.
36
CAPÍTULO 2:
POTENCIAL FISIOLÓGICO DE SEMENTES DE FEIJÃO: INFLUÊNCIA DE
CULTIVARES, NÍVEIS DE QUALIDADE DOS LOTES
E TEMPERATURAS DE GERMINAÇÃO
37
RESUMO
Dissertação de Mestrado
Programa de Pós-Graduação em Agronomia
Universidade Federal de Santa Maria, RS, Brasil
POTENCIAL FISIOLÓGICO DE SEMENTES DE FEIJÃO: INFLUÊNCIA DE
CULTIVARES, NÍVEIS DE QUALIDADE DOS LOTES
E TEMPERATURAS DE GERMINAÇÃO
Autor: Lucio Zabot
38
temperaturas extremas (10º e 30º C) utilizadas nos testes demonstraram-se
capazes de discriminar os lotes e o IVG é o teste de vigor que melhor indica as
diferenças entre os lotes, em todas as temperaturas.
Palavras-chave: Phaseolus vulgaris L., germinação, vigor.
39
ABSTRACT
Master Thesis
Programa de Pós-Graduação em Agronomia
Universidade Federal de Santa Maria, RS, Brazil
PHYSIOLOGICAL POTENTIAL OF BEANS SEEDS: INFLUENCE TO
VARIETIES, LEVELS OF QUALITY OF THE LOTS
AND TEMPERATURES OF GERMINATION
Author: Lucio Zabot
Adviser: Luiz Marcelo Costa Dutra
Santa Maria, February 28
th
, 2007
The study had as objective of verify the behavior of d
40
capable of discriminating the lots and the IVG is the vigor test that better
indicates the differences between the lots, in all temperatures.
Key words: Phaseolus vulgaris L., germination, vigor.
41
INTRODUÇÃO
O feijão é um dos principais alimentos da dieta do povo brasileiro
sendo consumidos aproximadamente 3,25 milhões de tonmim
42
compõem as cadeias produtivas da agricultura. O nível de impacto sobre a
produtividade agrícola e o lucro obtido pelo uso de novas cultivares, está
estreitamente relacionadas com a qualidade da semente colocada à disposição
do agricultor, que deve estar ciente de que as sementes não melhoram seu
estado fisiológico depois de produzidas, processadas e armazenadas, e que
sua qualidade é o reflexo dos cuidados adotados desde a escolha da melhor
área, da época de semeadura mais adequada e de tecnologias aplicadas
durante todo o processo produtivo.
Após a maturidade fisiológica, as sementes de feijão passam a
sofrer um processo contínuo e irreversível de deterioração e envelhecimento.
Tão importante quanto este processo, é o conhecimento de seus efeitos sobre
as sementes, uma vez que, é através de métodos desenvolvidos em laboratório
que se pode determinar os potenciais fisiológicos e o vigor das sementes de
diferentes lotes (CUSTÓDIO, 2005). O processo de deterioração envolve a
degradação das membranas celulares, a redução das atividades respiratórias e
biossintéticas, desaceleração na germinação, redução do potencial de
conservação, menor taxa de crescimento e desenvolvimento, menor
uniformidade, maior sensibilidade ao ambiente, redução da emergência em
campo e, consequentemente, aumento de plântulas anormais (LINARES,
1999).
Para que uma semente seja classificada como de alta qualidade,
deve-se observar os fatores genéticos, físicos, fisiológicos e sanitários. O vigor
de uma semente não é expresso por uma só característica, mas sim por um
conjunto, sendo que um único teste germinativo, seja este fisiológico ou
43
plantular, é pouco apropriado sob todas as condições, mesmo que para a
mesma espécie (HAMPTON & COOLBEAR, 1990).
O nível de vigor das sementes influencia decisivamente sobre o
processo germinativo, seja retardando, provocando o aparecimento de
plântulas anormais, seja impedindo a germinação, (QUEIROZ et al., 1998),
sendo que sementes potencialmente capazes de germinação rápida e uniforme
mostram-se mais resistentes às condições adversas do ambiente, por ocasião
da semeadura da cultura (BRACCINI et al., 1997).
Um teste de vigor deve basicamente, registrar índices de
qualidade de sementes mais sensíveis que o teste de germinação, separar
lotes de sementes em termos de potencial e desempenho, bem como ser
objetivo, rápido, simples e interpretável, mesmo em condições de estresse
(HAMPTON & COOLBEAR, 1990).
No que diz respeito à avaliação da qualidade fisiológica de um
lote de sementes, um lote poderia ser bem avaliado, usando-se o teste padrão
de germinação, desde que este apresentasse alta homogeneidade, entretanto,
se o mesmo apresentar alto grau de heterogeneidade, o teste de germinação
apresentaria baixa sensibilidade e, nesse caso, os testes de vigor
representariam melhor o desempenho do referido lote (SPINA & CARVALHO,
1986). Segundo LINARES (1999), o nível da qualidade fisiológica da semente é
avaliado através de dois parâmetros fundamentais: germinação e vigor. O teste
de germinação determina o potencial máximo da germinação da semente,
oferecendo, para isso, condições extremamente favoráveis. O vigor detecta
44
atributos mais sutis da qualidade fisiológica, não revelados pelo teste de
germinação.
A avaliação do vigor pode ser útil para o agricultor sob
vários aspectos, tais como permitir a tomada de decisão sobre a compra de
determinado lote, decidir se a semente poderá ser utilizada em determinada
época de semeadura, qual a quantidade de semente a ser adquirida para uma
determinada área e que uniformidade pode-se esperar para a emergência e
população de plantas, de acordo com VIEIRA et al. (1994).
Neste contexto, o trabalho teve como objetivo verificar o
desempenho de diferentes lotes de duas cultivares de feijoeiro comum
submetidos a diferentes temperaturas nos testes de germinação e vigor.
MATERIAL E MÉTODOS
Os experimentos foram conduzidos no Laboratório Didático e de
Pesquisas em Sementes do Departamento de Fitotecnia, da Universidade
Federal de Santa Maria, em Santa Maria – RS. Foram utilizadas duas cultivares
de feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris L.), Valente e Uirapuru (ambas
classificadas como Tipo II e grupo comercial preto), dividas em quatro lotes,
diferenciados em função de envelhecimentos artificiais por diferentes períodos,
submetidas a temperaturas constantes de germinação de 10, 15, 20, 25 e 30º
C. As sementes foram produzidas na safra agrícola 2005/2006, e adquiridas
junto a Cooperativa Agrícola Mista COMACEL, de Arroio do Tigre – RS.
45
Para a obtenção dos lotes com diferentes níveis de qualidade, as
sementes de cada cultivar foram acondicionadas em bandejas de fundo
metálico telado e envelhecidas em câmara por períodos de zero, 12, 24 e 36
horas (lotes 1, 2, 3 e 4 respectivamente), na temperatura de 41º C e umidade
relativa de 100%, perfazendo quatro lotes (tabela 1).
Para a verificação da umidade inicial foram pesadas
aproximadamente cinco gramas de sementes para cada lote, com quatro
repetições e levadas a estufa por 24 horas e temperatura constante de 105º +
3º C (BRASIL, 1992). Os dados obtidos foram expressos em porcentagem,
sendo que os valores não ultrapassaram 13%, conforme recomenda MARCOS
FILHO (1994), não sendo necessários ajustes no teor de umidade para
realização dos testes.
As avaliações realizadas foram: teste de germinação, primeira
contagem de germinação, índice de velocidade de germinação, comprimento
de hipocótilo e de raiz e massa seca de hipocótilo e raiz.
Para o teste de germinação foram utilizadas quatro repetições de
50 sementes para cada um dos lotes, semeadas em rolos de papel, umedecido
com água destilada no volume equivalente a 2,5 vezes a massa do papel seco,
e posteriormente levadas aos germinadores regulados com temperaturas
constates de 10, 15, 20, 25 e 30º C, durante o período de oito dias. No quinto e
oitavo dias após a semeadura foram efetuadas as leituras, sendo
contabilizadas somente plântulas normais e os resultados expressos em
porcentagem (NAKAGAWA, 1994).
46
A primeira contagem de germinação foi realizada
concomitantemente ao teste de germinação, onde a interpretação foi realizada
aos cinco dias após a semeadura, sendo consideradas somente plântulas
normais e os resultados foram expressos em porcentagem.
Conjuntamente aos testes de germinação e primeira contagem de
germinação foi observado o índice de velocidade de germinação (IVG), onde
foram realizadas leituras diárias, sendo contabilizadas as sementes
germinadas que apresentassem raiz primária com aproximadamente dois
centímetros (2cm) de comprimento. No oitavo dia após semeadura, com os
dados diários do número de sementes germinadas, calculou-se o IVG (IVG =
G
1
/N
1
+ G
2
/N
2
+ ... + G
n
/N
n
, onde: G
1, 2 e n
= número de plântulas normais
computadas na primeira, segunda e última contagem, respectivamente e N
1, 2 e
n
= número de dias de semeadura à primeira, segunda e última contagem
respectivamente) para cada tratamento segundo a metodologia descrita por
MAGUIRRE (1962).
Na avaliação do crescimento de plântulas foram utilizadas quatro
repetições de 20 sementes para todos os tratamentos, sendo a semeadura no
terço superior do papel umedecido com água destilada, no volume de 2,5
vezes a massa do papel seco. Os rolos contendo as sementes foram levados
aos germinadores por oito dias, nas temperaturas constantes previstas no
trabalho. Após oito dias os rolos contendo as plântulas foram retirados dos
germinadores e aleatoriamente foram separadas 10 plântulas para cada
repetição, sendo estas submetidas às medições (BRASIL, 1992).
47
Para os dados de comprimento de hipocótilo foram realizadas as
medidas entre zona de diferenciação entre raiz primária/hipocótilo até os
cotilédones e para a medição da raiz foi considerado o comprimento da raiz
primária, usando-se régua com graduação em milímetros (mm). Os
comprimentos, tanto de hipocótilo como de raiz, foram formados a partir da
média das 10 plântulas avaliadas e expressos em centímetros (cm).
Os dados de massa seca de hipocótilo e raiz foram gerados
utilizando-se as 10 plântulas avaliadas para comprimento, sendo que estas
foram acondicionadas em sacos de papel e levadas a estufa com circulação de
ar por um período de 24 horas e temperatura constante de 62º C. Após
secagem até massa constante, foi realizada a pesagem em balança de
precisão (0,001g) e os resultados expressos em gramas para cada tratamento.
O delineamento experimental utilizado foi Inteiramente ao Acaso
com quatro repetições, no esquema trifatorial (2x4x5), sendo dois o fator
cultivar (Valente e Uirapuru), quatro o fator lotes (quatro níveis de qualidade) e
cinco as temperaturas (10, 15, 20, 25 e 30º C).
A análise estatística dos resultados foi realizada utilizando o
Software Sistema de Análises Estatísticas – SANEST (ZONTA et al., 1986). Os
dados referentes a germinação (%) e primeira contagem de germinação (%)
foram transformados em arcsen (%/100)
1/2
. As variáveis resposta foram
submetidas a Análise da Variância e em função das significâncias dos efeitos
principais e interações, foram comparadas pelo Teste de Tukey (5%) ou
Regressão Polinomial (STORCK et al., 2006).
48
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os lotes utilizados no trabalho apresentaram qualidades
fisiológicas iniciais distintas para germinação, testes de vigor e avaliação de
plântulas e os teores de umidade das sementes encontravam-se estabilizados
não interferindo no resultado dos testes realizados (tabela 1).
Tabela 1: Umidade (U), germinação (G), primeira contagem de germinação
(PC), comprimento de plântulas (CP) e massa seca de plântulas
(MS) para as cultivares Valente e Uirapuru, Santa Maria/RS, 2006.
CP (cm) MS (g)
Lote
U
(%)
G
(%)
PC
(%)
Hipocótilo Radícula Hipocótilo Radícula
VALENTE
1 11,47 97 a 85 a 12,07 a 18,21 a 0,9347 a 0,1967 a*
2 12,15 91 b 84 b 11,80 b 16,03 b 0,9282 b 0,1735 b
3 12,40 85 c 78 c 11,51 c 14,98 c 0,9087 c 0,1725 c
4 12,96 84 d 76 d 10,57 d 14,03 d 0,8877 d 0,1630 d
UIRAPURU
1 11,55 91 a 85 a 14,81 a 19,19 a 1,1307 a 0,2050 a*
2 11,72 90 b 84 b 14,51 b 17,22 b 1,0760 b 0,1862 b
3 12,16 88 c 79 c 14,14 c 15,18 c 1,0460 c 0,1807 c
4 12,74 85 d 79 c 13,07 d 14,84 d 1,0375 d 0,1652 d
* médias não seguidas pela mesma letra na coluna, diferem entre si significativamente pelo Teste de Tukey a 5% de
probabilidade de erro.
49
No teste de germinação (tabela 2) observou-se comportamento
semelhante entre as cultivares sendo que na menor temperatura (10° C) os
valores foram inferiores aos demais, enquanto na faixa de temperatura de 20º a
25° C foram obtidos os maiores resultados para germinação. Também
verificou-se que na maior temperatura utilizada (30° C), ocorreu uma tendência
de decréscimo na germinação. O estresse causado pela alta temperatura se
manifesta no aumento de plântulas anormais, enquanto que as temperaturas
inferiores atuam como inibidoras da germinação. CÍCERO & MIGUEL (1999),
trabalhando com lotes de qualidades diferenciadas e as cultivares Carioca
Comum e IAC Carioca, encontraram resultados semelhantes para germinação
em teste de frio, onde a temperatura de 10° C apresentou-se inferior a 15° C
para esta variável.
O desempenho das cultivares Uirapuru e Valente no teste de
germinação apresenta diferenças significativas para todas as temperaturas
testadas (tabela 2). No entanto, para as menores temperaturas (10° e 15° C) a
cultivar Valente foi superior a Uirapuru, enquanto que nos demais níveis
temperaturas testadas ocorreu o inverso, sendo a cultivar Uirapuru superior
para germinação. Estes resultados remetem ao estudo da origem e genealogia
das cultivares e aos diferentes níveis de tolerância as baixas temperaturas.
Segundo GEPTS & DEBOUCK (1991), cultivares do grupo andino (norte dos
Andes) e cultivares do grupo mesoamericano (América Central e México)
apresentam respostas diferenciadas em relação às temperaturas durante o
desenvolvimento, não sendo diferente para o processo germinativo. BOARO et
al. (1984), observaram diferenças nos valores do teste de germinação
50
utilizando as cultivares Arroaiia, Carioca e Regente Feijó, utilizando a
temperatura de 15° C, mostrando haver diferentes respostas entre os materiais
para as baixas temperaturas.
Tabela 2: Germinação (%), massa seca de raiz (g) e comprimento do hipocótilo
(cm) para as cultivares Valente e Uirapuru, nas diferentes
temperaturas (º C). Santa Maria/RS, 2006.
10º C 15º C 20º C 25º C 30º C
Germinação
Valente 70 a* 72 a 87 b 88 b 77 b
Uirapuru 60 b 68 b 90 a 90 a 83 a
Comprimento de Raiz
Valente 3,63 a* 10,30 a 17,13 a 14,35 b 14,06 b
Uirapuru 2,96 b 9,59 b 16,06 b 17,19 a 15,45 a
Comprimento do Hipocótilo
Valente 1,59 a* 4,03 a 14,49 a 11,53 b 10,30 b
Uirapuru 0,33 b 3,31 b 13,76 b 13,88 a 11,93 a
* Médias não seguidas pela mesma letra na coluna, diferem entre si estatisticamente, a 5% de probabilidade de erro.
Nas variações do comprimento da raiz e do hipocótilo em função
das temperaturas (tabela 2), observaram-se diferença de comportamento entre
as cultivares através de suas sensibilidades as diferentes temperaturas. Para o
comprimento da raiz e do hipocótilo a cultivar Valente apresentou os maiores
resultados nas menores temperaturas (10°, 15° e 20° C) enquanto que a
51
cultivar Uirapuru nas maiores (25° e 30° C). Essa sensibilidade para
temperaturas pode ser visualizada tanto para comprimento de raiz como
hipocótilo, onde Valente apresenta os maiores crescimentos (CR = 17,13cm e
CH = 14,49cm) na temperatura de 20° C, enquanto que Uirapuru em 25° C (CR
= 17,19cm e CH = 13,88cm). O comprimento do hipocótilo da cultivar Uirapuru,
foi fortemente prejudicado pelas baixas temperaturas, fazendo com que as
médias dos lotes fossem afetadas. SANTOS et al. (2004) verificaram, utilizando
dois lotes da cultivar IAPAR 44, que o comprimento de hipocótilo e raiz das
plântulas reduziram em função da menor qualidade das sementes analisadas,
e atribuindo esses resultados as diferenças de vigor entre os lotes.
Para a primeira contagem de germinação (tabela 3), foram
detectados quatro comportamentos distintos para a distribuição dos resultados.
Para a cultivar Valente nas temperaturas de 15° a 25º C, embora sejam
evidenciadas diferenças significativas entre os lotes, estas não podem ser
consideradas diferenças biológicas. Na temperatura de 20° C, para a cultivar
Uirapuru, a diferença significativa entre os lotes demonstrou a divisão em dois
níveis de qualidades diferenciadas ainda que estatisticamente, tenham sido
discriminados quatro lotes. Já para essa mesma cultivar, porém na temperatura
de 25° C, a estratificação dos lotes apresentou comportamento errático, sendo
que em condições ideais, todos os lotes podem potencializar seus resultados,
dificultando dessa maneira a estratificação. Nos demais casos, o
comportamento dos lotes foi normal, onde as temperaturas extremas
discriminaram os lotes com maior eficiência, existindo uma tendência de
menores valores na menor temperatura (10° C), valores potencializados na
52
temperatura de 25° C e tendência de decréscimo nos valores na maior
temperatura (30° C).
Tabela 3: Primeira Contagem de Germinação (%) para as cultivares Valente e
Uirapuru para os diferentes lotes nas diferentes temperaturas. Santa
Maria/RS, 2006.
10º C 15º C 20º C 25º C 30º C
Primeira Contagem de Germinação
Valente
Lote 1 30 a* 45 b 75 a 82 a 74 a
Lote 2 20 b 42 d 67 d 77 c 67 b
Lote 3 19 c 44 c 72 b 79 b 60 c
Lote 4 5 d 46 a 70 c 79 b 49 d
Uirapuru
Lote 1 13 a* 38 a 85 b 84 c 79 a
Lote 2 3 b 37 b 86 a 89 a 76 b
Lote 3 1 c 29 c 74 c 88 b 68 c
Lote 4 1 c 23 d 70 d 81 d 66 d
* Médias não seguidas pela mesma letra na coluna, diferem entre si estatisticamente, a 5% de probabilidade de erro.
Em condições de temperatura próximas as ideais, a diferenciação
entre os lotes ficou comprometida em função da otimização das condições
necessárias para germinação. SANTOS et al. (2004), trabalhando com
diferentes lotes e períodos de envelhecimento, para a cultivar IAPAR 44,
53
também observaram decréscimo para primeira contagem de germinação a
medida em que os lotes diminuíam a qualidade fisiológica. De acordo com
MARCOS FILHO (2005), a redução gradativa da temperatura, em função dos
efeitos sobre a velocidade de embebição e de mobilização de reservas,
provoca decréscimo acentuado da velocidade de germinação.
Tabela 4: Índice de Velocidade de Germinação, para as cultivares Valente e
Uirapuru para os diferentes lotes nas diferentes temperaturas. Santa
Maria/RS, 2006.
10º C 15º C 20º C 25º C 30º C
Índice de Velocidade de Germinação
Valente
Lote 1 3,9 a* 8,3 a 16,1 a 17,8 a 18,9 a
Lote 2 3,7 b 7,9 c 15,4 d 17,0 b 18,2 b
Lote 3 3,4 c 8,0 b 15,7 c 17,0 b 17,9 c
Lote 4 2,6 d 7,8 d 16,0 b 16,9 c 17,1 d
Uirapuru
Lote 1 3,1 a* 8,1 b 17,4 a 19,2 a 20,7 d
Lote 2 2,7 b 8,2 a 17,3 b 18,6 b 21,1 a
Lote 3 2,0 c 7,9 c 16,5 c 18,3 c 20,9 b
Lote 4 1,9 d 1,9 d 14,9 d 18,2 d 20,8 c
* Médias não seguidas pela mesma letra na coluna, diferem entre si estatisticamente, a 5% de probabilidade de erro.
54
Na tabela 4, o índice de velocidade de germinação (IVG)
apresentou valores superiores para o lote 1, diferindo significativamente em
relação aos demais lotes, excetuando para a cultivar Uirapuru, nas
temperaturas de 15° e 30° C. Diferenças, ainda que pequenas, são
significativas independentemente de cultivares, mostrando uma tendência de
aumento na velocidade de germinação com o aumento da temperatura. O
efeito da baixa temperatura e do período de exposição às baixas temperaturas
é tanto maior quanto menor for o vigor do lote de sementes, conforme WOLTZ
et al. (1998). Dessa maneira, a utilização do IVG, aliado ao teste de
germinação caracteriza-se como um bom indicativo de qualidade de lotes
distintos.
A massa seca do hipocótilo (tabela 5) não se apresentou como
um bom indicativo para a diferenciação dos lotes, tanto nas variações das
temperaturas como para as diferentes cultivares. O que se observou é que à
medida que a temperatura aumentou, diminuíram os valores observados para a
massa seca do hipocótilo. Isto se deve, provavelmente, ao fato de que foram
consideradas nas menores temperaturas as massas dos cotilédones, onde o
hipocótilo era pouco ou não pronunciado. Nas temperaturas superiores
utilizadas, havia gasto de energia e mobilização de reservas do cotilédone para
elongação do hipocótilo. MARCOS FILHO (2005) relata que sob baixas
temperaturas, pode ocorrer redução do crescimento das plântulas e esse
prejuízo, geralmente, é proporcional ao período de exposição a essa
temperatura, podendo também se estender o problema durante o restante do
ciclo de desenvolvimento da cultura.
55
Tabela 5: Massa Seca do Hipocótilo (g), para as cultivares Valente e Uirapuru
para os diferentes lotes nas diferentes temperaturas. Santa
Maria/RS, 2006.
10º C 15º C 20º C 25º C 30º C
Massa Seca do Hipocótilo
Valente
Lote 1 1,5200 b* 1,2947 b 0,8977 b 0,9895 a 0,8370 c
Lote 2 1,4715 d 1,3000 a 0,8540 c 0,8597 d 0,9510 a
Lote 3 1,5882 a 1,2442 c 0,9085 a 0,9295 c 0,9357 b
Lote 4 1,5187 c 1,2290 d 0,8530 d 0,9395 b 0,6902 d
Uirapuru
Lote 1 1,7775 a* 1,4695 d 1,1905 b 1,0217 c 0,9920 c
Lote 2 1,6832 c 1,4972 c 1,2167 a 1,0282 b 1,0400 a
Lote 3 1,6580 d 1,5305 b 1,1817 c 1,0612 a 0,9742 d
Lote 4 1,6832 b 1,6215 a 1,0757 d 1,0172 d 1,0087 b
* Médias não seguidas pela mesma letra na coluna, diferem entre si estatisticamente, a 5% de probabilidade de erro.
CONCLUSÕES
O uso de diferentes temperaturas de germinação é um bom
indicativo para evidenciar diferenças de vigor entre cultivares.
As temperaturas extremas (10 e 30º C) utilizadas nos testes
demonstraram-se capazes de discriminar diferenças entre os lotes.
56
O IVG é o teste de vigor que melhor indica as diferenças entre os
lotes, em todas as temperaturas.
REFERÊNCIAS
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fisiológica de sementes de feijão. Revista Brasileira de Sementes. Londrina,
v.6, n.2, p.77-86, 1984.
BRACCINI, A. L. et al. Avaliação das alterações bioquímicas em sementes de
soja, durante o condicionamento osmótico. Revista Brasileira de Sementes.
Londrina, v.19, n.1, p.116-125, 1997.
BRASIL. Ministério da Agricultura e do Abastecimento. Regras para análise de
sementes. Brasília: SNAD/DNPV/CLAV, 365p., 1992.
CUSTÓDIO, C.C. Testes rápidos para avaliação do vigor de sementes: uma
revisão. Colloquium Agrariae. Presidente Prudente, v.1, n.1, p.29-41, 2005.
GEPTS, P.; DEBOUCK, D. Origin, domestication, and evolution of the common
bean (Phaseolus vulgaris L.). In: SCHOONHOVEN, A. van; VOYSEST, O.
(Ed.). Common beans: research for crop improvement. Wallingford:
CAB/CIAT, p.7-53, 1991.
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can vigour testing provide a answer? Seed Science and Technology. Zürich,
v.18, n.2, p.215-228, 1990.
LINARES, J.B.F. Qualidade de sementes de feijoeiro (Phaseolus vulgaris
L.) de diversas densidades obtidas na mesa gravitacional. Campinas/SP,
50f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) – Programa de Pós-
graduação em Engenharia Agrícola, Universidade Estadual de Campinas,
1999.
MAGUIRRE, J.D. Speeds of germiantion-aid selection and evaluation for
seeding emergence and vigor. Crop Science. Madison, v.2, p.176-177, 1962.
MARCOS FILHO, J. Teste de envelhecimento acelerado. In: VIEIRA, R.D. &
CARVALHO, N.M. (ed.). Testes de vigor em sementes. Jaboticabal: FUNEP,
p.133-149, 1994.
MARCO FILHO, J. Fisiologia de sementes de plantas cultivadas.
Piracicaba: Fealq, 495p., 2005.
MIGUEL, M.H.; CÍCERO, S.M. Teste de frio na avaliação do vigor de sementes
de feijão. Scientia Agricola. Piracicaba, v.56, n.4, p.1233-1243, 1999.
58
NAKAGAWA, J. Testes de vigor baseados na avaliação de plântulas. In:
VIEIRA, R.D. & CARVALHO, N.M. de (ed.).
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STORCK, L. et al. Experimentação II. 2 ed. Santa Maria: UFSM, CCR,
Departamento de Fitotecnia, 205p., 2006.
VIEIRA, R.D. et al. Testes de vigor em sementes. Jaboticabal: FUNEP, p.31-
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VIEIRA, E.H.N.; RAVA, C.A. Sementes de feijão: produção e tecnologia.
Santo Antônio de Goiás: Embrapa Arroz e Feijão, p.29-34. 2000.
WOLTZ, J.M. et al. Corn cold test germination as influenced soil moisture,
temperature and pathogens. Seed Technology. Ames, v.20, n.1, p.57-70,
1998.
ZONTA, E.P.; MACHADO, A.D.; SILVEIRA JÚNIOR, P. Sistema de análise
estatística para microcomputadores: SANEST. Pelotas: UFPel, 1986.
60
CAPÍTULO 3:
USO DE IMAGENS DIGITAIS PARA AVALIAÇÃO DE PLÂNTULAS DE
FEIJÃO
61
RESUMO
Dissertação de Mestrado
Programa de Pós-Graduação em Agronomia
Universidade Federal de Santa Maria, RS, Brasil
USO DE IMAGENS DIGITAIS PARA AVALIAÇÃO DE PLÂNTULAS DE
FEIJÃO
Autor: Lucio Zabot
Orientador: Luiz Marcelo Costa Dutra
Santa Maria, 28 de Fevereiro de 2007
Com o objetivo de observar o crescimento inicial de feijão, utilizando a
avaliação de plântulas através do uso de imagens digitais, processadas pelo
programa Sigma Scan Pro v. 5.0 e pelo método tradicional de laboratório, foi
conduzido experimento avaliando a influência das temperaturas, das cultivares
e de diferentes qualidades fisiológicas em feijão (Phaseolus vulgaris L.). O
experimento foi conduzido em câmaras climatizadas no Laboratório Didático e
de Pesquisas em Sementes do Departamento de Fitotecnia – UFSM, onde
foram utilizadas as temperaturas constantes de 10, 15, 20, 25 e 30º C, as
cultivares Valente e Uirapuru e quatro lotes de diferentes qualidades
fisiológicas, obtidos através de envelhecimento artificial durante períodos de
zero, 12, 24 e 36 horas (41º C e 100% de UR do ar). A captação de imagens
ocorreu concomitantemente a avaliação manual das plântulas, utilizando
câmera digital (Sony
®
3.2mp). O delineamento experimental utilizado foi
Inteiramente ao Acaso, com quatro repetições e 10 amostras. Os testes
realizados foram: comprimentos de hipocótilo e raiz das plântulas através do
62
método tradicional de laboratório e através da coleta de imagens digitais das
mesmas plantas amostradas. A partir dos resultados pode-se considerar que
as avaliações através de imagens digitais e laboratório apresentam resultados
semelhantes, as variações existentes entre os métodos são reduzidas e a
utilização de imagens digitais para avaliação de plântulas de feijão é viável.
Palavras-chave: Imagens digitais, hipocótilo, raiz, baixa temperatura.
63
ABSTRACT
Master Thesis
Programa de Pós-Graduação em Agronomia
Universidade Federal de Santa Maria, RS, Brazil
USE OF DIGITAL IMAGES FOR EVALUATION OF PLANTLET OF BEANS
Author: Lucio Zabot
Adviser: Luiz Marcelo Costa Dutra
Santa Maria, February 28
th
, 2007
Methods of determining beans initial growth are very important to determine
plant vigor. A lab experiment was carried out with the objective of determine
initial beans (Phaseolus vulgaris L.) plant growth using digital images compared
to traditional laboratory tests using two beans cultivar, different temperature and
different quality beans seeds lots. The digital images were processed using the
software Sigma Scan Pro v. 5.0. The temperature used included 10, 15, 20, 25
and 30 C, the cultivars ‘Valente’ and ‘Uirapuru’ and four seed lots of each
varieties with different physiological characteristics obtained using artificial
aging periods of zero, 12, 24 and 36 hours (41 C and 100% Air relative
humidity). Images were taken using digital camera (Sony™ 3.2mp). The
experimental design was a randomized with four replications and 10 samples
per replication. The tests included: hypocotyls length, root length using the
traditional method (using rule) and the digital image. The results showed that
the results using both methods were similar with little variability, showing that
the use of digital images to determine beans plant initial growth is a viable.
Key-words: Digital image, hypocotyls, roots, low temperature.
64
INTRODUÇÃO
O feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris L.) é uma espécie
amplamente difundida e cultivada em todos os Estados brasileiros, sendo parte
incondicional da nossa dieta (JAUER et al., 2004). No Rio Grande do Sul, é
caracterizado pelo cultivo em pequenas propriedades e pela possibilidade de
semeadura em mais de uma época, o que contribuiu para o crescimento em
importância desta cultura no contexto agrícola do Estado, onde é semeado
tradicionalmente em duas épocas: a primeira, conhecida como safra (semeada
entre agosto e outubro) e a segunda, conhecida como safrinha (semeada em
janeiro e fevereiro), segundo ZABOT et al. (2004).
Em Regiões com temperaturas reduzidas no inverno, a
germinação se constitui como uma fase crítica para o estabelecimento do
feijoeiro. Esta limitação se deve, principalmente, à lentidão do processo de
germinação (SIQUEIRA et al., 1995). A temperatura mínima, para a
germinação e emergência em feijão é bastante distinta, sendo que para aquela,
a temperatura varia de 7 a 10,3º C, ocorrendo variações dentro da espécie. Em
temperaturas constantes e inferiores a 11º C, o feijoeiro consegue emitir raiz,
rompendo o tegumento, porém não consegue emergir do solo (ROEGGEN,
1987).
Estas situações fazem com que testes de vigor baseados na
avaliação de plântulas em condições de campo, ou mesmo em laboratório,
simulando as dificuldades previstas para o desenvolvimento inicial da cultura
em campo forneçam um bom indicativo da potencialidade de cultivares e lotes,
65
uma vez que as diferenças existem e as respostas de ambos podem ser
variáveis em função das condições da estação de crescimento (NAKAGAWA,
1994).
Conduzidos de maneira similar ao teste de padrão de
germinação, a avaliação de plântulas busca revelar a qualidade fisiológica de
sementes, quanto à manifestação de seu vigor. A determinação do
comprimento médio das plântulas normais ou suas partes, como raiz primária
ou hipocótilo são procedimentos que, em função da morosidade e subjetividade
provocam a falta de padronização na retirada dos parâmetros, sendo desta
maneira pouco utilizada ou pouco confiável (TEIXEIRA, 2004).
O vigor de um lote de sementes não é determinado por apenas
uma característica em particular, mas por um conjunto delas, associadas ao
desempenho das sementes. Parece pouco provável que um único teste, como
por exemplo, o germinativo, seja suficiente para diferenciar lotes de diferentes
qualidades (CUSTÓDIO, 2005).
A ISTA – International Seed Testing Association (1981) considera
o vigor como sendo o somatório de propriedades que determinam o potencial
de atividade e desempenho da semente, ou lote de sementes, durante a
germinação e emergência das plântulas. A AOSA – Association of Official Seed
Analysts (1983) define o vigor como o conjunto de propriedades que
determinam o potencial para a rápida e, uniforme emergência e
desenvolvimento de plântulas normais, sob diferentes condições ambientais.
Recentemente, segundo TEIXEIRA (2004), métodos digitais têm
sido utilizados propostos, com base na medição do comprimento de partes de
66
plântulas para várias culturas como soja, alface, cenoura e beterraba, sempre
na tentativa de padronização e busca de precisão nos resultados.
Neste sentido, a busca de avaliações de plântulas através de
programas computadorizados e com maior precisão seria uma alternativa para
a indústria de sementes bem como para laboratórios, onde a retirada de dados
fotográficos e seu posterior processamento registrariam dados precisos e com
informações importantes a respeito do comportamento das plântulas e,
consequentemente, seriam um indicativo de qualidade fisiológica existente
entre lotes ou cultivares diferenciadas.
O objetivo do presente trabalho foi observar o comportamento de
plântulas de feijão avaliadas através do uso de imagens digitais processadas
pelo programa Sigma Scan Pro v. 5.0/Jandel Scientific e pelo método padrão
de laboratório.
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi conduzido no Laboratório Didático e de
Pesquisas em Sementes do Departamento de Fitotecnia, da Universidade
Federal de Santa Maria, em Santa Maria – RS. Foram utilizadas duas cultivares
de feijoeiro comum, Valente e Uirapuru (ambas classificadas como tipo II e
grupo comercial preto), dividas em quatro lotes de diferentes níveis de
qualidade fisiológica, diferenciados pelos envelhecimentos artificiais por
períodos distintos e, submetidas a temperaturas constantes de 10, 15, 20, 25 e
30º C. As sementes foram produzidas na safra agrícola 2005/2006, e
67
adquiridas junto à Cooperativa Agrícola Mista Comacel, de Arroio do Tigre –
RS.
Para a obtenção dos lotes através do envelhecimento artificial, as
sementes de cada cultivar foram acondicionadas em bandejas de fundo
metálico telado e envelhecidas em câmara de envelhecimento acelerado por
períodos de zero, 12, 24 e 36 horas (lotes 1, 2, 3 e 4, respectivamente), na
temperatura de 41º C e umidade relativa de 100%.
A determinação do grau de umidade inicial foi realizada pesando
aproximadamente cinco gramas de sementes de cada lote com quatro
repetições, e levadas a estufa por 24 horas e temperatura constante de 105 +
3º C (BRASIL, 1992). Os valores obtidos não ultrapassaram 13,0%, conforme
recomenda MARCOS FILHO (1994), não sendo necessários ajustes no teor de
umidade para realização dos testes e garantindo que este fator não
influenciaria nos resultados das avaliações posteriores.
Na avaliação do crescimento de plântulas através do método
padrão de laboratório foram utilizadas quatro repetições de 20 sementes para
todos os tratamentos, sendo a semeadura no terço superior do papel
umedecido com água destilada, no volume de 2,5 vezes a massa do papel
seco. Os rolos contendo as sementes foram levados aos germinadores por oito
dias, nas temperaturas constantes previstas no trabalho. No oitavo dia, as
plântulas foram aleatoriamente separadas em quatro repetições de 10 plântulas
para cada lote, sendo estas submetidas às medições (NAKAGAWA, 1994).
Para obtenção dos dados de comprimento de hipocótilo foram
realizadas as medidas da zona de diferenciação entre raiz/hipocótilo até os
68
cotilédones, e para a medição da raiz foi considerado o comprimento da raiz
primária, usando-se régua com graduação em milímetros (mm). Os
comprimentos, tanto de hipocótilo como de radícula, foram formados a partir da
média das 10 plântulas avaliadas e expressos em centímetros (cm).
Para a determinação das leituras pelo método de imagens digitais
as mesmas plântulas utilizadas no método padrão de laboratório foram
dispostas em uma base fotográfica de cor preta, medindo 50 x 40 cm, que
continha no sentido vertical e horizontal linhas referenciais milimetradas para a
calibração do programa de processamento das imagens. As plântulas foram
criteriosamente dispostas evitando ao máximo a interposição das partes a
serem mensuradas, fazendo com que as mesmas estivessem paralelas a linha
referencial milimetrada vertical e também completamente em contato com a
base fotográfica, minimizando erros de leitura no processamento.
A câmera fotográfica digital utilizada foi Sony
®
, modelo Cybershot
Smart, DSC - p72, 3.2 Megapixels posicionada em Aparelho Fotográfico para
Reprografia, distante da base fotográfica 32 cm (distância padrão para todas as
imagens).
As imagens coletas foram armazenadas e posteriormente
processadas pelo programa Sigma Scan Pro v. 5.0, Jandel Scientific.
O delineamento experimental utilizado foi inteiramente ao acaso
com quatro repetições, utilizando as cultivares (Valente e Uirapuru), quatro os
níveis de qualidade (zero, 12, 24 e 36 horas de envelhecimento artificial) e
cinco as temperaturas (10, 15, 20, 25 e 30º C).
69
A análise estatística dos resultados foi realizada utilizando o
Software Sistema de Análises Estatísticas – SANEST (ZONTA et al., 1986). As
variáveis resposta foram submetidas a Análise da Variância e em função das
significâncias dos efeitos principais e interações, foram comparadas pelo Teste
de Tukey em nível de 5% de probabilidade de erro ou Regressão Polinomial
(STORCK et al., 2006).
RESULTADOS E DISCUSÃO
Na figura 1 observamos o desempenho de algumas plântulas
amostradas aleatoriamente entre os lotes utilizados. A utilização de imagens
digitais é uma ferramenta de fácil aplicação, sendo possível a captação de
várias imagens em tempo relativamente reduzido, para posterior
processamento com o auxílio de programas específicos de leitura de imagens.
Autores como VOOREN & HEIJDEN (1993), utilizaram imagens digitais na
agricultura para mensurar órgãos de plantas, assim como GUNASEKARAN
(1998), que utilizou imagens para quantificar a ocorrência de patógenos em
sementes de soja e milho.
O comportamento apresentado pelas plântulas na figura 1 para
ambas as cultivares pode ser representado por uma equação quadrática tanto
para hipocótilo como para raiz. Esta figura mostra, para a letra A, B, C, D e E
plântulas submetidas as temperaturas de 10, 15, 20, 25 e 30º C
respectivamente, ficando evidenciado prejuízo sob o ponto de vista de
crescimento, para as plântulas nas menores temperaturas (10 e 15º C). Nas
70
temperaturas de 20 e 25º C o desempenho das plantas foi superior, ficando
situada nessa faixa, os melhores resultados para comprimento do hipocótilo e
raiz. Na temperatura de 30º C os resultados de comprimento apresentaram
decréscimo, evidenciando os efeitos negativos das altas temperaturas, fazendo
com que a ocorrência de plântulas anormais fosse elevada. De acordo com
MIGUEL & CÍCERO (1999), os efeitos da baixa temperatura e do período de
exposição a baixas temperaturas são tanto maiores quanto menor for o vigor
do lote de sementes, da mesma forma que períodos de altas temperaturas
tendem a formar menor número de plântulas normais.
71
1
2
Figura 1: Amostra das plântulas da cultivar Valente (1), para cada uma das
temperaturas testadas, 10 (A), 15 (B), 20(C), 25 (D) e 30º C (E) e
para a cultivar Uirapuru (2) nas temperaturas testadas, 10 (A), 15 (B),
20(C), 25 (D) e 30º C (E). Santa Maria/RS, 2006.
72
Quando analisamos o comportamento da média dos lotes, para
comprimento do hipocótilo e raiz, nas diferentes temperaturas, para os dois
métodos (de avaliação de imagens digitais e laboratório) e para as duas
cultivares, observamos comportamentos quadráticos semelhantes (figura 2).
Na comparação entre as cultivares, para o método padrão de
laboratório, para comprimento do hipocótilo, o comportamento de Valente
(figura 2A) e Uirapuru (figura 2B) apresentam o maior comprimento na
temperatura de 25º C, o menor comprimento na temperatura de 10º C (sendo
que a cultivar Uirapuru, não apresenta valores para hipocótilo), e para 30º C
uma tendência de decréscimo. Para comprimento de raiz (figura 2), a menor
temperatura apresentou o menor comprimento de raiz em ambas cultivares,
porém para Valente (figura 2C) o valor de comprimento de raiz é superior a
Uirapuru (figura 2D). Os maiores valores par comprimento de radícula para
Valente ocorreram entre as temperaturas de 20 e 25º C, enquanto que para
Uirapuru, na temperatura de 25º C. Na maior temperatura testada, 30º C, foi
observado decréscimo nos valores de comprimento de raiz.
Para o método através de imagens digitais o comportamento foi
semelhante, para Valente (figura 2E) e Uirapuru (figura2F), para comprimento
de hipocótilo e raiz (figuras 2G e 2H).
Na comparação entre os métodos, imagens digitais e laboratório,
para a cultivar Valente, na variável comprimento de hipocótilo (figura 2A e 2E),
ambos métodos apresentam resultados similares, e coeficientes de
determinação idênticos (R
2
= 0,80). Para a cultivar Uirapuru (figura 2B e 2F),
para a mesma variável, o comportamento e o coeficiente de determinação (R
2
73
= 0,87 e R
2
= 0,84) são semelhantes. Para o comprimento de raiz, tanto
Valente (figura 2C e 2G) como Uirapuru (figura 2D e 2H) apresentaram
semelhança entre os métodos, sendo os coeficientes de determinação R
2
=
0,93; 0,92; 0,98 e 0,99 para as figuras 2C, 2G, 2D e 2H, respectivamente.
Segundo BARROS et al. (1992), as comparações entre análises de laboratório,
para estas características podem ficar prejudicada principalmente em função
de variações no tempo de duração do procedimento, sendo que modificações
no teor de umidade de plântulas ou morosidade da leitura poderiam interferir no
resultado. Já TEIXEIRA (2004), obteve dados em seu trabalho com imagens
digitalizadas que corroboravam com a avaliação manual do laboratório quanto
a medição de partes de plântulas de milho, determinando o vigor relativo dos
lotes utilizados.
74
0
2
4
6
8
10
12
14
10 15 20 25 30
Temperatura (º C)
Comprimento do Hipocótilo (cm)
Y = - 9,0878 + 10,9787X - 1,3937X2, R2 = 0,80
A
0
2
4
6
8
10
12
14
75
Os testes de média para comprimento de hipocótilo (cm) na
tabela 1, mostram o comportamento dos testes através do processamento das
imagens das plântulas e o método laboratorial, lado a lado, para cada uma das
cultivares, em todas as temperaturas.
De maneira geral, para todos os casos, não houve grandes
variações na discriminação da qualidade dos lotes e em todos os casos a
hierarquia de qualidade dos lotes foi mantida para ambos os métodos. Em
função da precisão dos dados para cada lote e da sensibilidade do teste
estatístico para cada método, em uma ou outra situação, o teste de média
encontrou diferenças significativas diferenciadas quando analisados os
comportamentos entre os métodos.
Na análise dos resultados da tabela 1 como um todo, observamos
três comportamentos para a distribuição das médias dos lotes na comparação
entre os métodos. Para a cultivar Uirapuru, nas temperaturas de 25 e 30º C e
para Valente nas temperaturas de 15 e 20º C, os resultados foram idênticos
para os dois métodos. Nas temperaturas de 10 e 20º C para Uirapuru e 10, 25
e 30º C para Valente, os resultados foram semelhantes, onde os melhores e
piores lotes estatisticamente foram mantidos, embora existam algumas
divergências estatísticas na qualificação dos demais lotes. Na comparação
entre os métodos para a cultivar Uirapuru na temperatura de 15º C, os
resultados para cada teste foi diferenciado, não havendo diferença significativa
para o método de imagens entre os lotes, enquanto que para o método de
laboratório, o lote 2 foi superior e o lote 4 inferior aos demais. Pequenas
diferenças nas condições controladas do ambiente em laboratório podem
76
ocasionar mudanças nas avaliações realizadas, como por exemplo, a
temperatura, sendo que estas sensíveis diferenças na temperatura de
crescimento podem afetar significativamente o comprimento da raiz e do
hipocótilo, de acordo com PERRY (1981).
As médias dos lotes e temperaturas para cada cultivar
apresentaram variações. Para Uirapuru, 9,01 e 8,51 cm e para Valente 8,80 e
8,51 cm, para análise de imagens e laboratório respectivamente, mostrando
que o método padrão de laboratório tende a subestimar a média em relação ao
método de processamento de imagens. Para os coeficientes de variação
(C.V.%) existem pequenas diferenças entre os métodos, sendo para ambas as
cultivares os menores valores para o método das imagens digitais.
77
Tabela 1: Comprimento do hipocótilo (cm), para as cultivares Uirapuru e
Valente, analisado através de imagens digitais e pelo método
padrão de laboratório, para quatro lotes e diferentes
temperaturas. Santa Maria/RS, 2006.
Uirapuru Valente
Imagem Laboratório Imagem Laboratório
10º C
Lote 1 1,05 c* 0,00 b 1,97 a 1,82 a
Lote 2 1,20 bc 0,00 b 1,67 b 1,55 ab
Lote 3 1,29 b 0,00 b 1,65 b 1,56 ab
Lote 4 1,52 a 1,34 a 1,67 b 1,44 b
15 º C
Lote 1 3,83 a 3,48 ab 4,38 a 4,22 a
Lote 2 3,83 a 3,62 a 4,18 a 3,81 a
Lote 3 3,70 a 3,37 ab 4,16 a 3,88 a
Lote 4 2,96 a 2,70 b 4,13 a 4,22 a
20º C
Lote 1 14,92 a 12,89 b 16,12 a 15,43 a
Lote 2 14,79 a 14,58 a 15,89 a 15,58 a
Lote 3 13,97 ab 14,45 b 14,76 ab 14,45 ab
Lote 4 13,56 b 13,12 b 13,01 b 12,52 b
25º C
Lote 1 14,20 a 12,74 a 12,90 a 12,12 a
Lote 2 13,91 a 13,87 a 12,70 a 12,89 a
Lote 3 14,92 a 14,28 a 12,15 a 11,27 ab
Lote 4 13,82 a 14,63 a 10,34 b 9,84 b
30º C
Lote 1 10,86 a 10,15 a 11,94 a 11,36 a
Lote 2 11,86 a 11, 51 a 11,98 a 12,57 a
Lote 3 12,84 a 12,59 a 11,32 a 10,89 ab
Lote 4 11,19 a 10,97 a 9,23 b 8,89 b
78
MÉDIA 9,01 8,51 8,80 8,51
C.V. (%) 8,16 9,46 7,86 9,32
* médias não seguidas pela mesma letra na coluna entre os lotes, diferem entre si
significativamente pelo Teste de Tukey a 5% de probabilidade de erro.
Na tabela 2 estão expressos os valores de comprimento de raiz (cm)
para os lotes, cultivares, métodos e temperaturas utilizadas no trabalho. Para a
cultivar Uirapuru nas temperaturas de 10, 15 e 20º C e para Valente na
temperatura de 20º C, os resultados foram semelhantes para os dois métodos de
avaliação de plântulas. Nos demais casos os resultados foram idênticos para a
utilização de imagens digitais e o método padrão de laboratório.
Nas avaliações das médias gerais, para a cultivar Uirapuru, o
método das imagens digitais e de laboratório apresentaram valores de
comprimento de raiz semelhantes, e para Valente a maior média foi observada
para o método das imagens digitais. Os coeficientes de variação (C.V.%) foram
inferiores para o método das imagens digitais, sendo 10,05 e 8,42 %, para
Uirapuru e Valente, respectivamente. TEIXEIRA (2004), comparando os métodos
de imagens digitais e o método tradicional manual obteve as mesmas repostas
estatísticas e de diferenças de vigor entre lotes de qualidades fisiológicas distintas.
Em relação à qualidade fisiológica dos lotes, em função das
temperaturas foi observado comportamento padrão, sendo o lote 1 superior em
todos os casos, exceto para a cultivar Uirapuru, na menor temperatura (10º C),
tanto para comprimento de hipocótilo e raiz.
79
Tabela 2: Comprimento da raiz (cm), para as cultivares Uirapuru e
Valente, analisado através de imagens digitais e pelo método
padrão de laboratório, para quatro lotes diferentes
temperaturas. Santa Maria/RS, 2006.
Uirapuru Valente
Imagem Laboratório Imagem Laboratório
10º C
Lote 1 1,17 c 2,10 b 4,85 a 5,03 a
Lote 2 1,15 bc 2,88 a 3,25 b 3,22 b
Lote 3 2,06 b 3,34 a 3,18 b 3,23 b
Lote 4 3,32 a 3,51 a 2,79 b 2,95 b
15 º C
Lote 1 10,62 a 10,46 a 10,46 a 10,87 a
Lote 2 9,71 a 9,96 ab 10,35 a 10,52 a
Lote 3 9,57 a 9,69 ab 10,24 a 10,30 a
Lote 4 8,09 b 8,34 b 9,13 a 9,52 a
20º C
Lote 1 17,45 a 16,47 ab 19,53 a 19,20 a
Lote 2 17,45 a 18,54 a 18,77 ab 18,42 a
Lote 3 15,23 ab 16,20 ab 17,38 b 17,03 ab
Lote 4 13,38 b 13,04 b 14,72 c 13,79 b
25º C
Lote 1 17,14 a 17,55 a 16,24 a 15,70 a
80
Lote 2 16,86 a 17,05 a 14,72 ab 14,45 ab
Lote 3 16,83 a 17,93 a 14,72 ab 14,02 ab
Lote 4 16,00 a 16,49 a 12,54 b 11,99 b
30º C
Lote 1 17,26 a 17,55 a 16,69 a 16,73 a
Lote 2 16,25 ab 16,34 ab 14,57 ab 14,43 ab
Lote 3 17,41 b 14,19 b 13,52 b 13,27 b
Lote 4 13,85 b 13,72 b 12,53 b 11,82 b
MÉDIA 11,91 12,09 12,01 11,28
C.V. (%) 10,05 11,04 8,42 10,88
* médias não seguidas pela mesma letra na coluna entre os lotes, diferem entre si
significativamente pelo Teste de Tukey a 5% de probabilidade de erro.
CONCLUSÕES
As avaliações através de imagens digitais e laboratório apresentam
resultados semelhantes.
A utilização de imagens digitais para avaliação de plântulas de feijão
é promissora.
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Guapo Brilhante cultivada na safrinha, em quatro densi
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