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CONDICIONAMENTO E QUALIDADE DE
SEMENTES DE MILHO NO SINCRONISMO
DO FLORESCIMENTO EM CAMPO DE
PRODUÇÃO DE SEMENTES HÍBRIDAS
TATHIANA SILVA TIMÓTEO
2007
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TATHIANA SILVA TIMÓTEO
CONDICIONAMENTO E QUALIDADE DE SEMENTES DE
MILHO NO SINCRONISMO DO FLORESCIMENTO EM CAMPO
DE PRODUÇÃO DE SEMENTES HÍBRIDAS
Dissertação apresentada à Universidade
Federal de Lavras como parte das exigências
do programa de pós-graduação em
Agronomia, área de concentração Fitotecnia,
para a obtenção do título de “Mestre”.
Orientadora
Profa. Dra. Édila Vilela de Resende Von Pinho
LAVRAS
MINAS GERAIS – BRASIL
2007
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Ficha Catalográfica Preparada pela Divisão de Processos Técnicos da
Biblioteca Central da UFLA
Timóteo, Tathiana Silva
Condicionamento e qualidade de sementes de milho no sincronismo do
florescimento em campo de produção de sementes híbridas / Tathiana Silva
Timóteo. -- Lavras : UFLA, 2007.
83 p. : il.
Orientadora: Édila Vilela de Resende Von Pinho
Dissertação (Mestrado) – UFLA.
Bibliografia.
1. Milho. 2. Semente. 3. Germinação. 4. Florescimento. I. Universidade
Federal de Lavras. II. Título.
CDD-636.1523
TATHIANA SILVA TIMÓTEO
CONDICIONAMENTO E QUALIDADE DE SEMENTES DE
MILHO NO SINCRONISMO DO FLORESCIMENTO EM CAMPO
DE PRODUÇÃO DE SEMENTES HÍBRIDAS
Dissertação apresentada à Universidade
Federal de Lavras como parte das exigências
do programa de pós-graduação em
Agronomia, área de concentração Fitotecnia,
para a obtenção do título de “Mestre”.
APROVADA em 07 de fevereiro de 2007.
Prof. Dr. Renato Mendes Guimarães UFLA
Pesq. Dra. Solange Carvalho Barrios Roveri José FAPEMIG
Profa. Dra. Édila Vilela de Resende Von Pinho
UFLA
(Orientadora)
LAVRAS
MINAS GERAIS – BRASIL
A Deus,
por toda graça e discernimento
OFEREÇO
Aos meus pais José Timóteo e Édira Jane,
pelo apoio, amor e exemplo de vida
e aos meus irmãos, Guilherme e Tiago,
pelo carinho, apoio e amizade
DEDICO
AGRADECIMENTOS
A Deus.
À Universidade Federal de Lavras, ao Departamento de Agricultura e ao
Setor de Sementes, pelo suporte e apoio na realização do mestrado.
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
(CNPq), pela concessão da bolsa de estudos.
À professora Édila Vilela de Resende Von Pinho, pela orientação segura,
eficiente e constante; pela confiança demonstrada, incentivo e, sobretudo, pela
amizade.
Ao professor Renzo Garcia Von Pinho, pela co-orientação e
colaboração.
Ao professor Renato Mendes Guimarães, pela co-orientação, pela
participação na banca, pelas valiosas sugestões e amizade.
À pesquisadora Solange Carvalho Barrios Roveri José, pela participação
na banca, pelos ensinamentos, pelas sugestões e, sobretudo, pela amizade.
Ao professor João Almir, pelos ensinamentos, pela colaboração e
amizade incondicional.
Aos funcionários do setor de sementes, Dona Elza, Dona Dalva, Elenir,
Andréa e Seu Zé, pelo apoio, paciência e colaboração.
Aos funcionários do Departamento de Agricultura, por toda a ajuda e
auxílio.
Ao meu namorado, Marllon, pela ajuda, amor e dedicação, em todos os
momentos.
A toda minha família, em especial às minhas tias e minha avó, pelas
orações e amizade.
Aos amigos do curso de pós-graduação, em especial, Leidiane, Denise,
Kalinka e Solange, pela força, pelo convívio e pelo incentivo.
Aos “meninos do milho”, André, José Luiz e Tiago, pelos ensinamentos
transmitidos e pela amizade.
Aos estudantes de graduação, em especial, Marllon, Tiago, Augusto,
Rafael e Felipe, pelo compromisso e dedicação.
Às minhas “migas” Cris, Rê e Clarissa, pelo apoio incondicional,
companheirismo, incentivo, mas, sobretudo, pela amizade.
Ao meu amigo professor Geraldo Andrade de Carvalho, pelas dicas,
experiências passadas e pela força.
Ao meu grande amigo Jorge (“Zozi”), pelo companheirismo e pelo
carinho.
À minha amiga Rosa, pela paciência e amizade.
Ao meu “primo” Júnior (Chalfun), pela colaboração e pelo apoio.
E a todos que contribuíram, direta ou indiretamente, para a realização
deste trabalho.
SUMÁRIO
Página
RESUMO GERAL ..........................................................................................i
ABSTRACT ................................................................................................. iii
CAPÍTULO 1..................................................................................................1
1 INTRODUÇÃO GERAL.............................................................................2
2 REFERENCIAL TEÓRICO........................................................................4
2.1 Produção de sementes híbridas de milho..................................................4
2.2 Condicionamento fisiológico....................................................................7
3 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................12
CAPÍTULO 2................................................................................................16
RESUMO......................................................................................................17
ABSTRACT .................................................................................................18
1 INTRODUÇÃO.........................................................................................19
2 MATERIAL E MÉTODOS.......................................................................22
2.1 Obtenção de lotes com sementes de diferentes níveis de qualidade.......22
2.2 Período de embebição durante o condicionamento fisiológico ..............23
2.3 Testes para a avaliação da qualidade fisiológica ....................................24
2.3.1 Teste de germinação ............................................................................24
2.3.2 Teste de primeira contagem.................................................................24
2.3.3 Tempo médio para ocorrência de 50% de emergência ........................24
2.3.4 Velocidade de emergência...................................................................25
2.4 Procedimento estatístico .........................................................................25
2.5 Secagem..................................................................................................26
2.5.1 Procedimento estatístico ......................................................................27
2.6 Análise de isoenzimas.............................................................................27
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO...............................................................29
3.1 Obtenção de lotes com sementes de diferentes níveis de qualidade.......29
3.2 Período de embebição das sementes durante o condicionamento
fisiológico .....................................................................................................29
3.3 Testes fisiológicos ..................................................................................30
3.4 Secagem..................................................................................................36
3.5 Análises isoenzimáticas..........................................................................40
4 CONCLUSÕES.........................................................................................47
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................48
CAPÍTULO 3................................................................................................53
RESUMO......................................................................................................54
ABSTRACT .................................................................................................56
1 INTRODUÇÃO.........................................................................................57
2 MATERIAL E MÉTODOS.......................................................................59
2.1 Obtenção de lotes de sementes com diferentes níveis de qualidade.......59
2.2 Período de embebição das sementes durante o condicionamento
fisiológico .....................................................................................................60
2.3 Instalação, condução do experimento.....................................................61
2.3.1 Porcentagem da emergência das plantas em campo ............................61
2.3.2 Altura da planta....................................................................................62
2.3.3 Florescimento masculino e feminino (sincronismo do florescimento) 62
2.3.4 Período da ausência de liberação de pólen para o parental masculino e
receptividade do estilo-estigma para o parental feminino e período em que as
sementes atingiram o estádio de desenvolvimento LL 3 (linha de leite 3)...62
2.4 Procedimento estatístico .........................................................................63
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO...............................................................64
3.1 Obtenção de lotes de sementes com diferentes níveis de qualidade.......64
3.2 Período de embebição das sementes durante o condicionamento
fisiológico .....................................................................................................64
3.3 Características avaliadas no campo ........................................................65
4 CONCLUSÕES.........................................................................................75
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................76
ANEXOS......................................................................................................78
i
RESUMO GERAL
TIMÓTEO, Tathiana Silva. Condicionamento e qualidade de sementes de
milho no sincronismo do florescimento em campo de produção de sementes
híbridas. Lavras: UFLA, 2007. 83p. (Dissertação – Mestrado em Fitotecnia)
1
.
A produção de sementes híbridas de milho depende do sincronismo do
florescimento entre os parentais, que possuem geralmente ciclos diferentes. No
presente trabalho, estudou-se o efeito do condicionamento fisiológico em
sementes de milho, com diferentes níveis de qualidade sobre a qualidade
fisiológica e atividade enzimática das sementes e sobre a época de florescimento
das plantas e outros parâmetros agronômicos. Os experimentos foram realizados
em área experimental e nos Laboratórios de Análise e Biotecnologia de
Sementes do Departamento de Agricultura, da Universidade Federal de Lavras,
em Lavras. Foram utilizadas sementes de duas linhagens (43 e 57) que compõem
o híbrido simples GNZ 2004. Parte das sementes de cada lote foi submetida ao
processo de envelhecimento acelerado, por um período de 96 horas, pelo método
gerbox, com o objetivo de se obter lotes de sementes com qualidades
fisiológicas distintas. De posse dos lotes, foram realizados dois experimentos.
No primeiro, utilizaram-se sementes com alta e baixa qualidade fisiológica,
associadas ao condicionamento das mesmas, em água, por um período de 24
horas, sendo parte das sementes submetida ao processo de secagem após o
condicionamento fisiológico, por um período de 24 horas, à 35ºC, até que as
sementes atingissem 13% de teor de água. No segundo experimento, utilizaram-
se sementes com alta e baixa qualidade fisiológica, associadas ao
condicionamento ou não das mesmas, em água, por um período de 24 horas e,
ainda, na ausência e na presença do “split” recomendado para o correspondente
híbrido que é de três dias, totalizando quatro tratamentos, para cada linhagem.
Cada parcela foi composta por seis linhas de quatro metros cada, seguindo o
delineamento de blocos casualizados com quatro repetições. Foram avaliadas a
porcentagem da emergência das plantas em campo, a altura das plantas, as datas
em que ocorreram 50% e 100% de liberação do pólen e de emissão do estilo-
estigma e, ainda, a data da ausência de liberação de pólen do parental masculino
e receptividade do estilo-estigma para o parental feminino e a data em que as
sementes se encontravam no estádio de desenvolvimento LL 3, para cada
tratamento. Concluiu-se que a qualidade fisiológica e a atividade enzimática em
.
________________________
1
Comitê Orientador: Édila Vilela de Resende Von Pinho - UFLA (Orientadora), Renzo Garcia
Von Pinho – UFLA (co-orientador) e Renato Mendes Guimarães - UFLA (co-orientador).
ii
sementes são influenciadas pelo condicionamento fisiológico. Foi observada,
ainda, influência do condicionamento sobre o florescimento das plantas,
tornando-se uma alternativa para a redução de “splits”, principalmente quando
se utilizam sementes com distintos níveis de qualidade.
iii
ABSTRACT
TIMÓTEO, Tathiana Silva. Priming and maize seed quality in synchronism
of flowering in the field hybrid seed production. (Dissertation in Master
Program of Agronomy). Federal University of Lavras
1
.
The production of maize hybrid seeds depends on the synchronism of flowering
between the two parental lines, which normally have different cycles. In the
present study, the effect of priming on maize seeds, with different levels of
quality on the physiological quality and enzyme activity of the seeds and on the
flowering time and other agronomic parameters were analyzed. Experiments
were carried out at the experimental area and in the Laboratories of Analyses
and Seed Biotechnology of the Department of Agriculture, Federal University of
Lavras. Seeds of two lines (43 and 57) of simple hybrid GNZ 2004 were used as
source of vegetal material. Samples of each lot had accelerating aging, for 96
hours, by gerbox method, aiming to have different seed lots with distinct
physiological quality. Having the divided lots, experiments were carried out. In
the first experiment, high and low quality seeds were used, associated to the
priming not, in water for 24 hours at 35ºc, being part of the seeds dried for 24
hours, just after priming, until 13% of water content. In the second experiment,
high and low quality seeds were used, associated to the priming or not, in water
for 24 hours and having or not the recommended split for the appropriated
hybrid, which is 3 days, getting in total four treatments for each line.
Experimental designs consisted of a randomized complete block in 4 repetitions.
Each experimental plot was done by six lines of 4 meters each. Seedling
emergence and plant height were measured. Percentage of seedling emergence
in the field and plant height were measured when 50% and 100% of pollen
release and the emission of stile-stigma occurred and moreover, by the date of
no pollen release of male parent and receptivity of stigma-stile of female parent
and by the date when the seeds were at stage ML 3 of development, for each
treatment. It was concluded that the physiological quality and enzyme activity in
seeds are affected by priming. Moreover, priming affected plant flowering,
becoming a viable alternative to reduce splits, mainly when seeds with different
level of quality are used.
_____________________
1
Guidance committee: Édila Vilela de Resende Von Pinho – UFLA (Supervisor), Renzo Garcia
Von Pinho – UFLA (co-supervisor) and Renato Mendes Guimarães - UFLA (co-supervisor).
1
CAPÍTULO 1
2
1 INTRODUÇÃO GERAL
A produção de sementes híbridas de milho depende do sincronismo do
florescimento entre os parentais. No entanto, muitas das melhores combinações
híbridas envolvem parentais com diferentes ciclos, havendo a necessidade de
“split”, que é o período entre duas semeaduras. Também é comum a utilização
de sementes dos parentais com diferentes níveis de qualidade, o que poderia
afetar a época de florescimento dessas plantas, inviabilizando o “split” definido
sob outras condições.
Um dos procedimentos que podem ser utilizados para a melhoria da
qualidade das sementes e para minimizar o desincronismo no florescimento das
plantas dos parentais envolvidos em cruzamentos é o tratamento pré-semeadura.
Nesse processo, é iniciado o metabolismo de germinação, por meio do controle
da absorção de água pela semente sem, no entanto, permitir a protrusão da raiz
primária. Ele tem sido citado com a denominação de “priming”,
“envigoramento” e “condicionamento fisiológico”, e apresenta como principais
vantagens à uniformização dos estandes e uma germinação mais rápida,
ocorrendo alterações em enzimas envolvidas nos processos de germinação e
deterioração de sementes.
Apesar de existir um grande número de pesquisas nessa área, existe,
ainda, controvérsia referente ao comportamento de sementes submetidas ao
condicionamento com subseqüente secagem e reversão dos efeitos do tratamento
em sementes armazenadas.
Na literatura não foi observada nenhuma referência relacionada ao uso
do condicionamento fisiológico em sementes de milho com diferentes níveis de
qualidade, buscando-se o sincronismo do florescimento entre os parentais para a
produção de sementes híbridas.
3
Sendo assim, os objetivos nesta pesquisa foram avaliar o efeito do
condicionamento fisiológico e da secagem subseqüente sobre a qualidade
fisiológica das sementes e a influência da qualidade fisiológica e do
condicionamento sobre a época de florescimento das plantas e outros parâmetros
agronômicos.
4
2 REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 Produção de sementes híbridas de milho
A produção de sementes de milho na safra de 2005/06 foi de 234.029
toneladas, correspondendo a 13,17% da produção nacional, em relação às outras
espécies (APPS, 2006).
A maioria das sementes comercializadas de milho é híbrida. O híbrido é
definido como a primeira geração do cruzamento entre linhagens completamente
endogâmicas, variedades de polinização aberta, clones ou qualquer outro tipo de
população divergente (Allard, 1999). Um dos primeiros trabalhos de hibridação
artificial foi realizado por Beal, no final do século XIX, com a cultura do milho.
A partir de variedades de polinização aberta, o autor obteve híbridos com
desempenho até 40% superior aos genitores. Esse aumento na produção em
plantas da geração F
1
está diretamente relacionado com o efeito da heterose. A
heterose foi empregada por Shull, em 1909, para expressar os efeitos benéficos
da hibridação, ou seja, maior vigor da geração F
1
em relação à média dos pais ou
ao pai mais produtivo (Hallauer & Miranda Filho, 1981). A utilização do
fenômeno da heterose constitui um meio eficiente para incrementar a
produtividade, embora outros caracteres agronômicos sejam melhorados (Allard,
1971).
Uma das hipóteses por meio da qual procura-se explicar a heterose é a
da dominância. Esta considera que os genes dominantes são favoráveis ao vigor,
enquanto os recessivos são desfavoráveis (Keeble & Pellew, 1910). Alguns
pesquisadores como Shull (1911) e East & Hayes, citados por Jugenheimer
(1959) discordaram desta hipótese, uma vez que, assim sendo, seria possível
obter linhas puras tão vigorosas quanto os híbridos.
Whaley (1944) relatou que a heterose refere-se a um estímulo
fisiológico, produzido pela união de gametas diferentes, que resulta em maior
5
rendimento, maior resistência a insetos e doenças, aumento no número e
tamanho dos frutos, em decorrência do aumento da eficácia metabólica do
híbrido. Jones (1922) aborda a mesma linha de pensamento ao observar
elevações no tamanho e no número de frutos devido à heterose, resultado de
maior número de células com ritmo mais acelerado de divisão e atividade
celular.
Para o desenvolvimento de híbridos, é preciso autofecundar o maior
número possível de plantas para obter linhagens, cruzá-las para obter o maior
número possível de híbridos e avaliá-las para se determinar o par de linhagens
com melhor comportamento. Esse procedimento foi proposto por Shull (1909), e
é usado até hoje. Após a obtenção e a identificação das melhores linhagens,
deve-se cruzá-las para se obter as melhores combinações.
No Brasil, a produção de sementes híbridas de milho desenvolveu-se,
principalmente, na região Centro-Sul, favorecendo a ampliação do número e da
capacidade produtiva das companhias privadas produtoras de sementes.
Atualmente, vários híbridos comerciais adaptados para diferentes regiões são
recomendados aos agricultores, após ensaios conduzidos em todo o território
nacional (Ferreira Filho & Peres, 1988). As sementes híbridas de milho são
produzidas por meio de emasculação do parental feminino, a qual pode ser
realizada manualmente ou por despendoadoras mecânicas. Além desses
processos, pode ser utilizada, ainda, a macho esterilidade genética citoplasmática
(Koutsika-Soutiriou, 1999).
Um desafio que enfrentam os melhoristas e produtores de sementes
híbridas de milho é o uso de parentais que diferem na época de floração. O ideal
seria selecionar parentais com sincronismo no florescimento visando à produção
de híbridos. No entanto, muitas das melhores combinações híbridas envolvem
parentais com diferentes ciclos. Quando se produzem híbridos a partir de
parentais de diferentes ciclos, é comum efetuar a semeadura em épocas distintas
6
para que ocorra o sincronismo do florescimento. No entanto, várias
complicações surgem no manejo do campo. Essa situação não significa somente
duas datas de semeadura, sendo necessárias múltiplas aplicações de fertilizantes
e pesticidas (Beck, 2004).
Em milho, outros métodos têm sido descritos para a obtenção de
sincronismo no florescimento entre os parentais. Podem-se utilizar semeaduras
duplas de linhas do parental masculino, utilizando-se uma segunda data de
semeadura. Essa prática permite aumentar o período de disponibilidade do pólen
no campo. Outra técnica é a semeadura em profundidade variável.
Recomendam-se semeaduras mais profundas só quando as sementes são
vigorosas. Como referência, considera-se, que para cada aumento de 2,5 cm de
profundidade de semeadura, espera-se um retardamento de dois dias no
florescimento. Pode-se adotar, ainda, variação quanto à fertilidade do solo à e
aplicação de nutrientes. Esse procedimento pode atrasar ou adiantar o
desenvolvimento das plantas, por um ou dois dias. Por meio de pesquisas foram
observados resultados mais consistentes em solos pobres e menor resposta em
solos férteis. Altas doses de fósforo tendem a acelerar o desenvolvimento das
plantas de milho, enquanto as maiores aplicações de potássio tendem a diminuí-
lo. Da mesma forma, aplicações de fertilizantes foliares, que normalmente
incluem o fósforo, podem acelerar a floração e, com nitrogênio, podem retardá-
la. Pode-se, ainda, incrementar a densidade da população de plantas para
conseguir um curto atraso na floração masculina.
Alguns químicos também podem ser usados para inibir a embebição das
sementes, o que resulta no retardamento da germinação. O uso do poliuretano,
por exemplo, pode retardar em até sete dias a germinação das sementes,
dependendo da espessura do pelete. No entanto, estes produtos podem
comprometer a germinação das sementes quando a semeadura é realizada em
solos compactados ou com presença de crostas duras na superfície. Vários
7
produtos deste tipo são comercializados. Um deles, chamado Pollinator Plus,
contém um polímero ativado por unidades de calor, capaz de controlar a
germinação. O tratamento faz com que a semente não absorva água, retardando a
germinação, até que o polímero absorva uma quantidade pré-determinada de
calor do solo. Plantas do parental masculino em sementes tratadas com
Pollinatur Plus podem ampliar o período de libertação do pólen com a
semeadura em única época (Hicks et al., 1996). Outros químicos foram usados
para acelerar a germinação e o crescimento, por exemplo, o uso de hormônios
vegetais como giberelinas e citocininas. Segundo Burris (1992), os maiores
problemas em usar tratamentos químicos para cobrir ou envolver as sementes
são seu custo e a dificuldade de conseguir uma aplicação uniforme do produto
químico envolvendo a semente.
Apesar de existirem diferentes métodos visando ao sincronismo do
florescimento entre os parentais para a produção de sementes híbridas de milho,
a semeadura em épocas distintas ainda é o mais utilizado.
Um método alternativo, que necessita ser estudado para se buscar o
sincronismo do florescimento entre os parentais para a produção de sementes
híbridas de milho, é o condicionamento fisiológico das sementes, embora não
tenha sido encontrada nenhuma pesquisa nessa área.
2.2 Condicionamento fisiológico
Vários tipos de tratamentos pré-semeadura têm sido sugeridos para
melhorar o desempenho germinativo das sementes e a emergência de plântulas,
dentre eles, o condicionamento fisiológico. Essa tecnologia envolve a absorção
de água pela semente, sob condições controladas, o que ativa o metabolismo das
sementes durante as fases I e II da embebição (Bewley & Black, 1982), mas
impede que ocorra a protrusão da raiz primária. Dessa maneira, ativam-se a
digestão das reservas e a sua translocação e assimilação, para que as sementes
8
componentes do lote alcancem estado metabólico uniforme em um nível de
hidratação definido e anterior à protrusão das radículas. Assim, é também
alcançada emergência mais rápida das plântulas, o que pode influenciar na época
de florescimento das plantas.
A primeira fase do processo de germinação é a absorção de água. A
entrada de água é um processo físico relacionado com as propriedades dos
colóides e sua extensão depende da composição química das sementes, da
permeabilidade do tegumento e da disponibilidade de água no ambiente. A
velocidade de embebição depende da área de contato semente/água, da
temperatura, da pressão hidrostática e das condições físicas das sementes
(Popiginis, 1977; Carvalho & Nakagawa, 1983).
Segundo Bewley & Black (1994), o processo de absorção de água pelas
sementes durante a germinação segue um padrão trifásico. A fase I seria rápida,
em conseqüência da diferença de potencial hídrico entre a semente e o solo. A
fase I se caracteriza pela degradação das substâncias de reserva, viabilizando o
fornecimento de energia e de nutrientes necessários para a retomada do
crescimento do embrião. Na fase II, a absorção de água é praticamente nula,
visto que os potenciais hídricos do substrato e da semente são muito
semelhantes. No entanto, a duração dessa fase, em relação à fase I, é, geralmente
mais longa. Esta é uma etapa em que, aparentemente, está ocorrendo um
transporte ativo das substâncias desdobradas na fase anterior, do tecido de
reserva para o tecido meristemático. O eixo embrionário, contudo, apesar de já
estar recebendo algum nutriente, ainda não consegue crescer. O início da fase III
é caracterizado pelo crescimento visível do eixo embrionário. Bioquimicamente,
nessa fase ocorre a reorganização das substâncias desdobradas na fase I e
transportadas na II em substâncias complexas para formar o citoplasma, o
protoplasma e as paredes celulares, permitindo o crescimento do eixo
embrionário.
9
Dessa forma, o princípio básico da técnica do condicionamento
fisiológico consiste em fazer com que as sementes passem pelas fases I e II de
embebição que são preparatórias para a germinação, sem atingir a fase III que é
caracterizada pelo alongamento celular e emergência da radícula (Heydecker et
al., 1975).
O condicionamento fisiológico propicia alguns benefícios tais como:
germinação mais rápida das sementes em condições adversas, emergência
precoce e germinação sincronizada (Heydecker et al., 1975). Tem-se observado
um melhor desempenho das sementes condicionadas quando semeadas em
temperaturas sub ou superótimas para diferentes espécies, como alface, alho
poro, beterrabas, brássicas, cenoura, melão, milho doce, pimentão, tomate e
outras (Nascimento, 1998). O condicionamento numa temperatura de 15ºC em
sementes de cenoura promoveu uma redução do tempo gasto para a germinação
e aumentou a porcentagem final, principalmente sob condições de baixa
temperatura de germinação (Heydecker et al., 1975). Tratamento de pré-
hidratação aumentou as taxas de germinação e de emergência de sementes de
pimentão em laboratório, casa de vegetação ou ambientes controlados (Perl &
Feder, 1981; Rivas et al., 1984; Sundstrom & Edwards, 1989). Dessa forma,
espera-se que o condicionamento fisiológico das sementes também influencie no
florescimento.
De acordo com Vasquez (1995), a hidratação das sementes no processo
de condicionamento pode ser efetuada mediante exposição das mesmas à
atmosfera controlada, embebição em substrato úmido ou imersão em soluções
osmóticas, cujo tratamento pode ser contínuo até que as sementes atinjam o grau
de umidade programada, ou envolver ciclos de hidratação e secagem. As
soluções osmóticas mais utilizadas são polietileno glicol, manitol e sais
inorgânicos.
10
Na técnica de condicionamento fisiológico, um dos fatores que mais têm
gerado discussão refere-se aos efeitos da secagem e do armazenamento das
sementes após o condicionamento fisiológico.
Inicialmente, a secagem foi considerada benéfica por Heydecker et al.
(1975) e Khan et al. (1978). Hanson (1972) demonstrou que o efeito do
revigoramento das sementes ocorre no período de hidratação, enquanto a
secagem o fixa. A-As-Saqui & Corleto (1978), trabalhando com quatro espécies
de sementes forrageiras, encontraram melhores resultados quando as sementes
foram embebidas em água por 24 horas e secadas em temperatura ambiente até
seu peso inicial. Outros resultados promissores em relação à secagem das
sementes após o condicionamento fisiológico foram alcançados por Khan et al.
(1976), Guedes & Cantliffe (1980) e Valdes et al. (1985).
Em outros trabalhos, a secagem reverteu os efeitos benéficos do
tratamento (Saha & Basu, 1981; Armstrong & McDonald, 1992). Essas
observações justificaram as afirmações de Heydecker & Wainwright (1976),
segundo as quais as sementes devem ser utilizadas imediatamente após o
tratamento, para que o processo apresente a máxima vantagem.
Hanson (1973) verificou que o efeito de envigoramento em sementes de
trigo permaneceu estável durante, pelo menos, quatro semanas de
armazenamento, sob condições de ambiente. Brocklehurst et al. (1987),
trabalhando com sementes de cebola condicionadas, observaram que, após 12
meses de armazenamento, não houve perda no efeito benéfico do “priming”.
Resultados promissores também foram obtidos por Khan et al. (1976), Guedes &
Cantliffe (1980) e Valdes et al. (1985). Porém, Knypl & Khan (1981)
observaram, em sementes de soja submetidas ao condicionamento fisiológico,
desempenho progressivamente deficiente durante o armazenamento.
Ainda são necessários estudos mais detalhados sobre os efeitos da
secagem que foi, a princípio, considerada benéfica por Heydecker et al. (1975) e
11
Khan et al. (1978) e, posteriormente, não benéfica por Heydecker & Coolbear
(1977), Heydecker (1980) e Bodsworth & Bewley (1981), para a manutenção
dos benefícios trazidos pelo envigoramento durante o armazenamento.
Os procedimentos adotados nas pesquisas de condicionamento
fisiológico não podem ser considerados definitivos e devem ser avaliados para
cada espécie, buscando-se o aprimoramento da técnica. É de fundamental
importância, ainda, que as alterações em nível enzimático sejam avaliadas
durante o processo de condicionamento fisiológico.
Em algumas pesquisas têm sido relatado que, durante o
condicionamento fisiológico, ocorrem mudanças em níveis de rRNA, conteúdo
de proteínas solúveis, taxa respiratória das sementes e atividade de enzimas
específicas, embora, em alguns casos, não tenham ocorrido mudanças
quantitativas na atividade destas (Sundstrom & Edwards, 1989; Smith & Cobb,
1991).
Ribeiro (2000), trabalhando com sementes de algodão, observou que,
durante o condicionamento fisiológico, houve variação na atividade das enzimas
álcool desidrogenase e esterase, porém, os padrões permaneceram inalterados
para as enzimas glutamato desidrogenase e catalase.
Assim, há necessidade de estudar as mudanças fisiológicas e de
proteínas durante o condicionamento fisiológico em sementes, assim como o
efeito desse condicionamento na época de florescimento das plantas visando à
produção de sementes híbridas.
12
3 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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16
CAPÍTULO 2
EFEITOS DO CONDICIONAMENTO FISIOLÓGICO E SECAGEM
SUBSEQÜENTE SOBRE A QUALIDADE FISIOLÓGICA EM
SEMENTES DE MILHO
17
RESUMO
TIMÓTEO, Tathiana Silva. Efeitos do condicionamento fisiológico e secagem
subseqüente sobre a qualidade fisiológica em sementes de milho. In: _____
Condicionamento e qualidade de sementes de milho no sincronismo do
florescimento em campo de produção de sementes híbridas. Lavras: UFLA,
2007. p.16-52. (Dissertação – Mestrado em Fitotecnia) – Universidade Federal
de Lavras, Lavras.
1
Para avaliar o efeito do condicionamento fisiológico e da qualidade das
sementes sobre a germinação, o vigor e a atividade enzimática em sementes de
milho, foi realizado o presente trabalho, nos Laboratórios de Análise e
Biotecnologia de Sementes do Departamento de Agricultura, da Universidade
Federal de Lavras. Foram utilizadas sementes de duas linhagens (43 e 57). Parte
das sementes de cada lote foi submetida ao processo de envelhecimento
acelerado por um período de 96 horas, pelo método gerbox, com o objetivo de se
obter lotes de sementes com qualidades fisiológicas distintas. De posse dos lotes,
uma parte das sementes de cada lote foi condicionada em água, por um período
de 24 horas. Foram realizados dois experimentos: o primeiro consistiu de um
fatorial 2x2, em que o primeiro fator correspondeu aos níveis de qualidade e o
segundo, ao condicionamento ou não dos materiais, totalizando quatro
tratamentos para cada material, e o segundo, que consistiu, também, de um
fatorial 2x2, em que o primeiro fator correspondeu à secagem ou não dos
materiais após o condicionamento fisiológico, e o segundo aos níveis de
qualidade, totalizando quatro tratamentos para cada material. As sementes
submetidas à secagem foram secadas até 13% de teor de água. No primeiro
experimento, foram realizados os testes de germinação, primeira contagem,
índice de velocidade de emergência, tempo médio para a ocorrência de 50% de
emergência, além as análises isoenzimáticas e no segundo além dos realizados
no primeiro experimento, também emergência final, teste frio e envelhecimento
acelerado. Em todos os testes houve superioridade das sementes com alta
qualidade. Em sementes submetidas ao condicionamento fisiológico foi
observado maior vigor do que aquelas não condicionadas. Concluiu-se também
que as sementes após o condicionamento podem passar pelo processo de
secagem, sem perdas dos benefícios alcançados.
____________
1
Comitê Orientador: Prof
a
. Édila Vilela de Resende Von Pinho – UFLA (Orientadora), Prof.
Renzo Garcia Von Pinho – UFLA e Prof. Renato Mendes Guimarães – UFLA
18
ABSTRACT
TIMÓTEO, Tathiana Silva. Effects of priming and subsequent drying on
physicological quality in maize seeds. In:_____ Priming and maize seed
quality in synchronism of flowering in the field hybrid seed production.
(Dissertation in Master Program of Agronomy). Federal University of Lavras
1
.
To evaluate the effect of priming and seed quality on germination, vigor and
enzyme activity on maize seeds, the present experiment was carried out at
Federal University of Lavras, in the Laboratory of Analyses and Seed
Biotechnology of the Department of Agriculture. Two seed lines were used (43
and 57) from the simple hybrid GNZ 2004, as source of material. Part of the
each seed lot was submitted to accelerate aging for 96 hours, by the gerbox
method to have two lots of seeds with distinct physiological quality. Part of the
seeds from each lot was primed in water for 24 hours. Two experiments were
performed: the first one was designed in a 2x2 factorial in which the first
variable was level of quality and the other the priming or not, having in total
four treatments for each material; the second one was also designed in a 2x2
factorial in which the first variable was the drying or not of the material just
after priming, and the second, level of quality, having in total 4 treatments for
each material. Seeds were dried until 13% of water content. In the first
experiment the following analysis were performed: germination test, first
counting, emergence speed rate, the time to get 50% of radicle protrusion, in
addition to enzymatic analyses. In the second one, in addition to the analysis
performed in the first experiment, it was also measured the final emergence, cold
test and accelerated aging. In all test, it could be note superiority of high quality
seeds. In primed seeds it was observed more vigor than in non primed ones. It
could be concluded that seeds after priming can be dried without any loss to
them.
____________________
1
Guidance committee: Édila Vilela de Resende Von Pinho – UFLA (Supervisor), Renzo Garcia
Von Pinho – UFLA (co-supervisor) and Renato Mendes Guimarães - UFLA (co-supervisor).
19
1 INTRODUÇÃO
Grande parte das sementes de milho comercializadas no Brasil é híbrida.
A produção dessas sementes híbridas de milho depende do sincronismo do
florescimento entre os parentais. No entanto, muitas das melhores combinações
híbridas envolvem parentais com diferentes ciclos, havendo a necessidade de
“split”, que é o período entre duas semeaduras. Fatores, como a qualidade das
sementes utilizadas, poderão afetar a época de florescimento desses parentais, o
que inviabilizaria o “split” definido sob outras condições. Assim, o
condicionamento fisiológico das sementes em pré-semeadura pode ser uma
alternativa para revigorar as sementes de baixa qualidade. O condicionamento
fisiológico envolve a absorção de água pela semente, sob condições controladas,
ativando o metabolismo das sementes durante as fases I e II da embebição
(Bewley & Black, 1982), mas, impedindo que ocorra a protrusão da radícula.
Dessa maneira, ativam-se a digestão, a translocação e a assimilação de reservas,
para que as sementes alcancem estado metabólico relativamente uniforme
quando o acesso à água é interrompido (Bewley & Black, 1994).
A hidratação pode ainda ser seguida de secagem, se as sementes não
tiverem atingido a fase III da germinação, facilitando o manuseio,
armazenamento e semeadura com equipamentos convencionais (Copeland &
McDonald, 1995). Inicialmente, a secagem, após o condicionamento, foi
considerada benéfica por Heydecker et al. (1975) e Khan et al. (1978). Em
outros trabalhos, a secagem reverteu os efeitos benéficos do tratamento (Saha &
Basu, 1981; Armstrong & McDonald, 1992). Esse processo de secagem das
sementes após o tratamento de condicionamento tem sido comumente designado
na literatura como hidratação-desidratação (Andrade, 1993).
A desidratação até a fase II não provoca danos irreparáveis ao embrião e
as sementes podem continuar a germinação, quando retornar a condição de
20
hidratação. Porém, a partir da fase III, os danos provocados pela secagem podem
ser irreversíveis (Bewley & Black, 1993).
Para Matthews & Powell (1986), os efeitos benéficos do
condicionamento são fixados à semente pela secagem (“dry back”). A-As-Saqui
& Corleto (1978), trabalhando com quatro espécies de sementes forrageiras,
encontraram melhores resultados quando as sementes foram embebidas em água
por 24 horas e secadas em temperatura ambiente até seu peso inicial. Já Braccini
et al. (1997), trabalhando com soja, demonstraram que a embebição prévia das
sementes em água seguida de secagem foi prejudicial à sua qualidade.
Sabe-se que, para cada espécie, é necessário avaliar o período de
embebição de semente, sem que ocorra a protrusão radicular, assim como
estudar o efeito do condicionamento fisiológico sobre a qualidade das sementes
e da secagem após o condicionamento.
Para medir a qualidade fisiológica de um lote de sementes, o parâmetro
mais amplamente utilizado é o poder germinativo, medido pelo teste de
germinação, que é realizado sob condições ideais de temperatura, luz e substrato
(Laposta, 1991).
Geralmente, as condições que as sementes encontram no solo não são
ótimas e lotes da mesma variedade, com capacidade de germinação semelhantes,
podem apresentar diferenças marcantes na percentagem de emergência, em
condições de campo. A falta de uma estreita relação entre a germinação obtida
no laboratório e a emergência no campo foi responsável pelo conceito de vigor
(Carvalho & Nakagawa, 1988).
O uso de testes de vigor justifica-se como alternativa para a detecção de
diferenças de desempenho entre lotes que apresentam resultados semelhantes no
teste de germinação (Marcos Filho et al., 1984 e Carvalho & Nakagawa, 1988).
Em diversos trabalhos tem sido observado que o vigor das sementes é o
componente de qualidade mais influenciado pelo “priming”. Por essa razão, o
21
tratamento tem sido comumente designado na literatura como revigoramento de
sementes. O vigor das sementes, com freqüência, mostra-se elevado, bem como
taxa, sincronia e porcentagem de emergência das plântulas, revelando resultados
superiores àqueles obtidos com sementes não tratadas de várias espécies,
particularmente sob condições adversas de semeadura (Cano et al., 1991; Pill et
al., 1991).
Ainda como suporte, a atividade de algumas enzimas funciona como
marcas moleculares na avaliação da qualidade fisiológica das sementes. Dessa
forma, a eletroforese, por meio da detecção de alterações na composição de
enzimas específicas, pode ser uma eficiente ferramenta para acompanhar o
comportamento de sementes com diferentes qualidades fisiológicas e submetidas
ao condicionamento fisiológico.
Nesta pesquisa, foram avaliadas as alterações fisiológicas e de enzimas
em sementes de milho com diferentes qualidades fisiológicas e submetidas ao
condicionamento fisiológico e secagem subseqüente.
22
2 MATERIAL E MÉTODOS
Esta pesquisa foi conduzida no Laboratório de Análise de Sementes do
Departamento de Agricultura da Universidade Federal de Lavras (UFLA), na
cidade de Lavras, MG.
Foram utilizadas sementes com alta e baixa qualidade fisiológica de
duas linhagens (43 e 57) que compõem o híbrido simples GNZ 2004.
2.1 Obtenção de lotes com sementes de diferentes níveis de qualidade
Com o objetivo de se obter lotes com sementes de diferentes níveis de
qualidade, parte das sementes tratadas dos dois materiais foi submetida ao teste
de envelhecimento acelerado, uma vez que esse teste tem como base o fato de
que a taxa de deterioração das sementes é aumentada consideravelmente pela
exposição às altas temperaturas e umidades relativas.
O método utilizado foi o de minicâmaras do tipo “gerbox”, em que as
sementes foram distribuídas em camada única sobre uma tela suspensa no
interior da caixa contendo 40 mL de água. As sementes permaneceram
incubadas durante 96 horas, à temperatura de 42ºC (Tão, 1980). Após a
exposição nessas condições, as sementes foram secadas à temperatura ambiente
até teor de água de 13%, semelhante àquelas que não foram submetidas ao
envelhecimento. Em seguida, sementes, envelhecidas ou não, foram submetidas
ao teste de germinação, realizado com quatro repetições de 50 sementes por
tratamento. A semeadura foi realizada em papel-toalha no sistema rolo,
umedecido com água na quantidade de 2,5 vezes o peso do papel. Em seguida,
as sementes foram mantidas em germinador regulado à temperatura constante de
27ºC. As avaliações foram feitas aos 4 e 7 dias após a semeadura, seguindo os
critérios estabelecidos nas Regras para Análise de Sementes (Brasil, 1992).
23
2.2 Período de embebição durante o condicionamento fisiológico
Para a determinação do período de embebição das sementes, durante o
condicionamento fisiológico, foi realizada a curva de embebição. Sementes
tratadas de ambos os materiais, com dois níveis de qualidade e teor de água
inicial de 13%, foram semeadas em papel-toalha, no sistema rolo, umedecido
com água na quantidade de 2,5 vezes o peso do papel, até a fase II de
embebição, à temperatura de 27ºC. Para a determinação do momento em que as
sementes se encontravam no final da fase II de embebição, foram realizadas
avaliações em períodos regulares de seis horas, determinando-se o peso úmido
das sementes em cada período de embebição e a protrusão radicular nas
sementes. As pesagens foram efetuadas em uma balança de precisão, com quatro
casas decimais. O critério adotado para considerar o início da fase III da curva
de embebição foi quando 50% das sementes apresentavam protrusão radicular.
Após a determinação do período de embebição, no final da fase II de embebição,
o teor de água das sementes, durante o condicionamento fisiológico foi ajustado
para 35%, de acordo com a equação:
12
100
100
W
B
A
W ×
−
−
=
em que:
W
2
= peso final das sementes;
W
1
= peso inicial das sementes;
A = teor de água inicial;
B = teor de água desejado.
24
2.3 Testes para a avaliação da qualidade fisiológica
Sementes submetidas e não ao condicionamento fisiológico, com alta e
baixa qualidade, foram submetidas ao teste de germinação (TPG), ao teste de
primeira contagem (TPC), velocidade de emergência (VE) e tempo médio para a
ocorrência 50% de emergência (T50).
2.3.1 Teste de germinação
O teste de germinação foi realizado conforme descrito no item 2.1.
2.3.2 Teste de primeira contagem
Efetuado em conjunto com o teste de germinação, foi realizado o teste
de primeira contagem de germinação, no quarto dia após a semeadura,
computando-se a porcentagem de plântulas normais, ou seja, aquelas que
apresentavam, pelo menos, duas raízes seminais e parte aérea com dois
centímetros de comprimento (Brasil, 1992).
2.3.3 Tempo médio para ocorrência de 50% de emergência
O T50 foi realizado junto com a velocidade de emergência, de acordo
com a expressão de Guimarães (2000):
T
50
= [(G – G
1
) I / G
2
– G
1
] + T
em que:
T
50
= tempo para a ocorrência de 50% da germinação
G = metade do valor máximo de germinação
G
1
= valor de germinação igual ou imediatamente inferior a G
G
2
= valor de germinação imediatamente superior a G
I = intervalo entre as contagens
T = tempo para a ocorrência de G
1
25
2.3.4 Velocidade de emergência
A determinação da velocidade de emergência foi feita com a semeadura
em canteiro, que continha uma mistura de areia e terra, na proporção de 1:1.
Foram utilizadas seis repetições com 50 sementes por tratamento. A semeadura
foi realizada manualmente, em linhas de um metro de comprimento, à
profundidade de três centímetros. A velocidade de emergência foi determinada
anotando-se, diariamente e no mesmo horário, o número de plântulas que
apresentavam dois folíolos completamente abertos, a partir da data do início da
emergência até a completa estabilização do estande. O índice de velocidade de
emergência foi determinado de acordo com a expressão de Edmond & Drapala
(1958):
n
nn
EEE
ENENEN
VE
+++
+++
=
...
)(...)()(
21
2211
em que:
VE = velocidade de emergência (em dias);
E
1
, E
2
, E
n
= número de plantas normais emergidas na primeira, segunda e última
contagem;
N
1
, N
2
, N
n
= número de dias da primeira, segunda e última contagem, em relação
à semeadura.
2.4 Procedimento estatístico
Para o teste de germinação e de primeira contagem, o delineamento
utilizado foi o inteiramente casualizado, com quatro repetições. No entanto, para
a velocidade de emergência e tempo médio para a ocorrência de 50% de
emergência, o delineamento utilizado foi o de blocos casualizados, com seis
repetições.
26
Para ambos os testes, foi empregado o esquema fatorial 2x2, em que o
primeiro fator correspondeu aos níveis de qualidade e o segundo ao
condicionamento ou não dos materiais, totalizando quatro tratamentos para cada
material.
Para a comparação das médias, foi utilizado o teste de Tukey, a 5% de
probabilidade.
2.5 Secagem
Sementes com alta e baixa qualidade, de ambos os materiais com 13%
de teor de água, foram embebidas até atingirem teor de água em torno de 35%.
Após o condicionamento, uma parte das sementes foi submetida ao processo de
secagem artificial em estufa de circulação de ar a 35ºC, durante 24 horas, até
atingirem o conteúdo de água em torno de 13%, com o objetivo de avaliar o
efeito da secagem após o condicionamento fisiológico.
Após a secagem, sementes submetidas e não submetidas ao processo de
secagem, com alta e baixa qualidade, foram avaliadas por meio dos testes de
germinação, primeira contagem, tempo médio para a ocorrência de 50% de
emergência, velocidade de emergência, conforme metodologias descritas no
ítem 2.3. Ao final do teste de velocidade de emergência, computou-se a
emergência final das plântulas. Ainda foi avaliado o vigor por meio dos testes de
envelhecimento acelerado, conforme metodologia descrita no item 2.1 e teste
frio. O teste frio foi realizado conforme metodologia proposta por Loeffler et al.
(1985), com quatro repetições de 25 sementes distribuídas em papel toalha,
umedecidas com quantidade de água equivalente a 2,5 vezes o peso do papel-
toalha seco. Após a semeadura, os rolos foram colocados no interior de sacos
plásticos, que foram vedados com fita adesiva e mantidos em câmara regulada a
10ºC, durante sete dias. Ao final desse prazo, os rolos foram retirados dos sacos
plásticos e transferidos para germinador a 25ºC, onde permaneceram por cinco
27
dias, quando se efetuou a contagem das plântulas normais, e os resultados foram
expressos em porcentagem.
2.5.1 Procedimento estatístico
Para o teste de germinação, primeira contagem, envelhecimento
acelerado e teste frio, o delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado
com quatro repetições. No entanto, para o teste de velocidade de emergência,
tempo médio para a ocorrência de 50% de emergência e emergência final, o
delineamento utilizado foi o de blocos casualizados, com quatro repetições.
Para ambos os testes, foi empregado o esquema fatorial 2x2, em que o primeiro
fator correspondeu à secagem ou não dos materiais após o condicionamento
fisiológico e o segundo aos níveis de qualidade, totalizando quatro tratamentos
para cada material.
Para a comparação das médias, foi utilizado o teste de Tukey, a 5% de
probabilidade.
2.6 Análise de isoenzimas
As atividades das isoenzimas: α-amilase (α-A), esterase (EST), álcool
desidrogenase (ADH), malato desidrogenase (MDH), peroxidase (PO), catalase
(CAT) e superóxido dismutase (SOD), em sementes de alta e baixa qualidade,
submetidas a 0, 24 e 48 horas de embebição, foram avaliadas pela técnica de
eletroforese.
Duas amostras de 150 sementes de cada tratamento foram trituradas em
moinho, a 4ºC, com utilização de antioxidante PVP (polivinil pirrolidone) e
conservadas em freezer a -80°C até a realização das análises. Foram retiradas
subamostras de 100mg, nas quais adicionou-se o tampão de extração (Tris HCl
0,2 M pH 8) na quantidade de 2,5 vezes o peso de cada amostra e 0,1% de β-
mercaptoetanol. Em seguida as amostras foram agitadas em vortex por 1 minuto.
28
O material foi colocado em geladeira over night e, depois, foi centrifugado a
14.000 rpm, por 30 minutos, a 4ºC. Foram aplicados 60 µL do sobrenadante em
gel de poliacrilamida 4,5% (concentrador) e poliacrilamida 7,5% (separador).
Para o sistema enzimático α-amilase, foram acrescidos, ao gel separador, 0,5%
de amido solúvel. O sistema tampão gel/eletrodo utilizado foi a Tris-glicina pH
8,9. As corridas foram efetuadas a 150 V, por 4 horas. Após a eletroforese,
procedeu-se à revelação das enzimas, segundo Alfenas et al. (1991).
.
29
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1 Obtenção de lotes com sementes de diferentes níveis de qualidade
Por meio do teste de germinação realizado após o envelhecimento
acelerado, foi observada diferença significativa na qualidade fisiológica das
sementes dos parentais utilizados. Foram observados valores de germinação de
96% e 60%, em sementes do parental masculino (linhagem 43) e de 96% e 71%
do parental feminino (linhagem 57) (Tabela 1), obtendo-se assim lotes com
diferentes níveis de qualidade fisiológica para ambas as linhagens. Vale ressaltar
que a diferença observada na qualidade fisiológica das sementes utilizadas era
essencial para a condução da pesquisa.
TABELA 1: Resultados médios de germinação (%) de sementes das linhagens
43 e 57, após o envelhecimento. UFLA, Lavras, MG, 2006.
Sementes Linhagem 43 Linhagem 57
Envelhecidas 60 b 71 b
Não-envelhecidas 96 a 96 a
Médias seguidas da mesma letra, na coluna, não diferem entre si, pelo teste de Tukey, a 5% de
probabilidade.
3.2 Período de embebição das sementes durante o condicionamento
fisiológico
De acordo com a curva de embebição, 24 horas foi o tempo determinado
para a embebição das sementes de ambos os materiais, no qual as sementes se
encontravam com 35% de teor de água. Acima desse tempo, houve protrusão
radicular. Segundo Leprince et al. (1990), durante a germinação, a tolerância à
dessecação é mantida por várias horas após o início de embebição. Antes da
emergência da radícula, as sementes podem resistir à extrema secagem, mas à
medida que a germinação progride, esse tratamento torna-se altamente danoso e,
30
finalmente, letal. Ou seja, após a fase III de embebição, as sementes apresentam
intolerância à dessecação.
Koster & Leopold (1988) demonstraram que, durante a germinação,
coleóptilos e tecidos apicais de milho e soja, respectivamente, mantiveram
alguma tolerância após um período de embebição, enquanto que as radículas
correspondentes foram completamente intolerantes à dessecação.
3.3 Testes fisiológicos
Na Tabela 1A está apresentado o resumo da análise de variância dos
dados obtidos nos testes para a avaliação da qualidade fisiológica das sementes
com diferentes níveis de qualidade, submetidas ou não ao condicionamento
fisiológico.
Houve diferença significativa (P<0,05) para os fatores qualidade e
condicionamento fisiológico, em ambos os materiais e em todos os testes, exceto
para o teste de germinação (TG), em que somente o fator qualidade foi
significativo (Tabela 1A).
Não houve diferença significativa para a interação qualidade e
condicionamento fisiológico (Tabela 1A). Esse resultado é interessante, uma vez
que o condicionamento pode ser realizado tanto em sementes de baixa como de
alta qualidade. Na indústria de sementes, é comum a obtenção de lotes de
sementes com diferentes níveis de qualidade, principalmente em função das
diferentes condições de produção.
Na Tabela 2, estão apresentados os resultados observados nos testes de
germinação (TG), primeira contagem (TPC), tempo médio para a ocorrência de
50% de emergência (T50) e velocidade de emergência (VE). Em todos os testes
foram observados maiores valores de germinação nas sementes com alta
qualidade, como já verificado anteriormente, após o envelhecimento das
sementes artificialmente. As sementes envelhecidas, especialmente das grandes
31
culturas, como o milho, absorvem água com mais rapidez. Esta maior velocidade
de embebição pode acarretar alguns danos que se apresentam sob a forma de
anormalidades em testes em laboratório, principalmente no teste padrão de
germinação (Roberts, 1981).
Pandey (1988) também sugeriu a existência de um estado crítico de
deterioração, a partir do qual a viabilidade não pode ser restaurada.
TABELA 2: Resultados médios de germinação (TG), primeira contagem (TPC), velocidade de emergência (VE) e tempo
médio para ocorrência de 50% de emergência (T50) de sementes, com alta e baixa qualidade, das linhagens
43 e 57. UFLA, Lavras, MG, 2006.
Linhagem 43 Linhagem 57
Sementes
TG
(%)
TPC
(%)
VE
(dias)
T50
(dias)
TG
(%)
TPC
(%)
VE
(dias)
T50
(dias)
Alta qualidade 96 a 82 a 6 a 5 a 96 a 86 a 6 a 5 a
Baixa qualidade 60 b 46 b 8 b 7 b 71 b 47 b 7 b 6 b
Médias seguidas da mesma letra, na coluna, não diferem entre si, pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade.
32
33
Não houve diferença significativa nos valores de germinação observados
em sementes submetidas ou não ao condicionamento fisiológico (Tabela 3). Isso
pode ser explicado porque os eventos que caracterizam o processo de
deterioração numa seqüência hipotética são: degradação de membranas
celulares, redução das atividades respiratórias e biossintéticas, lentidão do
processo de germinação, redução no potencial de longevidade, decréscimo na
taxa de crescimento e de desenvolvimento, menor uniformidade de emergência,
maior sensibilidade às adversidades do ambiente, redução da emergência das
plântulas no campo, aumento da ocorrência de plântulas anormais e, finalmente,
perda da capacidade germinativa (Delouche & Baskin, 1973). Ainda segundo
Marcos Filho (1999a), os resultados do teste de germinação não permitem
detectar o progresso da deterioração das sementes, indicando, apenas, os
estádios finais do processo de deterioração.
No teste de primeira contagem (TPC), foram observados valores de 82%
e 86% para sementes com alta qualidade das linhagens 43 e 57, e de 46% e 47%
para sementes de baixa qualidade (Tabela 2). O teste de primeira contagem
baseia-se no princípio de que as sementes que apresentam maior percentagem de
plântulas normais, na primeira contagem de germinação, são as mais vigorosas.
A maior percentagem de plântulas normais obtidas por ocasião da
primeira contagem foi detectada em sementes que foram submetidas ao
condicionamento fisiológico, alcançando valores de 72% para sementes da
linhagem 43 e 75% para sementes da linhagem 57, com aumento de 22% e 21%
nas sementes submetidas ao condicionamento fisiológico (Tabela 3). Esses
resultados são facilmente compreendidos, uma vez que as sementes que foram
submetidas ao condicionamento fisiológico já estavam adiantadas em duas fases
no processo de germinação, comparadas àquelas que não se submeteram ao
condicionamento fisiológico. Esse resultado foi confirmado por meio da análise
eletroforética da enzima α-amilase (Figura 1), em que a atividade dessa enzima
34
foi menor nas primeiras horas de embebição e aumentou com o decorrer do
tempo de embebição. Isso porque a α-amilase é uma enzima importante na
hidrólise do amido, sendo responsável por 90% da atividade amilolítica em
sementes de milho. Usualmente, não está presente nas sementes secas, sendo
sintetizada e secretada pela camada de aleurona (Kigel & Galili, 1995). Durante
o desenvolvimento, a camada de aleurona serve para o estoque de reservas,
enquanto que, na germinação, constitui-se em uma fonte de enzimas para a
mobilização de reservas (Fincher, 1989).
Palagi (2004) encontrou resultados significativos com a pré-embebição
das sementes dos cultivares de soja CD 202 e CD 210, principalmente no teste
de primeira contagem.
Diferenças significativas em relação ao tempo médio para a ocorrência
de 50% de emergência entre sementes com alta e baixa qualidade foram
detectadas (Tabela 2). O tempo gasto para que ocorresse 50% de emergência
(T50) foi menor para sementes com alta qualidade. O valor máximo de T50 (7
dias) foi observado em sementes de baixa qualidade da linhagem 43, seguido de
6 dias para a linhagem 57, tempo esse superior a dois dias, observado em
sementes da linhagem 43.
TABELA 3: Resultados médios de germinação (TG), primeira contagem (TPC), velocidade de emergência (VE) e tempo
médio para ocorrência de 50% de emergência (T50) de sementes das linhagens 43 e 57, submetidas ou não
ao condicionamento fisiológico. UFLA, Lavras, MG, 2006.
Linhagem 43 Linhagem 57
Sementes
TG
(%)
TPC
(%)
VE
(dias)
T50
(dias)
TG
(%)
TPC
(%)
VE
(dias)
T50
(dias)
SCF
1
78 a 72 a 7 a 6 a 84 a 75 a 6 a 5 a
NSCF
2
78 a 56 b 8 b 7 b 83 a 59 b 8 b 7 b
Médias seguidas da mesma letra, na coluna, não diferem entre si, pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade.
1
= Submetidas ao condicionamento fisiológico
2
= Não submetidas ao condicionamento fisiológico
35
36
Também sementes das linhagens 43 e 57 submetidas ao
condicionamento fisiológico alcançaram 50% de emergência com um e dois dias
de antecedência, respectivamente (Tabela 3), comparadas às sementes não
submetidas ao condicionamento fisiológico. Dessa maneira, pode ser observado
que o condicionamento fisiológico propiciou melhor vigor das sementes de
milho.
Com essa mesma tendência, foi observada maior velocidade de
emergência em sementes com alta qualidade (Tabela 2), demonstrando, assim,
uma relação direta entre a velocidade e o vigor das sementes, ou seja, lotes que
apresentam maior velocidade de germinação são os mais vigorosos.
Um dos efeitos do condicionamento das sementes é a aceleração da
velocidade da emergência das plântulas. Esse fato foi observado nesta pesquisa,
em que sementes que foram submetidas ao condicionamento fisiológico tiveram
uma velocidade de emergência maior do que aquelas não submetidas,
alcançando diferenças de um dia para a linhagem 43 e de dois dias para a
linhagem 57 (Tabela 3).
Esses resultados são extremamente favoráveis, pois, em condições de
estresse, como o estresse hídrico, por exemplo, as sementes que são submetidas
ao processo de condicionamento germinam mais rapidamente, visto que essas, já
iniciaram a embebição, necessitando, assim, de menores quantidades de água
para completar o processo de germinação (Bradford, 1986).
3.4 Secagem
Na Tabela 2A está apresentado o resumo da análise de variância dos
dados obtidos nos testes para a avaliação da qualidade fisiológica das sementes
com diferentes níveis de qualidade, submetidas ao condicionamento fisiológico e
com ou sem secagem subseqüente.
37
Houve diferença significativa (P<0,05) para o fator qualidade, em ambos
os materiais e em todos os testes realizados. O processo de secagem, após o
condicionamento fisiológico, influenciou a velocidade de emergência (VE) e o
tempo médio para ocorrência de 50% de emergência (T50).
Na Tabela 4 estão apresentados os resultados observados nos testes de
germinação (TG), primeira contagem (TPC), envelhecimento acelerado (EA),
teste frio (TF), velocidade de emergência (VE), tempo médio para a ocorrência
de 50% de emergência (T50) e emergência final (EF).
Em todos os testes, foram observados maiores valores de germinação nas
sementes com alta qualidade, em ambas as linhagens.
Em sementes submetidas ao teste de envelhecimento acelerado foi observado
baixo vigor, principalmente em sementes com baixa qualidade (Tabela 4). Esse
teste baseia-se no fato que a taxa de deterioração das sementes é aumentada
consideravelmente por meio da exposição dessas em níveis elevados de
temperatura e umidade relativa.
Em ambas as linhagens, sementes que não foram submetidas ao
processo de secagem após o condicionamento fisiológico tiveram uma
emergência de plântulas mais rápida (5 dias) do que aquelas que passaram pelo
processo de secagem (6 dias), no teste T50 (Tabela 5).
TABELA 4: Resultados médios de germinação (TG), primeira contagem (TPC), envelhecimento acelerado (EA), teste
frio (TF), velocidade de emergência (VE), tempo médio para ocorrência de 50% de emergência (T50) e
emergência final (EF) de sementes, com alta e baixa qualidade, das linhagens 43 e 57. UFLA, Lavras, MG,
2006.
Linhagem 43 Linhagem 57
Sementes
TG
(%)
TPC
(%)
EA
(%)
TF
(%)
VE
(dias)
T50
(dias)
EF
(%)
TG
(%)
TPC
(%)
EA
(%)
TF
(%)
VE
(dias)
T50
(dias)
EF
(%)
Alta
qualidade
88 a 82 a 44 a 86 a 6 a 5 a 84 a 94 a 91 a 23 a 93 a 6 a 5 a 96 a
Baixa
qualidade
51 b 45 b 13 b 44 b 7 b 6 b 52 b 55 b 51 b 2 b 50 b 7 b 6 b 56 b
Médias seguidas da mesma letra, na coluna, não diferem entre si, pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade.
TABELA 5: Resultados médios de germinação (TG), primeira contagem (TPC), envelhecimento acelerado (EA), teste
frio (TF), velocidade de emergência (VE), tempo médio para ocorrência de 50% de emergência (T50) e
emergência final (EF) de sementes das linhagens 43 e 57, submetidas ao condicionamento fisiológico e
com ou sem secagem subseqüente. UFLA, Lavras, MG, 2006.
Linhagem 43 Linhagem 57
Sementes
TG
(%)
TPC
(%)
EA
(%)
TF
(%)
VE
(dias)
T50
(dias)
EF
(%)
TG
(%)
TPC
(%)
EA
(%)
TF
(%)
VE
(dias)
T50
(dias)
EF
(%)
Com
secagem
71 a 64 a 26 a 64 a 7 a 6 a 71 a 74 a 70 a 11 a 72 a 7 a 6 a 75 a
Sem
secagem
67 a 63 a 30 a 66 a 6 b 5 b 73 a 75 a 72 a 12 a 70 a 6 b 5 b 77 a
Médias seguidas da mesma letra, na coluna, não diferem entre si, pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade.
38
39
Tanto a velocidade de emergência como o T50 são testes relacionados
com a velocidade com que as sementes germinam. As sementes que, após o
condicionamento fisiológico, passaram pelo processo de secagem, passaram pelo
processo de embebição novamente até a ocorrência da fase III do processo de
embebição, ou de protrusão radicular, o que, de certa forma, demanda tempo. Já
as sementes condicionadas, porém, sem passarem pelo processo de secagem, já
se encontravam com teor de água próximo a 35%, o suficiente para avançarem
no processo de germinação. Lanteri et al. (1994) e Roveri José (1999),
trabalhando com sementes de pimentão e Dell´Aquila & Tritto (1991), com
sementes de trigo, demonstraram que a maior vantagem do condicionamento
fisiológico é a protrusão radicular em menor período de tempo. No entanto, nos
resultados observados na emergência final, não houve influência do processo de
secagem das sementes após o condicionamento fisiológico. Brocklehurst &
Dearman (1983 ab) mostraram que sementes de cebola submetidas à secagem
após o condicionamento osmótico tiveram o tempo para emergência aumentado,
em média em 2,5 dias, em relação àquelas sem secagem após o tratamento.
Dessa forma, a secagem subseqüente ao condicionamento fisiológico não reverte
o efeito do condicionamento observado nessa pesquisa nos testes de vigor.
Hanson (1973) verificou que o efeito de envigoramento em sementes de
trigo permaneceu estável durante, pelo menos, quatro semanas de
armazenamento, sob condições de ambiente. Brocklehurst et al. (1987),
trabalhando com sementes de cebola condicionadas, observaram que, após 12
meses de armazenamento, não houve perda no efeito benéfico do “priming”.
Resultados promissores também foram obtidos por Khan et al. (1976), Guedes &
Cantliffe (1980) e Valdes et al. (1985). Esses resultados são importantes para a
indústria sementeira, uma vez que é mais prático, durante a semeadura, trabalhar
com sementes secas.
40
3.5 Análises isoenzimáticas
Em sementes com diferentes níveis de qualidade e submetidas ou não à
embebição foram observadas diferenças nas atividades de enzimas.
Na Figura 1 e 2 estão apresentados os padrões eletroforéticos das enzimas α-
amilase (α-A), superóxido dismutase (SOD), malato desidrogenase (MDH),
álcool desidrogenase (ADH), esterase (EST), catalase (CAT) e peroxidade (PO),
extraídas de sementes de milho, com alta e baixa qualidade, submetidas a
períodos de 0, 24 e 48 horas de embebição.
A atividade da enzima α-amilase pode ser evidenciada pelas bandas
acromáticas em fundo azulado, devido à reação do iodo com o amido, tratando-
se de uma reação negativa. Dessa forma, o amido foi hidrolisado nos locais em
que a enzima estava presente.
O processo de germinação de sementes leva à ativação de enzimas que
são capazes de desdobrarem reservas nutritivas com a finalidade de nutrição do
eixo embrionário. Dentre as reservas está o amido e entre as enzimas
hidrolíticas, a α-amilase (Buckeridge et al. 2004).
Comparando a atividade enzimática da α-amilase em sementes
submetidas ao processo de embebição por 0, 24 e 48 horas, verifica-se, de modo
geral, maior atividade da mesma em semente com alta qualidade, em ambas as
linhagens, quando comparadas com a observada em sementes de baixa qualidade
(Figura 1). Como as sementes com baixa qualidade encontram-se mais
deterioradas, ocorre menor atividade de enzimas como a α-amilase, que é o
principal sistema responsável pela degradação do amido. Observa-se também
que a atividade da enzima foi crescendo à medida que a semente foi embebida,
uma vez que a α-amilase, ao contrário da β-amilase, não está pré-existente em
semente seca e aumenta com o avanço no processo germinativo das sementes.
41
Linhagem 43 Linhagem 57
0 hora 24 horas 48 horas 0 hora 24 horas 48 horas
AQ BQ AQ BQ AQ BQ AQ BQ AQ BQ AQ BQ
A
Linhagem 43 Linhagem 57
0 hora 24 horas 48 horas 0 hora 24 horas 48 horas
AQ BQ AQ BQ AQ BQ AQ BQ AQ BQ AQ BQ
B
Linhagem 43 Linhagem 57
0 hora 24 horas 48 horas 0 hora 24 horas 48 horas
AQ BQ AQ BQ AQ BQ AQ BQ AQ BQ AQ BQ
C
Linhagem 43 Linhagem 57
0 hora 24 horas 48 horas 0 hora 24 horas 48 horas
AQ BQ AQ BQ AQ BQ AQ BQ AQ BQ AQ BQ
D
FIGURA 1: Perfis de bandas dos sistemas enzimáticos α-amilase (A),
superóxido dismutase (B), malato desidrogenase (C), álcool
desidrogenase (D), de sementes com alta qualidade (AQ) e baixa
qualidade (BQ) com 0, 24 e 48 horas de embebição de ambos
parentais. UFLA, Lavras, MG, 2006.
42
Linhagem 43 Linhagem 57
0 hora 24 horas 48 horas 0 hora 24 horas 48 horas
AQ BQ AQ BQ AQ BQ AQ BQ AQ BQ AQ BQ
E
Linhagem 43 Linhagem 57
0 hora 24 horas 48 horas 0 hora 24 horas 48 horas
AQ BQ AQ BQ AQ BQ AQ BQ AQ BQ AQ BQ
F
Linhagem 43 Linhagem 57
0 hora 24 horas 48 horas 0 hora 24 horas 48 horas
AQ BQ AQ BQ AQ BQ AQ BQ AQ BQ AQ BQ
G
FIGURA 2: Perfis de bandas dos sistemas enzimáticos esterase (E), catalase (F)
e peroxidase (G), de sementes com alta qualidade (AB) e baixa
qualidade (BQ) com 0, 24 e 48 horas de embebição de ambos
parentais. UFLA, Lavras, MG, 2006.
43
Quanto à superóxido dismutase (SOD), os padrões, em ambas as
linhagens, foram iguais em sementes de alta e baixa qualidade, nos períodos de
zero e 24 horas de embebição. Já no período de 48 horas, a atividade foi menor
em sementes com alta e baixa qualidade (Figura 1). Esse fato pode ser explicado
pelo fato de que, com o avanço do processo de embebição, pode ocorrer redução
de radicais peróxidos (O
2
-
) livres no qual atua essa enzima.
As superóxidos dismutase (SOD) são um grupo de enzimas encontradas
no citoplasma celular e matriz mitocondrial que catalizam a reação de
dismutação de radicais superóxidos livres (O
2
-
) produzidos em diferentes locais
na célula, para oxigênio molecular (O
2
) e peróxido de hidrogênio (H
2
O
2
). O
peróxido de hidrogênio gerado é decomposto principalmente pela catalase, cujas
subunidades são formadas no citoplasma, sendo a síntese completada no
peroxissomo. Em outros compartimentos subcelulares, o peróxido de hidrogênio
é removido pelas peroxidases (McDonald,1999). Nessa pesquisa, com o avanço
do processo de germinação houve redução na atividade da SOD, provavelmente
pela menor produção de radicais superóxidos nessa fase de embebição.
Já para a malato desidrogenase (MDH), a atividade dessa enzima foi
maior em sementes secas e com baixa qualidade e diminuiu à medida que as
sementes foram embebidas (Figura 1).
A enzima malato desidrogenase atua com a fosfoenolpiruvato
carboxilase, para a redução de oxaloacetado a malato, utilizando NAD como
doador ou receptor de elétrons nessas reações, tendo uma importante função no
Ciclo de Krebs na mitocôndria, para a produção de NADH.
As mitocôndrias constituem-se no centro da respiração, por isso fica
evidente a importância dos efeitos da deterioração sobre o desempenho
germinativo da semente quando são consideradas as modificações ocorridas
nessa organela. Conforme Salinas et al. (1998), as mitocôndrias dos eixos
embrionários são responsáveis pelo fornecimento de energia usada no
44
alongamento dos eixos raiz/caule e, se a taxa respiratória diminui nos eixos, a
emergência e o crescimento das plântulas também diminuirão.
Estudos realizados por Basavarajappa et al. (1991), com o teste de
tetrazólio, demonstraram gradual diminuição na atividade das desidrogenases
em sementes envelhecidas de milho, indicando que esta perda poderia estar
associada ao baixo nível de produção de ATP.
Nessa pesquisa, a redução da MDH com o avanço do processo de
embebição pode estar associada com a redução na disponibilidade de O
2
. Sabe-
se que essa enzima atua na rota aeróbica durante a respiração das sementes. Em
sementes deterioradas, o processo de respiração pode ser mais intenso, o que
explica o aumento na atividade dessa enzima em sementes com baixa qualidade.
Já a enzima álcool desidrogenase (ADH) participa de reações de
oxiredutase, agindo mais especificamente na oxidrila alcóolica. Essa enzima
atua no metabolismo anaeróbico de plantas, reduzindo o acetaldeído a etanol
(Vantoai et al., 1987). Em estudos sobre efeitos de voláteis endógenos no
processo de deterioração de sementes, Zhang et al. (1994) verificaram que o
acetaldeído pode ser um importante fator que acelera a deterioração de sementes,
independente do ambiente de armazenamento, enquanto o etanol causa
deterioração somente sob umidades relativas altas.
Nesta pesquisa, observou-se uma atividade maior da enzima ADH em
sementes de baixa qualidade para ambas as linhagens e submetidas a um período
de 24 horas de embebição (Figura 1).
A atividade da esterase, para ambas as linhagens, foi diminuindo à
medida que a semente foi embebida e foi maior nas sementes com baixa
qualidade (Figura 2).
45
Shatters et al. (1994), trabalhando com sementes de soja, observaram
aumento da atividade dessa enzima com o envelhecimento. Brandão Junior
(1996) observou maior atividade dessa enzima em sementes deterioradas,
confirmando os resultados obtidos nesta pesquisa, na qual a menor atividade
observada em sementes embebidas pode ser explicada pelo envigoramento das
sementes, comprovado por meio dos testes de vigor.
A esterase é uma enzima envolvida em reações de hidrólise de ésteres,
desempenhando papel chave no metabolismo de lipídeos, ponto importante no
processo deteriorativo de sementes (Vieira, 1996).
Já para a enzima catalase, para ambas as linhagens, foi observada maior
atividade em sementes com alta qualidade e sua atividade foi aumentada à
medida em que as sementes foram embebidas (Figura 2). A maior atividade
dessa enzima removedora de peróxido pode tornar a semente mais resistente aos
efeitos do O
2
e radicais livres sobre ácidos graxos insaturados de membrana,
uma vez que essa enzima faz parte de uma classe de enzimas denominada
“scavenger”, isto é, removedora de peróxidos, tendo alta correlação com a
viabilidade de sementes (Basavarajappa et al., 1991). Com o processo de
embebição essa enzima foi ativada, o que pode ter permitido o envigoramento
das sementes com melhoria da qualidade fisiológica.
A atividade da enzima peroxidase, para ambas as linhagens, foi maior
em sementes com alta qualidade e sua atividade foi diminuída à medida que as
sementes foram embebidas (Figura 2). Leprince et al. (1990a), trabalhando com
embriões de milho, observaram uma diminuição na atividade da enzima
peroxidase, durante o processo de embebição, em estágios de intolerância à
dessecação. A peroxidase (PO) desempenha um papel crítico no metabolismo
das plantas e na oxidação por peróxidos, como aceptores de hidrogênio, sendo
importante nos mecanismos de defesa. Em sementes, a perda da atividade dessa
enzima pode torná-las mais sensíveis aos efeitos de O
2
, dos radicais livres sobre
46
ácidos graxos insaturados de membranas e à formação de peróxido nas células,
tornando as sementes mais sujeitas à perda de viabilidade.
47
4 CONCLUSÕES
O condicionamento fisiológico é eficiente em melhorar o desempenho
de sementes de milho.
Durante a embebição das sementes, há variação nos padrões de enzimas
envolvidas nos processos de germinação e deterioração.
É possível o uso da secagem das sementes após o condicionamento
fisiológico, sem que haja perda dos benefícios alcançados no mesmo.
48
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53
CAPÍTULO 3
INFLUÊNCIA DO CONDICIONAMENTO FISIOLÓGICO E DA
QUALIDADE FISIOLÓGICA DE SEMENTES NO FLORESCIMENTO
DE PLANTAS DE MILHO E EM OUTROS PARÂMETROS
AGRONÔMICOS
54
RESUMO
TIMÓTEO, Tathiana Silva. Influência do condicionamento fisiológico e da
qualidade fisiológica de sementes no florescimento de plantas de milho e em
outros parâmetros agronômicos. In: _____ Condicionamento e qualidade de
sementes de milho no sincronismo do florescimento em campo de produção de
sementes híbridas. Lavras: UFLA, 2007. p.53-77. (Dissertação – Mestrado em
Fitotecnia) – Universidade Federal de Lavras, Lavras.
1
Com o objetivo de avaliar o efeito do condicionamento fisiológico e da
qualidade de sementes sobre a época de florescimento de plantas de milho,
visando à produção de sementes híbridas, foi realizado o presente trabalho em
áreas experimentais e no Laboratório de Análises de Sementes do Departamento
de Agricultura, da Universidade Federal de Lavras. Foram utilizadas sementes
de duas linhagens (43 e 57) que compõem o híbrido simples GNZ 2004. Parte
das sementes de cada lote foi submetida ao processo de envelhecimento
acelerado por um período de 96 horas, pelo método gerbox, com o objetivo de se
obter lotes de sementes com qualidades fisiológicas distintas. De posse dos lotes,
com qualidade distinta, uma parte das sementes de cada lote foi condicionada
em água, por um período de 24 horas, totalizando quatro tratamentos, os quais
foram avaliados na ausência e presença do “split” recomendado para o
correspondente híbrido que é de três dias. Na área experimental, cada parcela foi
composta por seis linhas de quatro metros cada, seguindo o delineamento de
blocos casualizados com quatro repetições. Foram avaliadas a porcentagem da
emergência das plantas em campo, a altura das plantas, as datas em que
ocorreram 50% e 100% de liberação do pólen e de emissão do estilo-estigma e,
ainda, a data da ausência de liberação de pólen para o parental masculino e
receptividade do estilo-estigma para o parental feminino e a data em que as
sementes se encontravam no estádio de desenvolvimento LL3, para cada
tratamento. O condicionamento fisiológico das sementes não influenciou na
altura das plantas de ambas as linhagens. Sementes com alta qualidade foram
superiores, em todas as avaliações realizadas. Independente da adoção ou não do
“split” recomendado, não houve diferença na altura e na emergência das plantas
da linhagem 43. Quando foram utilizadas sementes com alta qualidade e sem
condicionamento, de ambos parentais, não houve necessidade de se efetuar o
“split” O mesmo aconteceu com sementes não condicionadas e com alta
qualidade do parental mais tardio, associadas com sementes de baixa qualidade e
_____________________
1
Comitê Orientador: Prof
a
. Édila Vilela de Resende Von Pinho – UFLA (Orientadora), Prof.
Renzo Garcia Von Pinho – UFLA e Prof. Renato Mendes Guimarães - UFLA
55
condicionadas do parental mais precoce. Foi observada redução do “split”,
quando se utilizaram sementes de baixa qualidade, porém condicionadas. De
maneira geral, nos tratamentos nos quais foi utilizado o “split”, a diferença, em
dias, do florescimento entre o parental masculino e feminino foi maior. Foi
observado, também, que a diferença existente no florescimento dos parentais
feminino e masculino praticamente se estendeu até a data da LL3, independente
da qualidade e do condicionamento das sementes utilizadas e da adoção ou não
do “split” recomendado.
56
ABSTRACT
TIMÓTEO, Tathiana Silva. Influence of priming and physiological seed quality
on maize plant flowering and other agronomical parameters. In:_____ Priming
and maize seed quality in synchronism of flowering in the field hybrid seed
production. (Dissertation in Master Program of Agronomy). Federal University
of Lavras
1
.
To evaluate the effect of priming and physiological seed quality on maize
flowering aiming the production of hybrid seeds, the following experimental
procedure was carried out at Federal University of Lavras, in the Laboratory of
Analyses and Seed Biotechnology of the Department of Agriculture. Two seed
lines were used (43 and 57) from the simple hybrid GNZ 2004, as source of
material. Samples of each lot had accelerating aging for 96 hours, by gerbox
method, aiming to have different seed lots with distinct physiological quality.
Having the lots, part of each seed lot was primed in water for 24 hours and in the
presence and not of the recommended split for the correspondent hybrid which is
3 days, having in total eight treatments for each line. In the experimental field,
each plot was composed of six lines of four meters each, following the
experimental design consisted of a randomized complete block in 4 repetitions.
The following variables were measured: percentage of seedling emergence in the
field and plant height were measured when 50% and 100% of pollen release and
the emission of stile-stigma occurred and moreover, by the date of no pollen
release of male parent and receptivity of stigma-stile of female parent and by the
date when the seeds were at stage ML 3 of development, for each treatment.
Priming did not influence on plant height for both lines. High quality seeds were
superior in all measurements. Independently of the use or not of the recommend
split, there was no difference in plant height and emergence of the line 43. When
high quality seeds and no priming were used for both parents, it was not
necessary to use the split. The same happened to non primed and high quality
seeds of the later parent associated with low quality and primed seeds of the
earliest parent It was observed reduction in the split, when low quality seeds
were used but primed ones. In a general manner when using split the difference,
in days, of flowering between the male parent and female one was bigger. It was
also observed that the difference in flowering between them extends until the
date of ML3, independently of the seed quality and priming and the use or not of
the recommend split.
_____________________
1
Guidance committee: Édila Vilela de Resende Von Pinho – UFLA (Supervisor), Renzo Garcia
Von Pinho – UFLA (co-supervisor) and Renato Mendes Guimarães - UFLA (co-supervisor).
57
1 INTRODUÇÃO
Empresas produtoras de sementes híbridas de milho têm investido em
programas de controle de qualidade interno, para garantir a qualidade das
sementes comercializadas. Para a produção de sementes híbridas, é preciso
garantir o cruzamento das plantas dos parentais envolvidos na produção de
sementes híbridas. Sabe-se que o aumento na produção, em plantas da geração
F
1
, está diretamente relacionado com o efeito da heterose, que é um fenômeno
em virtude do qual o cruzamento entre variedades produz um híbrido superior
quanto ao rendimento e do vigor (Ramalho et al., 2000).
Um desafio que enfrentam os melhoristas e produtores de sementes
híbridas de milho é o uso de parentais que diferem na época de floração. O ideal
seria selecionar parentais que apresentassem sincronismo no florescimento
visando à produção de híbridos. No entanto, muitas das melhores combinações
híbridas envolvem parentais com diferentes ciclos. Quando se produzem
híbridos com parentais de diferentes ciclos, é comum efetuar a semeadura em
diferentes períodos para que ocorra o sincronismo do florescimento. Essa técnica
é denominada “split” e, quando é realizada, há necessidade de múltiplas
aplicações de fertilizantes e pesticidas (Beck, 2004).
Assim, quando observada uma boa capacidade combinatória de
parentais, que apresentam ciclos diferentes, há a necessidade de pesquisas para
se determinar o “split” que garanta maior coincidência de florescimento entre os
mesmos. No entanto, um outro fator que pode ainda influenciar na época do
florescimento é a qualidade das sementes dos parentais, o que inviabilizaria o
“split” definido em outras condições.
Apesar de existirem diferentes métodos visando ao sincronismo do
florescimento entre os parentais para a produção de sementes híbridas de milho,
a semeadura em épocas distintas ainda é mais utilizado. Um método alternativo
58
para se obter o sincronismo do florescimento entre os parentais ou, mesmo,
reduzir o “split” seria a pré-embebição ou condicionamento fisiológico das
sementes, embora não tenha sido encontrada nenhuma pesquisa nessa linha.
O condicionamento fisiológico é um dos procedimentos usados para
aumentar o desempenho das sementes no campo. Essa técnica consiste em
submeter sementes ao processo de embebição, que é paralisado quando o
equilíbrio entre o potencial hídrico da semente e o potencial hídrico da solução é
atingido. O potencial hídrico da solução é ajustado de maneira a permitir todos
os processos preparatórios da germinação das sementes, sem atingir teor de água
suficiente para que ocorra a protrusão da radicular (Heydecker et al., 1975;
Vasquez, 1995).
O condicionamento propicia alguns benefícios, tais como germinação
mais rápida das sementes em condições adversas, emergência precoce e
germinação sincronizada.
Sendo assim, nesta pesquisa foi avaliada a influência da qualidade
fisiológica e do condicionamento fisiológico sobre a época de florescimento das
plantas e outros parâmetros agronômicos.
59
2 MATERIAL E MÉTODOS
O trabalho foi conduzido em área experimental e no Laboratório de
Análises de Sementes do Departamento de Agricultura, da Universidade Federal
de Lavras (UFLA), na cidade de Lavras, MG. A cidade está localizada na região
Sul de Minas Gerais, Latitude 21°14’S e Longitude 40°17’W e a 918,8 m de
altitude.
2.1 Obtenção de lotes de sementes com diferentes níveis de qualidade
Com o objetivo de se obter lotes de sementes com diferentes níveis de
qualidade, parte das sementes tratadas dos dois materiais foi submetida ao teste
de envelhecimento acelerado, uma vez que, nesse teste, a taxa de deterioração
das sementes é aumentada consideravelmente pela exposição às altas
temperaturas e umidades relativa.
O método utilizado foi o de minicâmaras do tipo “gerbox”, em que as
sementes foram distribuídas em camada única sobre uma tela suspensa no
interior da caixa contendo 40 mL de água. As sementes permaneceram
incubadas durante 96 horas, numa temperatura de 42ºC (Tão, 1980). Após a
exposição nessas condições, as sementes foram secadas à temperatura ambiente
até teor de água de 13%, semelhante àquelas que não foram submetidas ao
envelhecimento. Em seguida, sementes, envelhecidas ou não, foram submetidas
ao teste de germinação, realizado com quatro repetições de 50 sementes por
tratamento. A semeadura foi realizada em papel-toalha no sistema rolo,
umedecido com água na quantidade de 2,5 vezes o peso do papel. Em seguida,
as sementes foram mantidas em germinador regulado à temperatura constante de
27ºC. As avaliações foram feitas aos 4 e 7 dias após a semeadura, seguindo os
critérios estabelecidos nas Regras para Análise de Sementes (Brasil, 1992).
60
2.2 Período de embebição das sementes durante o condicionamento
fisiológico
Para a determinação do período de embebição das sementes, durante o
condicionamento fisiológico, foi realizada a curva de embebição. Sementes
tratadas de ambos os materiais, com dois níveis de qualidade e teor de água
inicial de 13%, foram semeadas em papel-toalha, no sistema rolo, umedecido
com água na quantidade de 2,5 vezes o peso do papel, até a fase II de
embebição, à temperatura de 27ºC. Para a determinação do momento em que as
sementes se encontravam no final da fase II de embebição, foram realizadas
avaliações em períodos regulares de seis horas, determinando-se o peso úmido
das sementes em cada período de embebição e a protrusão radicular nas
sementes. As pesagens foram efetuadas em uma balança de precisão, com quatro
casas decimais. O critério adotado para considerar o início da fase III da curva
de embebição foi quando 50% das sementes apresentavam protrusão radicular.
Após a determinação do período de embebição, no final da fase II de embebição,
o teor de água das sementes, durante o condicionamento fisiológico, foi ajustado
para 35%, de acordo com a equação:
12
100
100
W
B
A
W ×
−
−
=
em que:
W
2
= peso final das sementes;
W
1
= peso inicial das sementes;
A = teor de água inicial;
B = teor de água desejado.
61
2.3 Instalação, condução do experimento
Os campos de produção de sementes de milho foram conduzidos em
Lavras. Foram utilizadas sementes de duas linhagens (43 e 57) que compõem o
híbrido simples GNZ 2004. Foram utilizadas sementes tratadas, com alta e baixa
qualidade do parental masculino (linhagem 43) mais tardio e do parental
feminino (linhagem 57) mais precoce, submetidas ou não ao condicionamento
em água, por um período de 24 horas, conforme descrição no item 2.2,
totalizando quatro tratamentos. Esses quatro foram testados na presença e
ausência do “split” recomendado. Dessa forma, quando foi realizado o “split”, a
semeadura do parental masculino (linhagem 43), mais tardio, foi realizada com
três dias de antecedência em relação à do parental feminino (linhagem 57), mais
precoce.
Na área experimental, cada parcela foi composta por seis linhas de
quatro metros cada. O espaçamento utilizado foi de 80 cm entre as linhas, com
densidade de semeadura de 15 sementes por metro linear, deixando-se sete
plantas por metro após o desbaste, com uma população final de 70 mil plantas
ha
-1
. A adubação de semeadura foi de 400 kg. ha
-1
da fórmula 8-28-16 + 0,3%
Zn. Em cobertura, foram utilizados 300 kg. ha
-1
de sulfato de amônio, quando as
plantas se encontravam com quatro a seis folhas totalmente expandidas. A
irrigação foi utilizada pelo método de aspersão, quando necessário.
Em cada parcela foram avaliadas as características descritas a seguir.
2.3.1 Porcentagem da emergência das plantas em campo
A contagem das plantas normais foi realizada, antes do desbaste, aos 21
dias após a data de semeadura, quando o estande já estava estabelecido. Os
resultados foram expressos em porcentagem (Nakagawa, 1994).
62
2.3.2 Altura da planta
Foram avaliadas 20 plantas por parcela, escolhidas ao acaso, medindo-se
do solo até a inserção do pendão ou panícula, no estádio de florescimento.
2.3.3 Florescimento masculino e feminino (sincronismo do florescimento)
Em cada parcela, foi determinado o número de dias decorridos da
semeadura até o dia em que 50% das plantas da parcela apresentavam 50% e
100% de pendões do parental masculino emergidos, com exposição das anteras,
e também quando houve a emissão de 50% e 100% dos estilo-estigmas do
parental feminino.
Com esses dados, foi calculada a diferença, em dias, do florescimento
entre o parental feminino e masculino.
2.3.4 Período da ausência de liberação de pólen para o parental masculino e
receptividade do estilo-estigma para o parental feminino e período em que
as sementes atingiram o estádio de desenvolvimento LL 3 (linha de leite 3)
Em cada parcela, foi determinado o número de dias decorridos da
semeadura até o dia em que as plantas do parental masculino não mais
apresentavam liberação de pólen e do parental feminino receptividade do estilo-
estigma e, ainda, o número de dias para a ocorrência do estádio LL3 de
desenvolvimento das sementes. A linha de leite é um marcador interessante para
o acompanhamento do processo de maturação de sementes de milho. Vários
pesquisadores têm identificado, por meio desse marcador, o ponto de maturidade
fisiológica e a época ideal de colheita de sementes de milho. Para a
determinação do estádio de maturação LL3, foi utilizada a escala proposta por
Hunter et al. (1991).
63
2.4 Procedimento estatístico
Para cada linhagem, o delineamento utilizado foi o de blocos
casualizados em arranjo fatorial 2x2 (com e sem condicionamento fisiológico,
dois níveis de qualidade das sementes), com quatro repetições, totalizando
quatro tratamentos para cada linhagem. Esses quatro tratamentos foram testados
na ausência e na presença do “split” recomendado. Para a comparação das
médias, dos testes de emergência e altura de plantas, foi utilizado o teste de
Tukey, a 5% de probabilidade.
64
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1 Obtenção de lotes de sementes com diferentes níveis de qualidade
Por meio do teste de envelhecimento acelerado das sementes de milho,
por 96 horas, foi possível obter lotes com diferentes níveis de qualidade
fisiológica das sementes dos parentais utilizados. Foram observados valores de
germinação de 96% e 60%, em sementes do parental masculino (linhagem 43) e
de 96% e 71% do parental feminino (linhagem 57) (Tabela 1), obtendo-se,
assim, lotes com diferentes níveis de qualidade fisiológica para ambas as
linhagens. Vale ressaltar que a diferença observada na qualidade fisiológica das
sementes utilizadas era essencial para a condução da pesquisa. Em várias
pesquisas, o teste de envelhecimento acelerado tem sido utilizado com sucesso,
para a obtenção de lotes de sementes com diferentes níveis de qualidade
(Ribeiro, 2000; Brandão Junior, 1996).
TABELA 1: Resultados médios de germinação (%) de sementes das linhagens
43 e 57, envelhecidas ou não artificialmente. UFLA, Lavras, MG,
2006.
Sementes Linhagem 43 Linhagem 57
Envelhecidas 60 b 71 b
Não-envelhecidas 96 a 96 a
Médias seguidas da mesma letra, na coluna, não diferem entre si, pelo teste de Tukey, a 5% de
probabilidade.
3.2 Período de embebição das sementes durante o condicionamento
fisiológico
De acordo com a curva de embebição, 24 horas foi o tempo determinado
para a embebição das sementes de ambos os materiais, no qual as sementes se
encontravam com 35% de teor de água. Acima desse tempo, houve protrusão
radicular. Segundo Leprince et al. (1990), durante a germinação, a tolerância à
65
dessecação é mantida por várias horas após o início de embebição. Antes da
emergência da radícula, as sementes podem resistir à extrema secagem, mas à
medida que a germinação progride, esse tratamento torna-se altamente danoso e
finalmente letal, ou seja, após a fase III, as sementes apresentam intolerância à
dessecação. Vale ressaltar, ainda, que, em resultados observados na presente
pesquisa e apresentados no capítulo 2, a secagem pode ser realizada após o
condicionamento fisiológico, sem reverter os efeitos benéficos alcançados pelo
mesmo. Assim, essas sementes poderão ser secadas e utilizadas posteriormente
no momento da semeadura. Deve ser ressaltado também que a semeadura
utilizando sementes secas é mais prática.
3.3 Características avaliadas no campo
Na Tabela 3A está apresentado o resumo da análise de variância dos
dados obtidos no campo, referentes à avaliação da qualidade fisiológica das
sementes com diferentes níveis de qualidade, submetidas ou não ao
condicionamento fisiológico, com adoção ou não do “split”.
Houve diferença significativa (P<0,05) para o fator qualidade em ambas
as linhagens, em todas as avaliações realizadas, com exceção da altura das
plantas, da linhagem 57, originadas de sementes que foram submetidas ao
“split”. Para a linhagem 57, parental feminino, foi observada diferença
significativa também na emergência de plantas para o fator condicionamento na
semeadura sem o “split” e para a interação qualidade x condicionamento na
semeadura com “split” (Tabela 3A).
O condicionamento fisiológico das sementes não influenciou na altura
de plantas e na emergência de plântulas da linhagem 43, independente da
semeadura com ou sem “split”. Esse resultado pode ser explicado, uma vez que
a avaliação de altura de plantas foi realizada quando as plantas já se
encontravam no estádio de florescimento. Com o envigoramento proporcionado
66
pelo condicionamento fisiológico, espera-se uma germinação mais sincronizada
das sementes. Há evidências de que as plantas de um campo têm
desenvolvimento mais uniforme, já que, durante a embebição, as sementes
menos vigorosas tendem a alcançar as de maior vigor. O condicionamento à
temperatura de 15ºC, em sementes de cenoura, promoveu uma redução do tempo
gasto para a germinação e aumentou a porcentagem final, principalmente sob
condições de baixa temperatura de germinação (Heydecker et al., 1975).
Tratamento de pré-hidratação aumentou as taxas de germinação e emergência de
sementes de pimentão em laboratório, casa de vegetação ou ambientes
controlados (Perl & Feder, 1981; Rivas et al., 1984; Sundstrom & Edwards,
1989).
Resultado semelhante foi verificado para a linhagem 57, em que o fator
altura das plantas não foi influenciado pelo condicionamento fisiológico das
sementes (Tabela 3A).
Sung & Chang (1993) verificaram, em sementes de milho-doce
submetidas ao condicionamento fisiológico, maior porcentagem e uniformidade
de emergência de plântulas e redução do tempo médio para a germinação,
especialmente sob temperaturas subótimas.
Tanto os valores de altura de plantas como os de emergência foram
maiores em plantas que se originaram de sementes com alta qualidade,
independente da adoção ou não do “split” recomendado, para a linhagem 43
(Tabela 2).
O “split” adotado foi de três dias, conforme recomendação da empresa
produtora. Como as condições climáticas foram favoráveis para a emergência de
plântulas nesse período, não era esperada diferença nos valores de emergência
de plântulas e altura de plantas.
67
TABELA 2: Resultados médios de altura e emergência de plantas originadas de
sementes com alta e baixa qualidade, da linhagem 43, com adoção
ou não do “split”. UFLA, Lavras, MG, 2006.
Altura (m) Emergência (%)
Sementes
Com “split” Sem “split” Com “split” Sem “split”
Alta qualidade 0,7 a 0,7 a 75 a 75 a
Baixa qualidade 0,5 b 0,5 b 29 b 35 b
Médias seguidas da mesma letra, na coluna, não diferem entre si, pelo teste de Tukey, a 5% de
probabilidade.
Estudos desenvolvidos nesse sentido têm evidenciado que outros
atributos fisiológicos da semente podem influir decisivamente não só no
estabelecimento de uma população inicial no campo, bem como persistir por
todo o ciclo da cultura, alterando até mesmo a produtividade (Fancelli, 1988).
Já para a linhagem 57, esse resultado mostrou-se diferente. Quando as
sementes foram semeadas no “split” recomendado, a altura das plantas
originadas, tanto de alta como de baixa qualidade, não variou (Tabela 3). Já para
as sementes que não foram semeadas no “split” recomendado, foi observada
altura superior (0,9 m) quando provenientes de sementes com alta qualidade.
Vasconcelos (2004) observou influência da época de semeadura sobre a altura
de plantas de milho. Essa influência pode variar em função do genótipo.
TABELA 3: Resultados médios de altura de plantas (m) originadas de sementes
com alta e baixa qualidade, da linhagem 57, com e sem adoção do
“split”. UFLA, Lavras, MG, 2006.
Sementes Com “split” Sem “split”
Alta qualidade 0,7 a 0,9 a
Baixa qualidade 0,7 a 0,8 b
Médias seguidas da mesma letra, na coluna, não diferem entre si, pelo teste de Tukey, a 5% de
probabilidade.
Em sementes da linhagem 43, submetidas ou não ao condicionamento
fisiológico, independente ou não da adoção do “split” recomendado, não houve
68
diferença nos valores de emergência de plântulas. Já para a linhagem 57,
observaram-se maiores valores de emergência de plântulas em sementes não
submetidas ao condicionamento fisiológico (Tabela 4).
TABELA 4: Resultados médios de emergência de plantas originadas de
sementes submetidas ou não ao condicionamento fisiológico, da
linhagem 57, sem adoção do “split”. UFLA, Lavras, MG, 2006.
Sementes Emergência (%)
SCF
1
58 b
NSCF
2
63 a
Médias seguidas da mesma letra não diferem entre si, pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade.
1
= Subemtidas ao condicionamento fisiológico
2
= Não submetidas ao condicionamento fisiológico
Na interação entre os fatores qualidade e condicionamento fisiológico
para as sementes da linhagem 57, com alta qualidade, submetidas ou não ao
condicionamento e ao “split”, não houve diferença nos valores de emergência de
plantas (Tabela 5). Já em sementes de baixa qualidade e submetidas ao
condicionamento fisiológico, foi observado menor valor de emergência,
comparado ao observado em sementes não condicionadas. Esse resultado pode
ser explicado pelo fato de as sementes condicionadas dessa linhagem terem sido
mais sensíveis às condições de temperatura e umidade do solo, após a
semeadura. No entanto, uma forma de amenizar o problema é a realização da
secagem das sementes, após o condicionamento. As sementes com menores
teores de água são menos sensíveis às condições de temperatura (Marcos Filho,
2005).
69
TABELA 5: Resultados médios de emergência (%) de plantas da linhagem 57 de
plantas originadas de sementes de alta e baixa qualidade,
submetidas ao “split”, em função do condicionamento fisiológico.
UFLA, Lavras, MG, 2006.
Condicionamento fisiológico
Qualidade
Com Sem
Alta qualidade 72 a 67 a
Baixa qualidade 40 b 51 a
Médias seguidas da mesma letra, na linha, não diferem entre si, pelo teste de Tukey, a 5% de
probabilidade.
Em relação ao sincronismo no florescimento dos parentais, foi
verificado que, quando foram utilizadas sementes de ambos os parentais, com
alta qualidade fisiológica e sem condicionamento fisiológico, combinação dos
tratamentos (2 e 6), sem “split”, 100%, não houve necessidade de se efetua-lo,
uma vez que a diferença na data de florescimento dos parentais masculino e
feminino foi zero. O mesmo resultado pôde ser observado quando o campo foi
instalado com sementes do parental masculino (43), considerado de ciclo mais
tardio, não submetido ao condicionamento e com alta qualidade e com sementes
do parental feminino (57), considerado de ciclo mais precoce, submetidas ao
condicionamento e com baixa qualidade, combinação dos tratamentos (2 e 7),
sem “split”, 100% (Tabela 6).
Nesse caso, o condicionamento fisiológico das sementes, de baixa
qualidade do parental feminino 57, foi importante para que essas sementes
alcançassem o mesmo nível de vigor das sementes com alta qualidade do
parental masculino 43. Por meio desses resultados, fica evidenciado o efeito da
qualidade fisiológica das sementes sobre o florescimento das plantas de milho.
Provavelmente, o “split” recomendado para as linhagens utilizadas nessa
pesquisa para a produção de sementes híbridas tenha sido determinado quando
da utilização de sementes com diferentes níveis de qualidade. Isso ressalta a
70
importância da qualidade fisiológica das sementes sobre o florescimento das
plantas e, conseqüentemente, sobre o “split” adotado.
Foi observada redução na diferença de florescimento dos parentais,
quando foram utilizadas sementes de baixa qualidade, porém submetidas ao
condicionamento. Isso pode ser observado quando se comparam os tratamentos
3 com 7, e 4 com 8, sem “split”. Isso demonstra que o condicionamento
fisiológico das sementes é uma alternativa para reduzir o “split”, minimizando,
assim os problemas que se têm com a semeadura em épocas distintas dos
parentais, durante a condução de um campo para a produção de sementes
híbridas (Tabela 6).
TABELA 6: Diferença, em dias, do florescimento entre o parental masculino e feminino, quando houve 50% e 100% de liberação do
pólen e de emissão do estilo-estigma, 100% sem liberação de pólen e receptividade do estilo-estigma e data em que as
sementes se encontravam no estádio de maturação LL3, na ausência e presença do “split”, utilizando sementes com alta
e baixa qualidade e submetidas ou não ao condicionamento fisiológico.
UFLA, Lavras, MG, 2006.
COM “SPLIT” SEM “SPLIT”
TCPM* TCPF**
50% 100% 100%
1
LL 3 50% 100% 100%
1
LL
3
1 5 3 3 3 2 2 2 0 2
1 6 3 2 2 2 2 1 0 1
1 7 2 2 2 2 2 1 1 1
1 8 1 0 2 2 2 1 2 1
2 5 3 3 2 1 2 1 1 1
2 6 3 2 1 1 2 0 1 0
2 7 2 2 1 1 2 0 0 0
2 8 1 0 1 1 2 1 1 0
3 5 3 4 3 3 1 2 1 3
3 6 3 3 2 3 1 1 1 2
3 7 2 3 2 3 1 1 0 2
3 8 1 1 2 3 1 1 1 2
4 5 6 6 4 4 3 4 3 4
4 6 6 5 3 4 3 3 3 3
4 7 5 1 3 4 3 3 2 3
4 8 4 3 3 4 3 3 1 3
* Tratamento correspondente ao parental masculino (mais tardio)
** Tratamento correspondente ao parental feminino (mais precoce)
1
Diferença de dias em que houve 100% das plantas sem liberação de pólen e sem receptividade do estilo-estigma
Sendo: 1 (Ln43, alta qualidade, com condicionamento); 2 (Ln43, alta qualidade, sem condicionamento); 3 (Ln43, baixa qualidade, com
condicionamento); 4 (Ln43, baixa qualidade, sem condicionamento); 5 (Ln57, alta qualidade, com condicionamento); 6 (Ln57, alta qualidade, sem
condicionamento); 7 (Ln57, baixa qualidade, com condicionamento) e 8 (Ln57, baixa qualidade, sem condicionamento).
71
72
É importante ressaltar que, quando foram utilizadas sementes do
parental masculino de baixa qualidade, submetidas ou não ao condicionamento,
em combinação com sementes de alta qualidade correspondentes ao parental
feminino, a diferença na data de florescimento das plantas dos parentais tornou-
se maior, a exemplo da combinação dos tratamentos 4 com 5, e 4 com 6, com
“split”. Nesses tratamentos, foi observada diferença no florescimento entre os
parentais de seis dias. Essa diferença pode ser muito significativa no processo de
produção de sementes híbridas de milho, principalmente quando ocorrem
condições, de alta temperatura e baixa umidade relativa do ar. Sabe-se que,
nessas condições o período de viabilidade do grão de pólen reduz
substancialmente, o que prejudica sobremaneira a fertilização dos óvulos e,
conseqüentemente, a produção de sementes. Segundo Kerhoas & Dumas (1988)
e Barnabás et al. (1988), na polinização in vivo, não se estima a viabilidade com
segurança, já que a fertilização e o número de sementes na espiga não dependem
só da viabilidade e da fertilidade do pólen, mas também do estado nutricional da
planta-mãe, receptividade do estilo-estigma e das condições ambientais às quais
a polinização foi realizada.
De maneira geral, nos tratamentos nos quais foi utilizado o “split”, a
diferença, em dias, do florescimento entre o parental masculino e feminino foi
maior. Quando o “split” não for utilizado, é preciso evitar a utilização de
sementes de baixa qualidade e não submetidas ao condicionamento fisiológico, a
exemplo da combinação dos tratamentos 4 com 8 ou, ainda, sementes de baixa
qualidade do parental considerado mais tardio com as de alta qualidade do
parental considerado mais precoce, ambas sem condicionamento fisiológico, a
exemplo da combinação do tratamento 4 com o 6 (Tabela 6).
Foi observada, também, que a diferença existente no florescimento dos
parentais feminino e masculino praticamente se estendeu até a data da LL3,
73
independente da qualidade e condicionamento das sementes utilizadas e da
adoção ou não do “split” recomendado (Tabela 6).
A determinação da data de LL3 se mostra interessante, pelo fato de
poder ser usada como um marcador para a colheita de sementes.
Segundo Faria (2003), as sementes colhidas a partir do estádio LL3 quando se
encontram com 50% do endosperma sólido, se secadas adequadamente, não
apresentam redução na qualidade fisiológica, durante o armazenamento.
Quando se utilizaram sementes com alta qualidade do parental
masculino (linhagem 43), não embebidas e sementes do parental feminino
(linhagem 57) com alta ou baixa qualidade, condicionadas ou não, a diferença na
data para alcançarem o estádio de maturação LL3 foi zero (Tabela 6). Isso
demonstra que essas sementes atingirão esse estádio de maturação no mesmo
momento.
Quando foram utilizadas sementes com baixa qualidade e não
condicionadas do parental masculino (linhagem 43), considerado de ciclo mais
tardio, e sementes de alta e baixa qualidade, condicionadas ou não do parental
feminino (linhagem 57), considerado de ciclo mais precoce, a diferença da data
de LL3 desses parentais se mostrou maior (Tabela 6).
De uma maneira geral, a diferença de dias em que houve 100% das
plantas sem liberação de pólen e sem receptividade do estilo-estigma foi maior
quando da utilização de sementes de baixa qualidade, não condicionadas e
submetidas ao “split” recomendado, a exemplo da combinação do tratamento 4
com o 5, com “split”. Já para as sementes de alta qualidade, condicionadas ou
não, que foram semeadas sem o “split” recomendado, essa diferença
praticamente não existiu ou foi muito pequena, até mesmo para as sementes de
baixa qualidade, porém, condicionadas, a exemplo das combinações dos
tratamentos 1 com 6, 1 com 7, 2 com 6, 2 com 7, 2 com 8 (Tabela 6).
74
Diferença maior foi observada quando da utilização de sementes da
linhagem 43 com baixa qualidade e não condicionadas e da linhagem 57, com
alta qualidade condicionadas e submetidas ao “split”, combinação dos
tratamentos 4 e 5 (Tabela 6). Esse dado é interessante porque, ao se analisar os
dados originais, observa-se que, em plantas provenientes de sementes de alta
qualidade e condicionadas, o período de polinização foi estendido em três dias
(Tabela 7).
TABELA 7: Período de polinização das plantas do parental masculino (TCPM)
e do parental feminino (TCPF) provenientes de sementes com
diferentes níveis de qualidade, submetidas ou não ao
condicionamento. UFLA, Lavras, MG, 2006.
TCPM*
Período de
polinização
(dias)
TCPF**
Período de
polinização
(dias)
1 12 5 13
2 11 6 12
3 12 7 12
4 10 8 10
* Tratamento correspondente ao parental masculino (mais tardio)
** Tratamento correspondente ao parental feminino (mais precoce)
Sendo: 1 (Ln43, alta qualidade, com condicionamento); 2 (Ln43, alta qualidade, sem
condicionamento); 3 (Ln43, baixa qualidade, com condicionamento); 4 (Ln43, baixa qualidade,
sem condicionamento); 5 (Ln57, alta qualidade, com condicionamento); 6 (Ln57, alta qualidade,
sem condicionamento); 7 (Ln57, baixa qualidade, com condicionamento) e 8 (Ln57, baixa
qualidade, sem condicionamento).
Esse período pode ser muito representativo, principalmente quando a
produção das sementes é realizada no inverno. Nessas condições, a umidade
relativa do ar é menor, o que reduz o período de viabilidade do grão de pólen e,
conseqüentemente o período de polinização das plantas, o que afetará
diretamente a fertilização do óvulo e a produção de sementes.
75
4 CONCLUSÕES
Para a combinação híbrida estudada, quando as sementes de ambos os
parentais possuem alta qualidade, não é necessário fazer a semeadura em épocas
distintas.
Quando utilizam-se sementes não condicionadas e com alta qualidade do
parental mais tardio, associadas com sementes de baixa qualidade e
condicionadas do parental mais precoce, não há necessidade de se efetuar o
“split”.
Há redução, pela metade, do “split” recomendado, quando utilizaram-se
sementes de baixa qualidade, porém condicionadas.
A qualidade fisiológica das sementes influencia a época de
florescimento das plantas, assim como o tempo necessário para as sementes
atingirem o estádio de maturação LL3 e a altura de plantas no florescimento.
76
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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77
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Dissertação (Mestrado em Fitotecnia) – Escola Superior de Agricultura “Luiz de
Queiroz” - USP/ESALQ, Piracicaba.
78
ANEXOS
ANEXO A
Página
TABELA 1A Resumo da análise de variância referente ao teste de
germinação (TG), primeira contagem de germinação
(TPC), velocidade de emergência (VE) e tempo
médio para ocorrência de 50% de emergência (T50)
de sementes das linhagens 43 e 57, com diferentes
níveis de qualidade, submetidas ou não ao
condicionamento fisiológico........................................
79
TABELA 2A Resumo da análise de variância referente ao teste de
germinação (TG), primeira contagem de germinação
(TPC), envelhecimento acelerado (EA), teste frio
(TF), velocidade de emergência (VE), tempo médio
para ocorrência de 50% de emergência (T50) e
emergência final (EF) de sementes das linhagens 43
e 57, com diferentes níveis de qualidade, submetidas
ou não à secagem após o condicionamento.................
80
TABELA 3A Resumo da análise de variância referente à
emergência e altura de plantas das linhagens 43 e 57,
provenientes de sementes com diferentes níveis de
qualidade, submetidas ou não ao condicionamento,
com adoção ou não do “split” recomendado...............
81
TABELA 4A Temperaturas (T), em ºC e umidades relativas (UR),
em % médias do ar ambiente, ocorridas durante o
ciclo da cultura (dezembro de 2005 a maio de 2006)..
82
TABELA 1A: Resumo da análise de variância referente ao teste de germinação (TG), primeira contagem de germinação
(TPC), velocidade de emergência (VE) e tempo médio para ocorrência de 50% de emergência (T50) de
sementes das linhagens 43 e 57, com diferentes níveis de qualidade, submetidas ou não ao
condicionamento fisiológico. UFLA, Lavras, MG, 2006.
QUADRADOS MÉDIOS
Linhagem 43 Linhagem 57
Causas de
Variação
GL
TG TPC VE T50 TG TPC VE T50
Qualidade (Q) 1 1314,1
*
1314,1
*
18,7
*
19,9
*
625,0
*
1560,3
*
18,8
*
21,8
*
CF
1
1 0,1
ns
264,1
*
9,9
*
8,9
*
1,0
ns
272,3
*
3,9
*
1,9
*
Q x CF 1 3,1
ns
39,1
ns
0,1
ns
0,1
ns
0,3
ns
0,0
ns
0,6
ns
0,0
ns
Bloco 5 - - 0,2
ns
0,4
ns
- - 0,1
ns
0,1
ns
CV (%) - 5,1 9,2 8,4 10,8 2,7 5,8 7,5 7,4
* Significativo, a de 5% de probabilidade, pelo teste de Tukey
ns = não significativo, a 5% de probabilidade, pelo teste de Tukey
1
= Condicionamento fisiológico
79
TABELA 2A: Resumo da análise de variância referente ao teste de germinação (TG), primeira contagem de germinação
(TPC), envelhecimento acelerado (EA), teste frio (TF), velocidade de emergência (VE), tempo médio
para ocorrência de 50% de emergência (T50) e emergência final (EF) de sementes das linhagens 43 e 57,
com diferentes níveis de qualidade, submetidas ou não à secagem após o condicionamento. UFLA,
Lavras, MG, 2006.
QUADRADOS MÉDIOS
Linhagem 43 Linhagem 57
Causas de
Variação
GL
TG TPC EA TF VE T50 EF TG TPC EA TF VE T50 EF
Secagem (S)
1
20,3
ns
0,6
ns
16,0
ns
4,0
ns
3,6* 4,4* 3,1
ns
1,0
ns
4,0
ns
1,6
ns
5,1
ns
4,0* 2,3* 6,3
ns
Qualidade (Q)
1
1406,3* 1387,6* 961,0* 1764,0* 0,4* 0,2* 1660,6* 1560,3* 1600,0* 495,1* 1870,6* 4,4* 2,2* 1560,3*
S x Q
1
4,0
ns
7,6
ns
4,0
ns
4,0
ns
0,2
ns
0,1
ns
1,6
ns
0,1
ns
1,0
ns
1,6
ns
0,6
ns
0,2
ns
0,1
ns
36,0
ns
Bloco
3
- - - - 0,1
ns
0,2
ns
3,2
ns
- - - - 0,1
ns
0,2
ns
2,2
ns
CV (%)
-
5,9 10,9 15,6 5,3 3,4 3,6 9,1 4,3 7,7 15,9 3,6 4,0 2,3 7,8
* Significativo, a 5% de probabilidade, pelo teste de Tukey
ns = não significativo, a 5% de probabilidade, pelo teste de Tukey
80
TABELA 3A: Resumo da análise de variância referente à emergência e altura de plantas das linhagens 43 e 57,
provenientes de sementes com diferentes níveis de qualidade, submetidas ou não ao condicionamento,
com adoção ou não do “split” recomendado. UFLA, Lavras, MG, 2006.
QUADRADOS MÉDIOS
Linhagem 43 Linhagem 57
Altura (m) Emergência (%) Altura (m) Emergência (%)
Causas de
Variação
GL
Com
“split”
Sem
“split”
Com
“split”
Sem
“split”
Com
“split”
Sem
“split”
Com
“split”
Sem
“split”
Qualidade (Q) 1 0,2
*
0,1
*
2070,3
*
1600,0
*
0,0
ns
0,1
*
826,6
*
100,0
*
CF
1
1 0,0
ns
0,0
ns
1,0
ns
0,3
ns
0,0
ns
0,0
ns
14,1
ns
169,0
*
Q x CF 1 0,0
ns
0,0
ns
25,0
ns
0,3
ns
0,0
ns
0,0
ns
85,6
*
4,0
ns
Bloco 5 0,0
ns
0,0
ns
5,8
ns
4,3
ns
0,0
ns
0,0
ns
3,2
ns
2,2
ns
CV (%) - 19,6 12,7 17,1 10,7 19,7 7,8 9,8 4,2
* Significativo, a 5% de probabilidade, pelo teste de Tukey
ns = não significativo, a 5% de probabilidade, pelo teste de Tukey
1
= Condicionamento fisiológico
81
82
TABELA 4A: Temperaturas (T), em ºC e umidades relativas (UR), em %
médias do ar ambiente, ocorridas durante o ciclo da cultura
(dezembro de 2005 a maio de 2006). UFLA, Lavras, MG, 2006.
Dia Mês Ano T UR Dia Mês Ano T UR Dia Mês Ano T UR
01 12 2005 22,6 81,0 01 01 2006 22,0 88,0 01 02 2006 21,3 81,0
02 12 2005 22,2 91,0 02 01 2006 20,6 94,0 02 02 2006 20,8 82,0
03 12 2005 19,2 72,0 03 01 2006 21,2 89,0 03 02 2006 23,9 70,0
04 12 2005 20,9 68,0 04 01 2006 17,2 85,0 04 02 2006 24,9 58,0
05 12 2005 22,4 72,0 05 01 2006 19,0 95,0 05 02 2006 24,2 56,0
06 12 2005 22,3 90,0 06 01 2006 20,1 90,0 06 02 2006 23,9 59,0
07 12 2005 18,7 78,0 07 01 2006 23,3 72,0 07 02 2006 25,0 62,0
08 12 2005 16,3 91,0 08 01 2006 23,2 76,0 08 02 2006 24,4 78,0
09 12 2005 20,5 86,0 09 01 2006 23,5 61,0 09 02 2006 25,2 71,0
10 12 2005 23,6 76,0 10 01 2006 23,2 60,0 10 02 2006 22,9 89,0
11 12 2005 20,2 64,0 11 01 2006 22,7 62,0 11 02 2006 21,8 87,0
12 12 2005 17,6 93,0 12 01 2006 23,2 62,0 12 02 2006 20,1 91,0
13 12 2005 20,1 82,0 13 01 2006 23,4 58,0 13 02 2006 22,2 83,0
14 12 2005 19,3 83,0 14 01 2006 23,7 63,0 14 02 2006 25,7 87,0
15 12 2005 22,9 73,0 15 01 2006 24,6 60,0 15 02 2006 22,8 83,0
16 12 2005 22,0 77,0 16 01 2006 25,3 60,0 16 02 2006 22,3 85,0
17 12 2005 21,6 76,0 17 01 2006 25,6 58,0 17 02 2006 24,1 76,0
18 12 2005 21,6 82,0 18 01 2006 22,9 70,0 18 02 2006 24,6 70,0
19 12 2005 20,1 82,0 19 01 2006 24,0 57,0 19 02 2006 24,6 58,0
20 12 2005 22,6 73,0 20 01 2006 24,1 59,0 20 02 2006 24,4 67,0
21 12 2005 22,6 76,0 21 01 2006 23,1 57,0 21 02 2006 23,2 79,0
22 12 2005 21,6 83,0 22 01 2006 23,3 58,0 22 02 2006 22,2 82,0
23 12 2005 23,1 62,0 23 01 2006 24,8 54,0 23 02 2006 21,9 89,0
24 12 2005 23,8 66,0 24 01 2006 26,1 55,0 24 02 2006 22,5 80,0
25 12 2005 21,0 87,0 25 01 2006 27,0 55,0 25 02 2006 23,3 84,0
26 12 2005 18,8 81,0 26 01 2006 25,4 62,0 26 02 2006 22,3 86,0
27 12 2005 20,6 75,0 27 01 2006 23,4 88,0 27 02 2006 23,2 74,0
28 12 2005 21,0 66,0 28 01 2006 22,4 77,0 28 02 2006 23,7 76,0
29 12 2005 22,2 68,0 29 01 2006 21,1 92,0
30 12 2005 22,2 73,0 30 01 2006 20,9 84,0
31 12 2005 22,1 76,0 31 01 2006 22,0 84,0
“... continua...”
83
“TABELA 4A, Cont.”
Dia Mês Ano T UR Dia Mês Ano T UR Dia Mês Ano T UR
01 03 2006 24,0 78,0 01 04 2006 21,3 73,0 01 05 2006 17,1 74,0
02 03 2006 23,0 82,0 02 04 2006 22,2 72,0 02 05 2006 19,9 73,0
03 03 2006 24,8 74,0 03 04 2006 21,3 73,0 03 05 2006 19,0 60,0
04 03 2006 25,3 77,0 04 04 2006 20,7 67,0 04 05 2006 16,2 60,0
05 03 2006 22,1 83,0 05 04 2006 19,8 75,0 05 05 2006 15,6 67,0
06 03 2006 20,8 92,0 06 04 2006 20,9 77,0 06 05 2006 16,3 67,0
07 03 2006 21,0 85,0 07 04 2006 20,5 82,0 07 05 2006 17,6 70,0
08 03 2006 22,8 79,0 08 04 2006 21,8 82,0 08 05 2006 18,4 80,0
09 03 2006 23,6 86,0 09 04 2006 22,4 80,0 09 05 2006 18,7 82,0
10 03 2006 24,4 74,0 10 04 2006 21,9 82,0 10 05 2006 18,6 83,0
11 03 2006 21,3 71,0 11 04 2006 22,1 75,0 11 05 2006 17,3 66,0
12 03 2006 21,4 73,0 12 04 2006 22,7 74,0 12 05 2006 16,1 74,0
13 03 2006 21,9 73,0 13 04 2006 22,2 67,0 13 05 2006 16,3 72,0
14 03 2006 21,7 85,0 14 04 2006 21,9 70,0 14 05 2006 16,2 74,0
15 03 2006 20,9 92,0 15 04 2006 22,0 74,0 15 05 2006 16,5 74,0
16 03 2006 21,6 84,0 16 04 2006 22,0 77,0 16 05 2006 16,9 70,0
17 03 2006 22,0 85,0 17 04 2006 20,5 87,0 17 05 2006 16,7 66,0
18 03 2006 22,0 84,0 18 04 2006 17,2 85,0 18 05 2006 15,8 68,0
19 03 2006 21,9 80,0 19 04 2006 16,4 85,0 19 05 2006 15,2 70,0
20 03 2006 22,5 78,0 20 04 2006 18,6 71,0 20 05 2006 16,8 62,0
21 03 2006 23,0 74,0 21 04 2006 18,8 70,0 21 05 2006 18,7 69,0
22 03 2006 23,6 73,0 22 04 2006 19,9 74,0 22 05 2006 18,4 82,0
23 03 2006 23,2 72,0 23 04 2006 21,5 72,0 23 05 2006 18,3 84,0
24 03 2006 23,4 74,0 24 04 2006 21,7 74,0 24 05 2006 16,9 87,0
25 03 2006 23,5 79,0 25 04 2006 21,4 75,0 25 05 2006 20,6 82,0
26 03 2006 21,8 85,0 26 04 2006 21,4 71,0 26 05 2006 16,5 84,0
27 03 2006 21,7 71,0 27 04 2006 20,7 71,0 27 05 2006 16,4 80,0
28 03 2006 21,6 68,0 28 04 2006 20,2 74,0 28 05 2006 18,3 70,0
29 03 2006 21,5 83,0 29 04 2006 20,7 75,0 29 05 2006 17,9 72,0
30 03 2006 21,6 84,0 30 04 2006 20,7 75,0 30 05 2006 18,4 69,0
31 03 2006 21,0 78,0 31 05 2006 17,2 80,0
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