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DESEMPENHO FISIOLÓGICO DE
SEMENTES DE FEIJÃO
COLHIDAS EM
DIFERENTES ESTÁDIOS DE
DESENVOLVIMENTO
FREDERICO JOSÉ EVANGELISTA BOTELHO
2009
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FREDERICO JOSÉ EVANGELISTA BOTELHO
DESEMPENHO FISIOLÓGICO DE SEMENTES DE FEIJÃO
COLHIDAS EM DIFERENTES ESTÁDIOS DE DESENVOLVIMENTO
Dissertação apresentada à Universidade Federal de
Lavras, como parte das exigências do Programa de
pós-graduação em Agronomia, área de concentração
Fitotecnia, para obtenção do título de “Mestre”.
Orientador
Prof. Dr. Renato Mendes Guimarães
LAVRAS
MINAS GERAIS - BRASIL
2009
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Botelho, Frederico José Evangelista.
Desempenho fisiológico de sementes de feijão colhidas em
diferentes estádios de desenvolvimento / Frederico José Evangelista
Botelho. – Lavras : UFLA, 2009.
70 p. : il.
Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Lavras, 2009.
Orientador: Renato Mendes Guimarães.
Bibliografia.
1. Phaseolus vulgaris. 2. Colheita. 3. Tamanho. 4. Qualidade
fisiológica. 5. Sementes. I. Universidade Federal de Lavras. II.
Título.
CDD – 635.65221
Ficha Catalográfica Preparada pela Divisão de Processos Técnicos da
Biblioteca Central da UFLA
FREDERICO JOSÉ EVANGELISTA BOTELHO
DESEMPENHO FISIOLÓGICO DE SEMENTES DE FEIJÃO
COLHIDAS EM DIFERENTES ESTÁDIOS DE DESENVOLVIMENTO
Dissertação apresentada à Universidade Federal
de Lavras, como parte das exigências do
Programa de Pós-Graduação em Agronomia,
área de concentração Fitotecnia, para obtenção
do título de “Mestre”.
APROVADA em 26 de Fevereiro de 2009
Prof. Dr. João Almir Oliveira UFLA
Pesq. Dr. Antônio Rodrigues Vieira EPAMIG
Profª. Drª. Luciane Vilela Resende UFLA
Prof. Dr. Renato Mendes Guimarães
UFLA
(Orientador)
LAVRAS
MINAS GERAIS - BRASIL
“Nada me perturbe. Nada me amedronte. Tudo passa. A
paciência tudo alcança. A quem tem Deus, nada falta.
Só Deus basta”
(Santa Tereza D’Ávila)
Aos meus pais, José Afonso e Maria Regina
OFEREÇO.
Aos meus irmãos Renan e Álvaro.
A minha noiva Priscilla.
DEDICO.
“As palavras são poucas para
relatar a dimensão do meu amor
por vocês, para os quais devo
tanto aprendizado”
AGRADECIMENTOS
A Deus, pela vida, proteção e saúde.
Aos meus pais, pelo exemplo de luta, pela educação que deram a mim, pela
confiança em mim depositada, pelo apoio e presença em todos os momentos.
Aos meus irmãos, Renan e Álvaro, pelo apoio, carinho e amizade.
A querida Priscilla, pelo amor, amizade, confiança, companheirismo, carinho e
incentivo.
Aos grandes amigos e familiares, José Renato, João Almir e Gustavo, pela
amizade, companheirismo, incentivo e ajuda na condução dos experimentos.
À Universidade Federal de Lavras (UFLA) e ao Departamento de Agricultura,
em especial ao Setor de Sementes, pela oportunidade de realização da pós-
graduação.
Ao CNPq, pela concessão da bolsa de estudos para o mestrado e à FAPEMIG e
CAPES pelo apoio, por meio de equipamento e materiais para a realização dos
trabalhos.
A meu orientador, Prof. Dr. Renato Mendes Guimarães, por toda atenção, apoio
e pela grande amizade desde os tempos da graduação.
Aos membros da banca examinadora, Prof. Dr. João Almir Oliveira, Pesq.
Antônio Rodrigues Vieira e Drª. Luciane Vilela Resende.
Aos professores do Setor de Sementes (DAG), Profª. Drª. Édila Vilela de
Resende Von Pinho, Prof. João Almir de Oliveira, Profª. Drª. Maria Laene
Moreira de Carvalho e o Pesquisador Antonio Rodrigues Vieira, por serem
exemplos de profissionais, por todos os conhecimentos transmitidos, amizade,
atenção e carinho.
À D. Elza, Andréa, Elenir e Dalva, funcionárias do Laboratório de Análise de
Sementes, pela disponibilidade, atenção e amizade.
Aos estagiários do Setor de Sementes, em especial ao Tiago, que sempre
estiveram à disposição para ajudar.
Aos amigos, Adriano, Danielle, Pámela, Aline, Ísis, Franciele, Keline e a todos
os outros amigos do curso de pós-graduação. Quero que saibam que, a despeito
do tempo e da distância, agradeço pelas inúmeras horas de alegria e pelo apoio,
ajuda e companheirismo em todos os momentos.
Aos amigos, Juninho, Tiago, Everson e Vinícius pela amizade, companheirismo,
incentivo, ajuda, apoio e presença em todos os momentos.
Enfim, a todos que, de uma forma ou de outra, colaboraram para o encerramento
desta etapa importante da minha vida e que, embora não citados aqui, não
deixam de merecer meu profundo agradecimento.
“Hoje faço um eterno
agradecimento, pois vocês fazem
parte da minha história”.
OBRIGADO!
SUMÁRIO
Página
RESUMO .......................................................................................................... i
ABSTRACT ..................................................................................................... ii
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................. 1
2 REFERENCIAL TEÓRICO .......................................................................... 3
2.1 Importância do feijão no Brasil .................................................................. 3
2.2 Maturidade fisiológica de sementes ............................................................ 6
2.3 Classificação das sementes por tamanho ................................................. 10
2.4 Colheita .................................................................................................... 14
2.5 Parâmetros de qualidade das sementes .................................................... 19
3 MATERIAL E MÉTODOS ........................................................................ 23
3.1 Localização e clima ................................................................................. 23
3.2 Instalação e condução do experimento .................................................... 26
3.2.1 Determinação da umidade das sementes ............................................... 27
3.2.2 Produtividade ........................................................................................ 27
3.2.3 Germinação ........................................................................................... 27
3.2.4 Emergência em bandeja ........................................................................ 27
3.2.5 Índice de velocidade de emergência ..................................................... 28
3.2.6 Teste de frio .......................................................................................... 28
3.2.7 Condutividade elétrica .......................................................................... 28
3.2.8 Eletroforese ........................................................................................... 29
3.3 Delineamento experimental, tratamentos e detalhes das parcelas ........... 30
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ................................................................ 30
4.1 Determinação da umidade das sementes .................................................. 30
4.2 Produtividade............................................................................................ 32
4.3 Retenção em peneiras ............................................................................... 34
4.4 Germinação............................................................................................... 37
4.5 Emergência ............................................................................................... 39
4.6 Índice de velocidade de emergência (IVE)............................................... 41
4.7 Condutividade elétrica .............................................................................. 42
4.8 Teste de frio .............................................................................................. 45
4.9 Análises bioquímicas (Eletroforese)......................................................... 47
4.9.1 Esterase.................................................................................................. 47
4.9.2 Superóxido Dismutase ........................................................................... 48
4.9.3 Proteínas de resistência ao calor ............................................................ 49
5 CONCLUSÕES .......................................................................................... 52
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................... 53
ANEXOS ....................................................................................................... 66
i
RESUMO
BOTELHO, Frederico José Evangelista. Desempenho fisiológico de sementes
de feijão colhidas em diferentes estádios de desenvolvimento. 2009. 70 p.
Dissertação (Mestrado em Fitotecnia) – Universidade Federal de Lavras, Lavras,
MG.
1
Na cultura do feijão, a época adequada de colheita para produção de
sementes de alta qualidade é de suma importância. Atrasos ou antecipações da
colheita em relação ao ponto de maturidade fisiológica podem acarretar vários
prejuízos à qualidade das sementes. Desta forma, no presente trabalho objetivou-
se determinar a época ideal de colheita para a obtenção de sementes com maior
qualidade e produtividade. Utilizou-se o delineamento experimental de blocos ao
acaso, em esquema fatorial, em faixa, com quatro repetições. Foram utilizadas
sementes de feijão de duas cultivares do grupo Carioca (BRS Majestoso e BRS
Horizonte). A semeadura foi realizada manualmente e cada parcela constituída
de quatro linhas de 12 m de comprimento, espaçadas de 0,40 m entre elas. A
colheita foi realizada manualmente, aos 70, 80, 90 e 100 dias após a emergência
(DAE). Após a colheita, as plantas foram secas ao sol, debulhadas e pesadas
para verificação da produtividade. Em seguida, as sementes foram separadas em
4 classes de tamanho, sendo 3 em peneiras (14/64, 17/64 e 18/64) e sementes
não classificadas. A avaliação da qualidade das sementes foi realizada por meio
dos testes de germinação, emergência em bandejas, índice de velocidade de
emergência (IVE), condutividade elétrica, teste de frio e analises eletroforéticas
de proteínas e enzimas. A produtividade da cultivar BRS Majestoso foi superior
a da BRS Horizonte, sendo as maiores produtividades obtidas aos 90 DAE. A
germinação foi crescente ao longo das épocas de colheita, e as sementes maiores
tiveram maior germinação. Já nos testes de emergência e IVE, pode-se observar
um comportamento com três fases distintas, sendo aos 90 DAE a época onde as
sementes apresentaram melhor vigor. Este fato também pode ser observado na
cultivar BRS Majestoso no teste de frio. De acordo com o teste de condutividade
elétrica, observou-se uma queda linear e decrescente ao longo das épocas de
colheita. Para os padrões enzimáticos, observaram-se atividades da enzima
esterase nos estádios mais precoces e tardios, já para as proteínas resistentes ao
calor houve expressão crescente até 90 DAE e em seguida decréscimo. Na
enzima superóxido dismutase não foram observadas expressões diferenciadas
devidas aos tratamentos. Concluiu-se que a colheita aos 90 DAE propicia maior
produtividade e qualidade de sementes de feijão das cultivares avaliadas.
1
Comitê Orientador: Prof. Dr. Renato Mendes Guimarães – UFLA (Orientador), Prof.
Dr.João Almir Oliveira – UFLA, Porfª Drª Maria Laene Moreira de Carvalho –
UFLA.
ii
ABSTRACT
BOTELHO, Frederico José Evangelista. Physiological performance of beans
seeds harvested in differents development stadiums. 2009. 70 p. Dissertation
(Master in Agronomy) – Federal University of Lavras, Lavras, MG.
2
In beans culture, the ideal time of harvest for high quality seeds
production is of utmost importance. Harvest delays or anticipations related to the
point of physiological maturity may cause some damages to the seeds quality. In
the present work it was objectified to determine the ideal time of harvest for the
attainment of seeds with higher quality and productivity. The experimental
design used was randomized blocks, in factorial scheme, in lays, with four
repetitions. Beans seeds of two cultivars of the Carioca group (BRS Majestoso
and BRS Horizonte) were used. The sowing was carried through manually and
each parcel had four lines of twelve meters of length, spaced of 0,40 m between
them. The harvest was carried through manually, to the 70, 80, 90 and 100 days
after the emergency (DAE). After the harvest, the plants were drought to the sun,
threshed and weighed for productivity verification. After that, seeds were
separated in 4 class of size, 3 in bolters (14/64, 17/64 and 18/64) and not
classified seeds. The evaluation of seeds quality was carried through by
germination tests, emergency in trays, index of emergency speed (IVE),
electrical condutivity, cold test and eletrophoretic analyzes of proteins and
enzymes. BRS Majestoso cultivar productivity was higher than BRS Horizonte,
being the highest productivities gotten 90 DAE. The germination was increasing
throughout the harvest times and the biggest seeds had greater germination. In
the emergency test and IVE, a behavior with three distinct phases can be
observed, being the 90 DAE the time where seeds presented better vigour. This
fact can also be observed in BRS Majestoso cultivar in the cold test. According
to the test of electrical condutivity, it was observed a linear and decreasing fall
throughout the harvest times. For the enzymatic standards, it was observed
esterase activity in the most precocious and delayed stadiums and for the heat
resistant proteins there was a increasing expression up to 90 DAE, followed by a
decrease after that. In the superoxide dismutase enzyme it was not observed
differentiated expressions due to the treatments. As conclusion, the 90 DAE
harvest propitiates greater productivity and quality of the evaluated cultivar of
beans seeds.
2
Guidance Committee: Prof. Dr. Renato Mendes Guimarães – UFLA (Adviser), Prof.
Dr. João Almir Oliveira – UFLA and Profª Drª Maria Laene Moreira de
Carvalho – UFLA
1
1 INTRODUÇÃO
A cultura do feijão (Phaseolus vulgaris L.), devido à importância dos
grãos na alimentação humana, tem merecido grande destaque no cenário
nacional e internacional, suprindo as necessidades dos consumidores como fonte
básica e barata de proteínas e calorias. É um produto de alta expressão
econômica e social, visto que, juntamente com o arroz, é a base da alimentação
nacional, fornecendo grandes quantidades de proteína vegetal e de carboidratos,
sendo, no caso da população menos favorecida, a principal fonte protéica na
alimentação.
O Brasil assume também o posto de maior produtor mundial de feijão-
comum. Dependendo da região, o feijoeiro é cultivado praticamente durante o
ano inteiro, sendo a primeira época ou feijão “das águas”, responsável por 29%
da área plantada, a segunda época (feijão “da seca”), responsável por 48,6%, e a
terceira época (feijão “de inverno”), responsável por 22,1% (Empresa de
Assistência Técnica e Extensão Rural do Estado de Minas Gerais - Emater,
2007). Na safra 2006/2007, foram cultivados mais de 4 milhões de hectares, com
uma produção de 3,3 milhões de toneladas de grãos nas três safras (Companhia
Nacional De Abastecimento, 2008). No entanto, a taxa de utilização de sementes
certificadas ainda é muito baixa, correspondendo a 13% na safra 2005/06, o que
é explicado pelo fato de a grande maioria dos produtores ser de pequeno porte,
além da grande diversidade de tipos de feijão cultivados em cada região do
Brasil (Associação Brasileira de Sementes e Mudas - Abrasem, 2006).
Entretanto, a demanda por sementes com alta qualidade tende a aumentar
significativamente, devido ao aprimoramento tecnológico dos agricultores e ao
aumento da área cultivada. Neste sentido, os produtores de sementes certamente
investirão no controle da qualidade, monitorando todas as fases da produção,
2
objetivando assegurar a oferta crescente de sementes de qualidade, as quais
apresentam todos os requisitos exigidos para a comercialização.
Um sistema de produção de sementes tem por objetivo obter materiais
com elevada qualidade genética, física, fisiológica e sanitária, para propiciar
aumento da produção e produtividade agrícola. Na composição do custo de
produção, a parcela referente à utilização de sementes melhoradas é
relativamente pequena e vantajosamente compensada pela maior produtividade
da cultura (Gorgatti Netto, 1979).
As sementes são responsáveis por grande parte do rendimento de uma
lavoura, e os esforços por parte dos produtores para produção de sementes de
alta qualidade representam uma base sólida para o sucesso da lavoura. Nesse
aspecto, a classificação das sementes em lotes de diferentes tamanhos, além de
uniformizar a operação de semeadura e, consequentemente, proporcionar melhor
estande e rendimento da lavoura, torna eficiente também o tratamento das
sementes (Carvalho & Nakagawa, 2000; Krzyzanowski et al., 1991).
Além destes fatores, a época adequada de colheita das sementes de feijão
é de suma importância para a produção de sementes de alta qualidade, pois a
porcentagem de sementes infectadas por microrganismos e/ou atacadas por
insetos aumenta, enquanto a germinação e o vigor diminuem à medida que se
prolonga seu tempo de permanência no campo após a maturidade fisiológica,
aguardando o momento de colheita (Rena & Vieira, 1971).
A maturidade fisiológica coincide com o momento em que cessa a
transferência de matéria seca da planta para as sementes; nesta ocasião, o
potencial fisiológico é elevado, senão máximo. Diante desse fato, seria
extremamente natural a decisão de efetuar a colheita dos campos de produção de
sementes quando a população de plantas atingisse a maturidade fisiológica. No
entanto, existem muitas dificuldades em se definir o ponto exato de colheita,
uma vez que no ponto de maturidade fisiológica a semente se encontra com um
3
grau de umidade elevado, e por outro lado, o atraso da colheita a partir deste
ponto acarreta vários inconvenientes, determinados pela exposição relativamente
prolongada das sementes a condições menos favoráveis do ambiente (Marcos
Filho, 2005). Assim, o estabelecimento de um ponto ideal de referência para a
colheita das lavouras de feijão destinadas à produção de sementes precisa ser
determinado, considerando a produtividade, o tamanho e a qualidade das
sementes e a interação entre esses fatores.
Dessa forma, nesta pesquisa, teve-se como objetivo determinar a época
ideal de colheita para a obtenção de sementes com maior qualidade e
produtividade.
2 REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 Importância do feijão no Brasil
O feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris L.) é uma planta cultivada há
milhares de anos pelo homem. Sua origem, até hoje, constitui fonte de
divergência entre os pesquisadores. Algumas hipóteses tentam explicar não
somente a origem da planta, mas também quando teria o homem começado a
domesticá-la. Algumas evidências levam à hipótese de que o centro de origem
da planta e sua domesticação teriam ocorrido da região da Mesoamérica, por
volta de 7000 anos a.C., uma vez que cultivares selvagens foram encontradas
nessa região, mais especificamente no México (Empresa Brasileira de Pesquisa
Agropecuária - Embrapa, 2008).
A importância do feijão na alimentação humana é comprovada em
relatos que remontam aos primeiros registros históricos de que se têm notícia. O
feijoeiro era cultivado no Antigo Egito e na Grécia, onde recebia cultos em sua
4
homenagem, por ser considerado símbolo da vida. Já os antigos romanos
usavam o feijão em suas festas e, até mesmo, como forma de pagamento para
apostas (Embrapa, 2008).
O consumo per capita de feijão no Brasil é o mais alto do mundo, tendo,
na década de 1970, chegado a patamares de 25 kg/ano. Em 2003, situou-se em
16 kg/ano e, atualmente, estima-se que seja de 11 kg/ano, sendo ainda o Brasil o
maior consumidor mundial dessa leguminosa. As possíveis causas da redução do
consumo estão relacionadas com a migração da população do meio rural para as
cidades, dificuldade no preparo, mudança dos hábitos alimentares da população
urbanizada, flatulências após a ingestão do produto e redução do preço de outras
fontes protéicas e calóricas, como a carne de frango e o macarrão (Aidar et al.,
2002; Borém & Carneiro, 2006; Ferreira et al., 2006).
O feijão constitui importante fonte de proteínas, carboidratos e ferro,
principalmente para população brasileira de baixa renda. Além disso, apresenta
expressiva importância econômico-social, pois demanda muita mão de obra,
principalmente na colheita, constituindo, assim, uma importante fonte de
trabalho no meio rural e mesmo urbano em determinadas regiões do país
(Parrella, 2006). Estima-se que no cultivo do feijão sejam utilizados cerca de
sete milhões de homens/dia/ciclo de produção, envolvendo aproximadamente
295.000 produtores só em Minas Gerais (Borém & Carneiro, 2006), estado este
que é o segundo maior produtor brasileiro de feijão, com mais de 16% da
produção nacional, superado somente pelo Paraná com quase 30% (Companhia
Nacional de Abastecimento – Conab, 2008).
Cultivado tanto por pequenos quanto por grandes produtores, em
diversificados sistemas de produção e em todas as regiões brasileiras, o feijoeiro
comum reveste-se de grande importância econômica e social. Dependendo da
cultivar e da temperatura ambiente, pode apresentar ciclos variando de 65 a 100
dias, o que torna uma cultura apropriada para compor desde sistemas agrícolas
5
intensivos irrigados, altamente tecnificados, até aqueles com baixo uso
tecnológico, principalmente de subsistência (Embrapa, 2008). Essa leguminosa
pode ser conduzida no sistema solteiro ou consorciada com outras culturas,
principalmente o milho no caso da agricultura familiar.
O feijão pode ser cultivado, dependendo da região, ao longo de todo o
ano, no geral em três épocas. A primeira, também conhecida como safra das
“águas”, é plantada entre agosto e dezembro e tem maior concentração nos
estados das regiões Sul e Sudeste; a segunda safra, ou da “seca”, abrange todos
os estados brasileiros e seu plantio ocorre entre janeiro e abril; a terceira safra,
ou de “inverno”, concentrada nas regiões Sudeste, Sul, Centro-Oeste e no estado
da Bahia, é realizada de maio até julho ou agosto, dependendo do estado (Aidar
et al., 2002). Para a safra 2006/2007, levando-se em consideração o feijão-
comum e o caupi, a primeira safra ocupou 31,3% da área total colhida de feijão e
foi responsável por 40,8% do feijão produzido no país; a segunda safra ocupou
47% da área, sendo responsável por 36,2% da produção e a terceira safra ocupou
21,9% da área, gerando 23% da produção (Conab, 2008). Desse modo, o feijão é
ofertado durante todos os meses do ano, tendo alguns meses de maior oferta
(janeiro, maio e junho) e um período de menor oferta (setembro a novembro), o
que contribui para o abastecimento interno e redução da oscilação dos preços
(Ferreira, 2001).
Entretanto, em 2006/2007, a área plantada com feijão na safra das
“águas”, foi inferior à cultivada na safra anterior em quase 12%. Essa retração
foi provocada pelos baixos preços recebidos pelos produtores assim como pelas
baixas precipitações pluviométricas, seguidas de estiagens prolongadas e baixas
temperaturas verificadas no final de agosto e setembro.
Assim, devido a sua boa adaptação às mais variadas condições
edafoclimáticas do Brasil, o feijoeiro desempenha fundamental papel na
alimentação do povo brasileiro, na demanda por mão de obra, na geração de
6
divisas para o país, fazendo parte da maioria dos sistemas produtivos dos
pequenos, médios e grandes produtores.
2.2 Maturidade Fisiológica de sementes
O desenvolvimento e a maturação das sementes são aspectos importantes
a serem considerados na tecnologia de produção de sementes, pois entre os
fatores que determinam a qualidade das sementes estão as condições de
ambiente predominantes na fase de florescimento/frutificação e a colheita na
época adequada. Portanto, o conhecimento de como se processa a maturação das
sementes e dos principais fatores envolvidos é de fundamental importância para
a orientação dos produtores de sementes, auxiliando no controle de qualidade,
principalmente no que se refere ao planejamento e a definição da época ideal de
colheita, visando qualidade e produtividade.
O processo de maturação de sementes compreende uma série de
alterações morfológicas, fisiológicas e funcionais, que ocorrem a partir da
maturação do óvulo, prosseguindo até o momento em que as sementes estão
prontas para a colheita. Durante esse processo, verificam-se, principalmente,
alterações na massa de matéria seca, no teor de água, no tamanho, na
germinação e no vigor das sementes. Ainda, podem ser observadas modificações
bioquímicas (Delouche, 1971; Popinigis, 1985; Carvalho & Nakagawa, 2000).
Quando a semente atinge o ponto de máxima qualidade fisiológica, ou
seja, ponto em que a semente apresenta o máximo de germinação e vigor, ela se
encontra no ponto de maturidade fisiológica (Popinigis, 1985; Carvalho &
Nakagawa, 2000). Nesse momento, cessa a transferência de nutrientes da planta
para a semente. Entretanto, a colheita das sementes nesta fase se torna difícil,
uma vez que a planta ainda apresenta grande quantidade de ramos e folhas
verdes, e as sementes apresentam altos teores de água, o que dificultaria a
colheita (Dias, 2001). Por outro lado, o atraso da colheita a partir deste ponto
7
acarreta vários inconvenientes, determinados pela exposição relativamente
prolongada das sementes a condições menos favoráveis do ambiente (Marcos
Filho, 2005).
Segundo Harrington (1972), o armazenamento, ao contrário do que
comumente se pensa, não começa após a chegada da semente ao armazém, mas
desde o momento em que atinge a maturidade fisiológica. Este armazenamento
das sementes no campo, após o ponto de maturidade fisiológica, é decisivo na
deterioração ou perda de vigor (Delouche, 1975) e as condições ambientais
reinantes na fase de maturação também influenciam a sua qualidade fisiológica
(Delouche, 1980).
No processo de maturação, algumas características são utilizadas visando
determinar o momento em que as sementes atingem máxima qualidade
fisiológica. Dentre elas, o tamanho é uma das alterações que ocorre na semente.
Inicialmente, ocorre um rápido crescimento como conseqüência da
multiplicação e divisão celular que constituem o eixo embrionário e o tecido de
reserva, atingindo um tamanho máximo. Após esse ponto, o tamanho permanece
constante por um determinado período de tempo e, posteriormente, sofre uma
redução, que pode variar de intensidade conforme a espécie. De maneira geral,
para dicotiledôneas, como é o caso do feijão e da soja, a redução de tamanho é
bastante acentuada, enquanto para o as monocotiledôneas, como o milho, é
pouco acentuada (Carvalho & Nakagawa, 2000).
Em sementes de milheto (Gaspar & Nakagawa, 2002), algodão (Santos
et al., 2001), eucalipto (Aguiar et al., 1987) e cenoura (Austin & Longden, 1967;
Jacobsohn, 1978; Jacobsohn & Globerson, 1977; Usik, 1980) a germinação e o
vigor são influenciados pelo seu tamanho, onde sementes maiores apresentam
melhor qualidade comparadas com as menores. Segundo Andrade et al. (2001),
os resultados para sementes de milho ainda são contraditórios e parece não haver
8
uma opinião consensual sobre o assunto para híbridos duplos, triplos e
variedades colocadas no mercado.
O efeito do tamanho de sementes de soja na sua qualidade fisiológica
tem sido relatado em alguns trabalhos (Bunch, 1962; Hartwig & Edwards, 1970;
Souza, 1988; Lima, 1996; Beckert et al., 2000, citados por Santos et al., 2005).
Segundo Carvalho & Nakagawa (2000), o tamanho das sementes não influencia
a germinação, mas afeta o vigor. Sementes maiores apresentam maior vigor.
Já para sementes de feijão, Lima et al. (2005) constataram que a
semeadura de sementes maiores pode estimular o crescimento inicial do cultivo,
o que pode ser vantajoso no estabelecimento da cultura sob condições de
estresse. Entretanto, algum efeito compensatório, associado ao atraso na
senescência foliar, maior taxa de assimilação líquida, ou maior número de
sementes por vagem, permite que as plantas oriundas de sementes menores
obtenham produção de sementes semelhantes.
Outra característica que pode auxiliar na identificação do ponto de
maturidade fisiológica é o teor de água da semente. A semente, logo após ter
sido formada, isto é, no estádio de zigoto, normalmente tem elevados teores de
água, ou seja, valores entre 70 e 80%. Em poucos dias, observa-se uma pequena
elevação, que pode chegar a até 5 pontos percentuais; porém, na seqüência, tem
início uma fase de lento decréscimo, que tem duração variável de acordo
com a espécie, a cultivar e as condições climáticas. Em seguida a partir da
maturidade fisiológica, inicia-se uma fase de rápida desidratação, fase essa
influenciada diretamente pelas condições climáticas. O teor de água da semente
decresce até determinado ponto, o qual passa a oscilar com os valores da
umidade relativa do ar (Carvalho & Nakagawa, 2000).
As sementes ortodoxas ao atingirem o ponto de maturidade fisiológica
têm, em média, valores entre 30 e 50% de teor de água. Sementes de feijão, por
9
ocasião do ponto de maturidade fisiológica, têm teores de água variando entre 30
e 44% (Carvalho & Nakagawa, 2000).
Neubern & Carvalho (1976), utilizando o cultivar de feijão Carioca,
verificaram que o momento de máximo vigor e germinação ocorreu quando as
sementes estavam com 38 a 44% de umidade e com 79 a 82 dias após a
semeadura. Para a cultivar Rico 23, Silva et al. (1975) e Silva (1975),
constataram que, no ponto de maturidade fisiológica, ocorrido no período de 40
a 54 dias após a fecundação do óvulo, o teor de água da semente oscilou entre de
30 e 40%.
Segundo Carvalho & Nakagawa (2000), o acúmulo de matéria seca tem
sido apontado como o melhor índice de estádio de maturação das sementes.
O acúmulo de matéria seca se processa de maneira lenta após a
fertilização, onde as divisões celulares predominam, ou seja, está ocorrendo um
aumento expressivo no número de células. Em seguida, verifica-se um aumento
contínuo e rápido na matéria seca acompanhado por um aumento na germinação
e vigor, até atingir o máximo. Desse modo, pode-se afirmar que, em geral, a
semente deve atingir a sua máxima qualidade fisiológica quando o conteúdo de
matéria seca for máximo (Dias, 2001).
Lazarini et al. (2000) verificaram que as sementes de soja, atingem seu
máximo de acúmulo de matéria seca no estádio R7 e durante o estádio R6. Em
geral, as sementes obtidas durante os estádios R6 e R7 apresentaram melhor
qualidade fisiológica em relação a germinação e vigor.
Conforme Egly & Tekrony (1993) sementes que tenham acumulado 25%
ou mais de seu máximo peso de matéria seca apresentam mais de 90% de
germinação. Sementes de soja que acumularam somente 35% de seu máximo
peso de matéria seca, com conteúdo de umidade de 74% quando colhidas,
apresentaram 93% de germinação (Milles et al., 1988).
10
Quando se prolonga o tempo de permanência no campo, após a
maturidade fisiológica, a porcentagem de sementes infectadas por patógenos ou
atacada por insetos aumenta e a germinação e o vigor diminuem (Rena & Vieira,
1971). Por isso, é importante que os campos de produção de sementes sejam
colhidos logo após as sementes alcançarem a maturidade fisiológica.
Após todas essas considerações, fica claro que conhecer e entender o
processo de maturação fisiológica das sementes bem como as principais
mudanças que ocorrem desde a sua formação até a maturidade fisiológica se
constitui em importante suporte para que os problemas típicos desta fase da vida
da semente possam ser contornados e as sementes colhidas apresentem elevado
padrão de qualidade.
2.3 Classificação das sementes por tamanho
O tamanho da semente, em muitas espécies, é indicativo de sua
qualidade fisiológica (Popinigis, 1985). As sementes maiores, normalmente,
possuem embriões bem formados e com maiores quantidades de reservas
(Carvalho & Nakagawa, 1983); logo, num mesmo lote, as sementes maiores,
potencialmente, apresentam maior poder germinativo e vigor que as sementes
menores, embora existam controvérsias quanto aos benefícios da classificação
por tamanho.
Linares (1999) trabalhando com sementes de feijão encontrou diferenças
significativas quando comparou sementes com tamanhos diferentes. Segundo o
autor, foi observado vantagens a favor das sementes grandes quando essas foram
comparadas com as de menor tamanho, como: maior porcentagem final de
emergência e maior velocidade de emergência das plântulas, maior uniformidade
do estande das plantas e na produção das sementes ou grãos.
Já Perin et al. (2002) constataram que não houve efeito do tamanho da
semente de feijão na produção de grãos, componentes de produção e índice de
11
colheita. Sementes de maior tamanho podem antecipar o crescimento do
feijoeiro, mas plantas oriundas de sementes pequenas podem compensar seu
menor crescimento inicial garantindo uma mesma produção de grãos.
Estudos comparando genótipos de feijoeiro com sementes de diferentes
tamanhos indicam uma forte relação negativa entre tamanho da semente e
rendimento de grãos, embora a magnitude deste efeito tenha variado com o
ambiente (White & González, 1990). Genótipos de feijoeiro com sementes
grandes apresentaram menor taxa de crescimento relativo e rendimento de grãos
que genótipos de sementes pequenas (White et al., 1992); a menor taxa de
crescimento relativo foi associada à baixa atividade fotossintética por unidade de
área foliar (Sexton et al., 1997). Entretanto, parte desta relação negativa entre
tamanho da semente e rendimento de grãos em genótipos de feijoeiro está
relacionada com distintas adaptações ecológicas às diferentes regiões de
domesticação (Sexton et al., 1997), e não podem ser extrapoladas para
diferenças de tamanho de semente dentro de uma mesma cultivar.
Cultivares de feijão pode responder de forma diferenciada ao plantio de
sementes de diversos tamanhos (Figueiredo & Vieira, 1970), demandando
avaliações que considerem tais variações entre cultivares. Determinações das
taxas de crescimento e da atividade fotossintética podem elucidar os
mecanismos envolvidos no desempenho das cultivares de feijoeiro oriundo de
sementes de diferentes tamanhos. A existência de variações no desempenho
produtivo de sementes de diferentes tamanhos de uma mesma cultivar
demandaria a prévia classificação das sementes por lote de tamanho, antes de
sua comercialização.
Para sementes de milho, são encontrados muitos trabalhos na literatura.
Entre eles, Scotti & Silveira (1977); Shieh & McDonald (1982); Carvalho &
Nakagawa (1983); Poppinigis (1985); Faiguenbaum & Romero (1991) e Seneme
et al. (2000) reportaram o melhor desempenho das sementes de milho de maior
12
tamanho e formato achatado, sobrepujando aquelas pequenas e arredondadas
durante a germinação e a sobrevivência de plantas no campo, inclusive na
produção de grãos. Martinez et al. (1998) também verificaram que as sementes
grandes e achatadas de milho híbrido têm maior potencial de armazenabilidade
que as de menor tamanho e arredondadas, em condições controladas de
temperatura e umidade relativa.
Mais recentemente em estudo com sementes do milho híbrido simples
Andrade et al. (2001) constataram que as sementes longas de tamanho médio e
de forma achatada (20L) apresentaram qualidade fisiológica superior, ao passo
que as sementes de maior tamanho (24) e aquelas de forma arredondada (retidas
na peneira 15x¾) tem menor vigor.
Já Scotti & Silveira (1977), Silva & Marcos Filho (1982) e Pinho et al.
(1995) encontraram diferenças significativas no tamanho e no formato das
sementes durante o estádio de plântulas e no estabelecimento da cultura, e esses
atributos não interferiram nas fases subseqüentes da lavoura. Esses resultados
foram também reportados por Nafziguer (1992), Martinelli (1995), Andrade et
al. (1997) e Seneme et al. (2001), os quais concluíram que o tamanho e o
formato das sementes de milho não apresentaram nenhum efeito significativo na
produção de grãos. Esses últimos autores verificaram ainda uma economia na
semeadura de até 44%, quando se utilizaram sementes de menor tamanho,
comparadas com as sementes maiores, visto que o comércio de sementes no
Brasil era feito por peso. Esses resultados não coincidem com aqueles resultados
obtidos por Zinsly & Vencovski (1968), que estudaram a influência das classes
de sementes e verificaram vantagens na produção para as plantas provenientes
de sementes grandes em relação às pequenas.
A influência do tamanho sobre a qualidade fisiológica de sementes de
cenoura foi estudada por Austin & Longden (1967), Jacobsohn (1978),
Jacobsohn & Globerson (1977) e Usik (1980), os quais observaram que as
13
sementes de menor tamanho têm menor percentagem de germinação,
emergência em campo e rendimento que as sementes de maior tamanho. A
mesma tendência foi verificada nos estudos de Krarup & Villanueva (1977);
Gray & Steckel (1983), em que as sementes maiores proporcionaram maior
peso, embriões maiores e produziram plântulas mais vigorosas.
Aguiar et al. (2001), trabalhando com sementes de girassol, não
verificaram diferença significativa no vigor das sementes de diferentes tamanhos
no início do armazenamento, mas após seis meses as sementes de menor
tamanho (peneiras 11x¾” e 12x¾”) apresentaram vigor inferior às de maior
tamanho (peneiras 14x¾”, 16x¾” e 18x¾”).
O efeito do tamanho de sementes de soja na sua qualidade fisiológica
tem sido relatado em alguns trabalhos (Bunch, 1962; Hartwig & Edwards, 1970;
Souza, 1988; Lima, 1996; Beckert, 2000). Segundo Carvalho & Nakagawa
(2000), o tamanho das sementes não tem influência sobre a germinação, mas
afeta o vigor da plântula resultante, sendo que as sementes de maior tamanho
originam plântulas mais vigorosas e, em condições variáveis de campo, podem
resultar em estandes superiores.
Gardner & Vanderlip (1989) trabalhando com sementes de milheto,
observaram que a germinação das sementes, a emergência e o rendimento de
grão estão relacionados positivamente com o tamanho e a densidade das
sementes, ou seja, as sementes menores foram inferiores às maiores. O tamanho
da semente teve maior efeito no rendimento em áreas com estresse hídrico. Maiti
et al. (1990) verificaram que existe variação significativa entre o tamanho da
semente de milheto e o seu vigor.
Lawan et al. (1985) separaram as sementes de milheto em três classes de
densidade (alta, média e baixa) e cada classe foi separada em três tamanhos
(grande: ≥2,8mm, média: 2,4 a 2,8mm e pequena: <2,4mm). Sementes de maior
tamanho e maior densidade apresentaram maior emergência de plântulas e
14
menor período da emergência até a antese. Dias (1992), em testes para avaliar o
efeito do tamanho das sementes de milheto na germinação e no vigor, verificou
que as sementes maiores, presentes em maior percentual e com maior peso de
100 sementes, apresentaram aos cinco dias após a semeadura, maior
comprimento de raiz e de plântula e maior peso médio de matéria seca das
plântulas. Houve tendência das sementes grandes e médias apresentarem maior
índice de germinação. O tamanho não influenciou o índice de velocidade de
emergência e nem o peso médio de matéria seca aos 21 dias.
Para os autores Gaspar & Nakagawa (2002) a germinação e o vigor das
sementes de milheto são influenciados pelo seu tamanho, onde sementes maiores
são de melhor qualidade do que as sementes menores.
Assim a diversidade dos resultados obtidos sobre o efeito do tamanho da
semente na qualidade fisiológica e desempenho no campo demandam ações de
pesquisa que propiciem a adequada orientação das instituições produtoras e
comercializadoras de sementes (Marcos Filho & Avancine, 1983).
2.4 Colheita
As colheitas dos campos de produção de sementes, de maneira geral têm
sido consideradas de forma similar às colheitas de grãos. No entanto, a produção
de sementes é uma atividade bastante especializada, e um cuidado peculiar
necessita ser despendido nesta fase final do processo de produção.
As operações de colheita são efetuadas com o objetivo de se retirar do
campo o produto desejado, dentro das melhores condições possíveis. A colheita
exerce influência significativa sobre a qualidade do produto, além de representar
parcela considerável do custo de produção, podendo apresentar até 50%.
Portanto, é necessário que seja efetuada no momento adequado e seguindo-se as
recomendações técnicas, para reduzir ao máximo as possíveis perdas (Pinho,
1998).
15
A uniformidade de maturação das plantas e das vagens é um fator de
extrema importância para que a colheita seja processada em ótimas condições.
Fatores relacionados ao solo, à topografia do terreno, ao ambiente, às práticas
culturais, às doenças, à disponibilidade de água para as plantas e ao hábito de
crescimento das cultivares causam desuniformidade na maturação do feijoeiro.
As cultivares de hábitos de crescimento determinados do tipo I e indeterminados
do tipo II apresentam maturação uniforme. Já em outras de hábitos
indeterminados do tipo III, com internódios longos, e do tipo IV, com guias
prostadas ou trepadoras, a maturação é desuniforme, o que, segundo Portes
(1988), eleva as perdas na colheita.
A época adequada de colheita é outro fator de grande importância para a
obtenção de sementes de boa qualidade. Por isso, as lavouras podem ser colhidas
logo após as sementes alcançarem a maturação fisiológica, que corresponde ao
estádio de desenvolvimento em que as plantas estão com as folhas amarelas,
com as vagens mais velhas secas e com as sementes no seu desenvolvimento
máximo (Popinigis, 1985). Entretanto, nem sempre essa exigência pode ser
satisfeita, principalmente se a colheita coincidir com períodos chuvosos, que
podem causar danos irreparáveis à qualidade das sementes, influenciando a
capacidade germinativa e seu valor comercial.
Nota-se que existe ainda a necessidade de se detectar características de
fácil observação, que possam definir com maior precisão o ponto de maturidade
fisiológica e, consequentemente uma época de colheita ideal para a cultura do
feijoeiro, como é usado para a cultura do milho onde, a maturidade fisiológica
pode ser determinada com base no desenvolvimento da camada preta (black
layer) e da linha de transformação em amido (milk line) (Afuakwa & Crookston,
1984; Hunter et al., 1991; Tekrony & Hunter, 1995; Vieira et al., 1995; Fessel et
al., 2001).
16
Soesarsano & Copeland (1974), relacionaram o ponto de maturidade
fisiológica com a coloração das vagens de feijão; segundo alguns autores, a
germinação e o vigor foram maiores em vagens completamente maduras, isto é,
de coloração marrom.
Visando determinar a época adequada de colheita de feijão com base na
qualidade fisiológica das sementes, Andrade & Vieira (1972) recomendam o
arranquio do feijoeiro quando as sementes atingem cerca de 50% de umidade,
com distribuição, aproximadamente igual, de vagens verdes, amarelas e secas, e
a maioria das folhas amarelecidas, porém ainda retidas na planta, visto que não
ocorrem diferenças em produtividade, tamanho, germinação e qualidade
comercial das sementes.
Utilizando a cultivar de feijão “Rico 23”, Silva et al. (1975) detectaram a
maturidade fisiológica quando a umidade da semente estava entre 30 a 40%.
Para Rocha et al. (1983), o arranquio de plantas de feijão deve ser feito,
sem prejuízos à produção, quando as vagens estão na fase de transição da
coloração verde para verde-palha, com as sementes apresentando 40% de
umidade e as folhas amarelecidas, mas com ponteiras ainda verdes.
Na prática, a maturidade fisiológica das sementes de cor preta é
alcançada ao teor de umidade de 30 a 40% e das de cor bege, ao teor de umidade
de 38 a 44% (Neubern & Carvalho, 1976).
Andrade et al. (2001) utilizaram os cultivares, Carioca-MG, Roxo 90,
Ouro Negro, Emgopa Ouro e Jalo Esal, e verificaram que, do ponto de vista da
maturação, as cultivares avaliadas podem ser colhidas no intervalo que vai do
35° ao 50° dia após o início do florescimento, sem alteração significativa no
rendimento de sementes. Já para a cultivar Taim a melhor época de colheita
ocorre entre 38 e 42 dias após o florescimento, quando as sementes apresentam
índices superiores de produtividade, peso seco, rendimento de grãos inteiros,
qualidade fisiológica e armazenabilidade.
17
Pinto et al. (2001) estudaram feijão-vagem cv. Noviex, e verificaram no
ensaio 1 (semeadura em 16/04/97), que os maiores rendimentos de vagens
comerciais (entre 8,6 e 10,1 t/ha) foram alcançados entre 63 e 71 dias após a
emergência (DAE). No ensaio 2 (semeadura em 12/08/98), os maiores
rendimentos foram obtidos aos 56 e 60 DAE (7,4 e 7,7 t/ha, respectivamente). A
ausência de flores ou presença de pouquíssimas flores foi um indicativo da
melhor época de colheita da cv. Novirex visando maximizar o rendimento de
vagens comerciais, independente da época de plantio. Nesta fase dos feijoeiros,
as vagens, em média, haviam atingido o desenvolvimento máximo.
Estudos mais recentes sobre a maturidade fisiológica da cultivar Carioca
mostraram ser possíveis a colheita das sementes com 20 dias de antecedência,
quando elas possuíam cerca de 40% de umidade, sem prejuízos na produtividade
e na qualidade. Portanto, as plantas de feijoeiro podem ser arrancadas com
umidade dos grãos ainda bem alta. Por outro lado, a batedeira das plantas deve
ser feita quando os grãos possuírem menos de 16% de umidade (Fonseca &
Silva, 2007).
A colheita feita fora de época afeta a produção da lavoura. Quando o
feijoeiro é deixado por um longo período no campo, após a maturação, ocorrem
perdas de sementes pela deiscência das vagens, natural ou provocada pela
operação do arranquio das plantas, principalmente em regiões de clima quente e
seco. Retardamentos na colheita também depreciam as sementes, que ficam
expostas por mais tempo ao ataque de pragas e dificultam o arranquio das
plantas pela maior infestação das plantas daninhas. Segundo Rena & Vieira
(1971), quando se prolonga a permanência do feijoeiro no campo, ocorrem
reduções na germinação e vigor das sementes e elevações nos percentuais de
sementes infectadas por patógenos e insetos.
18
Giurizatto et al. (2003) utilizando nove genótipos de soja, verificaram
que o retardamento da colheita reduziu a germinação e o vigor das sementes e
ainda aumentou a percentagem de embebição de água pelas sementes.
Já Cardozo et al. (2002) avaliando o efeito do retardamento da colheita
na qualidade fisiológica de sementes de quatro cultivares de aveia branca (Avena
sativa L.) observaram uma redução do rendimento de sementes de 30kg/ha por
dia de atraso, a partir da maturação fisiológica. Contudo, não se verificou efeito
do retardamento de colheita na percentagem de germinação, índice de
velocidade de emergência, o peso de mil sementes, rendimento industrial e teor
de proteína. Sendo que o vigor das sementes de aveia branca, medido pelos
testes de envelhecimento acelerado e de primeira contagem, diminuiu à medida
que a colheita foi atrasada.
No entanto, o retardamento de colheita pode ser utilizado para seleção de
genótipos para a alta qualidade das sementes. Lima et al. (2007), concluíram que
o método de retardamento de colheita para genótipos de soja, após o estádio R8
de desenvolvimento, mostra-se adequado para diferenciar genótipos em função
de qualidade de suas sementes, principalmente, quando em associação com o
método de envelhecimento acelerado.
Por outro lado, quanto mais cedo as sementes são colhidas antes da
maturação fisiológica, menor será o rendimento, o peso, a percentagem de
germinação e o vigor delas (Silva et al., 1975; Neubern & Carvalho, 1976;
Siddique et al., 1987). Contudo, segundo Siddique et al. (1987), esses efeitos são
diminuídos, até certo limite, se as sementes são deixadas dentro das vagens
(ligadas ou não as plantas) durante a secagem. Estes autores explicam que as
vagens atuam como reservatório de nutrientes para as sementes em
desenvolvimento. Secagem adequada dos feijoeiros deve seguir à colheita, caso
contrário os benefícios da “colheita antecipada” podem não ser alcançados.
19
Sempre que necessário, a aplicação de desfolhantes ou dessecantes tem
sido utilizada para diminuir o período de risco no campo, objetivando,
principalmente, a redução da umidade, a uniformização da maturação e a
obtenção de sementes de qualidade superior, bem como para a liberação de
glebas mais cedo e menos infestadas para sucessão cultural. Esta prática permite
adiantar a secagem das plantas em quatro a cinco dias (Rava et al.,1981;
Domingos et al., 1997). Segundo Carvalho (1981), o desfolhante ethephon
proporciona redução da percentagem de infecção de sementes de feijão por
fungos. Constatou, porém, que o paraquat não foi eficiente, possivelmente por
sua ação dessecante e não desfolhante. Segundo o autor, o desfolhamento parece
ser necessário para diminuir a umidade no interior do dossel das plantas.
Em feijão, devido ao seu hábito de crescimento, na maioria das vezes
indeterminado, em que o florescimento não é uniforme, é difícil determinar com
precisão o estádio de maturação fisiológica. Por meio de algumas pesquisas,
tem-se observado que o ponto ideal de dessecação do feijoeiro é quando as
plantas apresentam 60% a 70% de vagens maduras e as sementes apresentam
teores de água próximos a 39% (Pinho & Salgado, 2006).
As operações realizadas no sistema de colheita do feijão contribuem
significativamente para a manutenção ou redução da qualidade das sementes ou
grãos. Neste sentido, alguns cuidados podem ser tomados na colheita, como por
exemplo: realizar a colheita no período da manhã, pois no período da tarde
naturalmente já ocorreu uma seca das vagens e ao manusear as plantas, as
vagens se abrem com mais facilidade. Quando possível, recomenda-se não
colher feijoeiros acamados, ou seja, em contato com o solo. Há
significativamente mais fungos levados internamente nas sementes, e a
germinação e a percentagem de emergência é menor, quando as sementes
originaram-se de vagens que estiveram em contato com o solo (Ellis et al.,
1976).
20
2.5 Parâmetros de qualidade das sementes
A qualidade da semente é expressa pela interação de fatores genéticos,
físicos, fisiológicos e sanitários. A pureza genética refere-se à constituição
intrínseca da semente que irá expressar-se, posteriormente, no comportamento
da planta por ela gerada; a pureza física diz respeito à ausência de contaminação
por matérias estranhas; a qualidade fisiológica é a capacidade potencial da
semente de produzir, sob condições favoráveis, uma planta perfeita e vigorosa; e
a sanidade consiste na ausência de patógenos, incluindo fungos, bactérias e
vírus, que, além de influenciar negativamente a emergência, constituem o
inóculo primário que, em condições de ambiente favorável, podem originar
graves epidemias (Popinigis, 1985; Vieira & Rava, 2000).
A avaliação do potencial fisiológico das sementes é fundamental como
base para os processos de produção, distribuição e comercialização dos lotes de
sementes. Assim, as empresas produtoras e laboratórios de análise de sementes,
devem utilizar testes que ofereçam resultados reproduzíveis, confiáveis e que
indiquem, com segurança, a qualidade de um lote de sementes (Caseiro &
Marcos Filho, 2002).
A viabilidade é avaliada, principalmente, pelo teste de germinação, no
qual as sementes são colocadas sob condições ideais, buscando qualificar todo o
potencial de geminação do lote. Por este motivo, este teste geralmente
superestima a germinação das sementes em relação à emergência em campo, já
que inclui no resultado sementes com vigor insuficiente para emergir em
condições subótimas ou desfavoráveis, como normalmente ocorre no campo
(Delouche, 1975). Contudo, fornecem dados que podem ser utilizados,
juntamente com outras informações, para a comparação entre lotes de sementes
(Marcos Filho et al., 1987).
Diante das deficiências do teste de germinação, outros testes de
avaliação da qualidade fisiológica das sementes podem ser realizados, como os
21
testes de velocidade de germinação e de emergência, condutividade elétrica,
teste de frio, etc.
Os testes de velocidade de germinação e emergência baseiam-se no
princípio de que a velocidade de germinação ou de emergência das plântulas em
campo é proporcional ao vigor das sementes (Marcos Filho et al., 1987). Por
meio desses testes, esses autores observaram que a redução no vigor ocorreu
antes da redução da germinação.
O teste de frio é amplamente utilizado no Brasil por empresas produtoras
de sementes, principalmente nos estados do sul e sudeste, onde lavouras de
algodão, milho e soja podem ser semeadas entre o início do mês de setembro e
meados de outubro. Nesta época, é comum a ocorrência de frentes frias
chuvosas, as quais, dependendo do nível de vigor dos lotes de sementes, poderão
provocar sérios problemas para a germinação e emergência de plântulas
(Krzyzanowski et al., 1991). Porém, atualmente, o teste de frio não é empregado
apenas para as espécies sujeitas a esta situação, pois se considera que as
sementes resistentes às condições desfavoráveis são mais vigorosas. A
combinação de baixas temperaturas e o excesso de água no solo pode provocar
efeitos diretos às sementes, reduzindo a velocidade de emergência e favorecendo
o desenvolvimento de microorganismos patogênicos. Assim, segundo Cícero et
al. (1989), é também um teste adequado para avaliar a eficiência de fungicidas.
Entre os testes de vigor usados, aqueles baseados na integridade dos
sistemas de membranas da semente vêm merecendo especial atenção, por
identificar o processo de deterioração na sua fase inicial e permitir que medidas
corretivas sejam tomadas para reduzir ou minimizar o seu efeito na qualidade
fisiológica da semente. Dentre os métodos que se baseiam nesse princípio
destacam-se os testes da condutividade elétrica,
lixiviação de potássio e pH do
exsudato (Menezes, 2008).
22
O teste de condutividade elétrica da solução que contém os grãos tem
como princípio avaliar a permeabilidade da membrana. Conforme Pádua &
Vieira (2001), a exsudação de constituintes celulares está inversamente
associada ao vigor, com base em três fatores: reflete a perda da integridade das
membranas, representa a consequente perda de compartimentalização dos
constituintes celulares e constitui excelente substrato para o desenvolvimento de
microrganismos.
Portanto, os testes de vigor mostram-se mais eficientes em detectar
quedas na qualidade fisiológica das sementes, pois são mais rigorosos que o
teste de germinação.
De acordo com McDonald (1998), são vários os testes usados para a
avaliação da qualidade fisiológica e para aumentar a sensibilidade destes, os
pesquisadores têm engajado ativamente no desenvolvimento de novos testes de
qualidade e refinado os já existentes. Os avanços em biologia molecular,
incorporados ao controle de qualidade de sementes, têm contribuído para o
desenvolvimento de técnicas e identificação de marcadores, que, quando
associados aos testes fisiológicos, auxiliam na elucidação dos eventos
bioquímicos, que afetam a qualidade fisiológica.
A eletroforese é uma técnica bastante difundida nos estudos
bioquímicos, devido a sua simplicidade, rapidez e alto valor informativo.
Segundo Alfenas et al. (1998), esta técnica baseia-se na separação de
macromoléculas ionizadas, de acordo com suas cargas elétricas, formas e pesos
moleculares, por meio da migração em um meio suporte e tampões adequados,
sob a influência de um campo elétrico.
Os testes mais sensíveis, segundo Carvalho et al. (2000), para determinar
o estádio de deterioração das sementes são aqueles que medem a atividade de
determinadas enzimas associadas com a degradação das reservas e/ou
biossíntese de novos tecidos. De acordo com Vieira (1996), Spinola et al. (2000)
23
e Carvalho et al. (2000), as isoenzimas podem ser utilizadas no monitoramento
da deterioração e no controle de qualidade de sementes, pois a integridade e o
metabolismo celular estão relacionados com grande variedade de enzimas e
proteínas estruturais de cada espécie. Desta forma, a técnica de eletroforese de
proteínas possibilita a detecção dos estádios iniciais de deterioração através da
atividade de enzimas associadas à degradação, respiração, germinação e
metabolismo dos lipídios.
3 MATERIAL E MÉTODOS
3.1 Localização e clima
O trabalho foi realizado no Campo Experimental, e no Laboratório de
Análise de Sementes do Departamento de Agricultura (DAG) da Universidade
Federal de Lavras (UFLA), localizados no município de Lavras, na região sul de
Minas Gerais, situado à latitude de 21°14’S, longitude 40°17’W e altitude de
918,80m.
O solo utilizado, um Latossolo vermelho escuro, foi previamente
amostrado e analisado. Alguns resultados relacionados a fertilidade do solo estão
apresentados na Tabela 1.
Os valores médios de temperatura, umidade relativa e precipitação no
período de julho a dezembro de 2007, obtidos em estação meteorológica
localizada na UFLA, estão apresentados nas Figuras 1, 2 e 3.
Durante o período de condução do experimento (julho a novembro de
2007) houve uma boa distribuição de água, favorecendo o desenvolvimento das
plantas nos estádios vegetativos e reprodutivos. Porém nas últimas Épocas de
colheita (90 e 100 DAE) altos valores de precipitação foram observados,
24
dificultando a colheita e o beneficiamento das sementes. Observou-se, por
exemplo, uma precipitação acumulado de 85,3 mm, entre os dias 31 de outubro e
7 de novembro de 2007, que coincidiu com a ultima época de colheita.
TABELA 1 Valores relacionados à fertilidade do solo (camada de 0-20 cm de
profundidade), por ocasião da semeadura.
CARACTERÍSTICAS VALOR
V (%) 42,2
pH (H2O) 5,5
P (mg/dm³) 18,4
K (mg/dm³) 75
Ca (cmolc/dm³) 2,5
Mg (cmolc/dm³) 0,6
T (cmolc/dm³) 7,8
MO (dag/Kg) 2,1
0
5
10
15
20
25
30
35
40
TºC
T max T min T med
FIGURA 1 Valores de temperaturas, no período de julho a dezembro de 2007.
JUL AGO SET OUT NOV DEZ
25
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
UR (%)
FIGURA 2 Umidade relativa, no período de julho a dezembro de 2007.
0
10
20
30
40
50
60
70
Precipitação (mm)
FIGURA 3 Valores de precipitação acumulada, no período de julho a
dezembro de 2007.
JUL AGO SET OUT NOV DEZ
JUL AGO SET OUT NOV DEZ
26
3.2 Instalação e condução do experimento
O preparo da área foi realizado seguindo os princípios do plantio direto,
sendo as plantas que estavam anteriormente no solo dessecadas 30 dias antes da
semeadura, utilizando o produto Glifosato Atamor
®
na dose recomendada pelo
fabricante. O solo então foi sulcado para que pudesse ser realizada a semeadura.
A semeadura foi realizada manualmente, no dia 14 de julho de 2007,
utilizando sementes de feijão de duas cultivares do grupo Carioca, BRS
Majestoso e BRS Horizonte. Cada parcela foi constituída de quatro linhas de 12
m de comprimento, espaçadas de 0,40 m entre linhas.
As adubações foram realizadas levando-se em consideração as
recomendações da Comissão de Fertilidade do Solo do Estado de Minas Gerais –
Cfsemg (1999) para a cultura do feijoeiro. O manejo de plantas daninhas foi
realizado por capinas manuais, objetivando manter a cultura no limpo.
A colheita foi realizada manualmente, aos 70, 80, 90 e 100 dias após a
emergência. Após a colheita foi feito a determinação da umidade das sementes, e
em seguida as plantas foram secadas ao sol até que as vagens estivessem em
condições de debulhada e então debulhadas, para a determinação da
produtividade. Em seguida foi feito o teste de retenção em peneiras, onde as
sementes foram classificadas manualmente utilizando um conjunto de peneiras
de orifícios redondos, colocadas justapostas em ordem decrescente de tamanho
nas seguintes dimensões: 18/64, 17/64 e 14/64 de polegadas, correspondendo a
7,15, 6,95 e 5,55 mm, respectivamente. Foi mantida uma amostra de sementes
sem classificação, sendo esta utilizada como testemunha.
Posteriormente foram realizados os seguintes testes para a avaliação da
qualidade fisiológica das sementes: testes de germinação, emergência em
bandejas, índice de velocidade de emergência, condutividade elétrica, teste de
frio e analises eletroforéticas de proteínas e enzimas.
27
3.2.1 Determinação da umidade das sementes
O teor de água das sementes foi mensurado por meio do método padrão
da estufa a 105ºC por 24 horas, utilizando-se duas repetições para cada amostra,
segundo as Regras para Análise de Sementes (Brasil, 1992).
3.2.2 Produtividade
De cada parcela foram tomadas as plantas da parcela útil (14,4 m²) que
após secadas até o ponto de debulha, foram debulhadas, e as sementes pesadas
para a verificação da produtividade. Os pesos obtidos foram corrigidos para 13%
de umidade, e os resultados expressos em Kilogramas por hectares (Kg/ha).
3.2.3 Germinação
Para o teste de germinação utilizou-se 200 sementes por tratamento,
divididas em 4 repetições de 50, com duas subamostras de 25 sementes por
repetição. As sementes foram semeadas em rolo de papel germitest, umedecido
com água destilada na quantidade de 2,5 vezes o peso do pape seco e forma
mantidas em BOD à temperatura de 25ºC, na presença de luz. As avaliações
foram realizadas conforme as Regras para Análise de Sementes – RAS (Brasil,
1992), com contagem das plântulas normais no quinto dia, e os resultados foram
expressos em porcentagem de plântulas normais.
3.2.4 Emergência em bandeja
A semeadura foi realizada em bandejas plásticas contendo como
substrato solo + areia na proporção 2:1. Foram utilizadas quatro repetições de 50
sementes por tratamento. Após a semeadura, as bandejas foram umedecidas até
atingirem 70% da capacidade de campo e em seguida mantidas em câmara de
crescimento vegetal à temperatura de 25ºC, em regime alternado de luz e escuro
28
(12 horas). A contagem foi realizada aos 14 dias, sendo considerada a
porcentagem de plântulas normais.
3.2.5 Índice de velocidade de emergência
O índice de velocidade de emergência foi realizado conjuntamente com
o teste de emergência em bandeja. A partir da emergência das primeiras
plântulas foram realizadas avaliações diárias, computando-se o número de
plântulas emergidas até a estabilização. Foram consideradas emergidas as
plântulas que apresentavam os cotilédones para fora do solo. Os índices foram
determinados segundo a fórmula proposta por (Maguire, 1962).
3.2.6 Teste de frio
A semeadura foi realizada em bandejas plásticas contendo como
substrato areia + solo na proporção 2:1. A umidade do substrato foi ajustada para
70% da capacidade de retenção de água, conforme prescrições da International
Seed Test Association (ISTA, 1995). Foram utilizadas quatro repetições de 50
sementes por tratamento. Após a semeadura, as bandejas foram colocadas em
câmara fria a 10°C por sete dias e, posteriormente, transferidas para câmara de
crescimento vegetal à temperatura de 25°C, em regime alternado de luz e escuro
(12 horas). Após sete dias nessas condições foi avaliado o número de plântulas
normais emergidas.
3.2.7 Condutividade elétrica
Foram utilizadas quatro repetições de 50 sementes por tratamento, as
quais foram pesadas e em seguida colocadas em copos plásticos descartáveis
com 75mL de água deionizada. Após 24 horas de embebição a uma temperatura
de 25ºC, a condutividade elétrica foi determinada com auxilio de um
condutivímetro de massa. A leitura foi efetuada em μS.cm
-1
e os resultados
29
expressos com base no peso da amostra (μS/cm/g), de acordo com o método
descrito por Vieira (1994).
Condutividade (μS.cm
-1
.g
-1
) = Condutividade lida – condutividade da água
Peso das 50 sementes (g)
3.2.8 Eletroforese
Para as análises eletroforéticas foram utilizadas amostras de 200
sementes de cada tratamento, sendo 50 de cada uma das quatro repetições, as
quais formaram uma única amostra, liofilizadas e trituradas a frio em moinho
refrigerado. O pó obtido das sementes foi armazenado em freezer a - l8°C até a
extração.
Análise de isoenzimas: a extração foi efetuada adicionando a 100 mg do
pó da semente / 250 µl do tampão de extração (0,2M Tris, 0,l% β
mercaptoetanol, 0,4% PVP, 0,4% PEG, lmM EDTA). Estas amostras foram
agitadas em vortex e deixadas em microtubos a 4°C overnight e no dia seguinte
foram centrifugados a 14000xg por 30 minutos, a 4°C. Posteriormente 20 µl do
sobrenadante de cada tratamento foram aplicados nos géis de poliacrilamida a
4,5% (gel concentrador) e 7,5% (gel separador). A corrida eletroforética foi
submetida à voltagem constante de 150 V por aproximadamente seis horas.
Após, os géis foram revelados para as enzimas Esterase e Superóxido Desmutase
(SOD), segundo Alfenas (2006).
Análise de proteínas resistentes ao calor: foi adicionado tampão de
extração descrito por Alfenas (1998), na proporção de 10 partes de tampão para
1 de amostra. As amostras foram centrifugadas a 16.000xg por 30 minutos, a
4ºC. O sobrenadante foi separado e incubado em banho-maria a 85ºC, por 10
minutos. Em, seguida repetiu-se a centrifugação como descrito anteriormente,
recolheu-se o sobrenadante e procedeu-se à corrida eletroforética descrita por
30
Alfenas (2006). A coloração dos géis foi feita utilizando-se solução de
Coomassie Blue 0,05% por 12 horas e solução de ácido acético 10% para
descoloração até visualização das bandas, Alfenas (1991).
3.3 Delineamento experimental, tratamentos e detalhes das parcelas
O delineamento estatístico utilizado foi em blocos casualizados, em
esquema fatorial 2 x 4 x 4 (Cultivares, Épocas de colheita e Tamanho das
sementes) para os testes de Germinação, Emergência, Índice de velocidade de
emergência, Teste de frio e Condutividade elétrica, em esquema fatorial 2x4
(Cultivares e Épocas de colheita) para Produtividade, e em esquema fatorial
2x4x3 (Cultivares, Épocas de colheita e Tamanho das sementes) para o teste de
Retenção em peneiras, ambos em faixas, avaliando nas parcelas as cultivares, e
nas subparcelas as épocas de colheita e os tamanhos das sementes, com 4
repetições. As análises estatísticas foram realizadas utilizando-se o software
Sisvar® (Ferreira, 2000).
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1 Determinação da umidade das sementes
Podem-se observar pela figura 4, que na primeira época de colheita das
sementes das duas cultivares, aos 70 dias após a emergência (DAE), as mesmas
apresentaram altos teores de água, entre 70 e 80%, e que a partir daí houve uma
redução gradativa até 90 DAE (em média 16%), ocorrendo um pequeno aumento
aos 100 DAE (em média 23%), em virtude do início do período chuvoso.
Segundo Marcos Filho (1979), esse fenômeno de reidratação da semente
proporciona de modo geral deterioração da mesma.
31
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Época de colheita (DAE)
Umidade (%)
BRS Horizonte
BRS Majestoso
FIGURA 4 Umidades médias das sementes de feijão, em função da época de
colheita.
De acordo com Carvalho & Nakagawa (2000), logo após as sementes
terem sido formadas normalmente contém elevados teores de água, ou seja,
valores entre 70 e 80%. Na seqüência, tem início uma fase de lento decréscimo
no teor de água, e em seguida a partir da maturidade fisiológica, inicia-se uma
fase de rápida desidratação, fase essa influenciada diretamente pelas condições
climáticas. O teor de água da semente decresce até determinado ponto, o qual
passa a oscilar com os valores da umidade relativa do ar.
As sementes de soja, assim como as de feijão, devido as suas
características morfológicas e químicas, destacam-se por serem bastante
sensíveis à ação de fatores do ambiente (Marcos Filho, 1979).
Conforme França Neto & Henning (1984), a deterioração das sementes
no campo, provocada principalmente pelas chuvas na época de colheita, envolve
alterações físicas, fisiológicas e sanitárias. E segundo Marcos Filho (2005), a
alteração física é ocasionada pelas sucessivas expansões e contrações do volume
das sementes (decorrentes das oscilações de umidade e temperatura) que
70 80 90 100
32
ocasionam a formação de rugas nos cotilédones, na região oposta ao hilo, de
modo que as expansões e contrações não são atenuadas, afetando diretamente a
qualidade das sementes.
4.2 Produtividade
Os resultados da análise de variância para a variável produtividade,
apresentados na tabela 1A, revelam que não houve diferenças significativas para
a interação entre os fatores, sendo estes, significativos apenas para os fatores
isolados, época de colheita e cultivar.
Observou-se que a cultivar BRS Majestoso foi mais produtiva que a
cultivar BRS Horizonte, sendo suas produtividades médias de 1782,52 e 1286,42
Kg/ha, respectivamente. Já para a variável Época de colheita, pode-se observar
na figura 5 que as produtividades apresentaram uma tendência crescente até 90
dias após a emergência e em seguida houve uma tendência de redução,
reduzindo assim significativamente a produtividade das duas cultivares na
última época de colheita, aos 100 DAE. Isto se deve ao início do período
chuvoso na região e ao retardamento da colheita, os quais causaram uma perda
expressiva de sementes pela abertura natural das vagens.
33
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
70 80 90 100
Época (DAE)
Kg/ha
FIGURA 5 Produtividade média das cultivares de feijão, em função da época
de colheita.
Segundo Rocha et al. (1983) e Vieira et al. (1991), na região Sul de
Minas Gerais, as temperaturas são baixas no inverno, e como o feijoeiro
apresenta baixa germinação e crescimento nos meses mais frios dessa região, a
semeadura precisa ser deslocada para o mês de julho ou mesmo início de agosto,
como foi realizado neste experimento. Esse retardamento, associado ao aumento
do ciclo biológico das cultivares neste período, resulta em coincidência da
colheita com o início do período chuvoso na região, o que, além de comprometer
a qualidade do produto, pode acarretar significativo decréscimo na
produtividade.
Além da deterioração da qualidade fisiológica da semente, a colheita
realizada fora da época ideal pode afetar a produtividade e, quando o feijão é
deixado por longo período no campo após a maturação, ocorrem perdas das
sementes provocadas pela deiscência natural das vagens, ou pela operação de
arranquio das plantas (Silva & Fonseca, 1996).
y = - 33554,91 + 816,04x - 4,66x²
R² = 0,9958
34
4.3 Retenção em peneiras
De acordo com os resultados da análise de variância para a variável
Retenção em peneiras, apresentados na tabela 2A, pode-se observar que houve
interações entre Tamanho de sementes x Cultivar e Tamanho de sementes x
Épocas de colheita.
Ao longo das épocas de colheita, pode-se observar na figura 6 uma
redução na percentagem de sementes retidas na peneira 14, na medida em que há
um aumento de sementes retidas nas peneiras 17 e 18. Porém a partir dos 90
DAE as sementes retidas na peneira 18, passam a representar um maior
percentual. Esta é uma tendência natural de ocorrência durante o
desenvolvimento das sementes, uma vez que durante a formação das sementes a
um aumento do tamanho do embrião, assim como um acúmulo de reservas nas
sementes.
Segundo Guimarães (1999), as sementes crescem em tamanho
rapidamente após a fecundação até atingirem um máximo que é mantido por
certo tempo, e no final do período, ocorre uma pequena redução. Esta redução é
devido à desidratação e é mais ou menos acentuada dependendo da espécie.
35
0
10
20
30
40
50
60
70
70 80 90 100
Época (DAE)
Retenção (%)
14
17
18
FIGURA 6 Médias obtidas no teste de retenção em peneiras de sementes de
feijão, em função da época de colheita.
Observa-se tabela 2, que a cultivar BRS Horizonte obteve a maior
percentagem de retenção nas sementes menores, retidas na peneira 14 e, já a
cultivar Majestoso obteve o maior percentual nas sementes maiores, retidas na
peneira 18. Já para as sementes retidas na peneira 17, não houve diferença
significativa entre as duas cultivares. Além disso, para a cultivar BRS Horizonte
foi observado um maior percentual de retenção de sementes menores, e já para a
cultivar BRS Majestoso, embora também tenha sido observado uma maior
percentagem de retenção de sementes menores, a percentagem de retenção de
sementes maiores foi maior que na cultivar BRS Horizonte. Neste sentido, pode-
se observar ainda uma relação direta entre o tamanho das sementes e os
resultados de produtividade para as duas cultivares. A cultivar BRS Majestoso
obteve maior produtividade e, no teste de retenção em peneiras obteve maiores
percentuais para sementes maiores.
y = 160,29825 - 1,389013x R² = 0,8615
y = - 6,613625 + 0,425113x R² = 0,6233
y = - 53,690125 + 0,96395x R² = 0,9312
36
Este fato pode estar ligado ao estresse ambiental devido as baixas
temperatura no início do ciclo da cultura. Pode-se admitir que, sob condições de
estresse ambiental a redução no crescimento inicial da cultura do feijoeiro
acarretado pelas sementes de menor tamanho pode refletir-se em perdas de
produtividade. Sob condições de temperatura média muito baixa, genótipos de
feijoeiro de sementes pequenas tiveram produtividades muito inferiores aos
genótipos de sementes grandes (White & González, 1990).
TABELA 2 Percentagens médias obtidas no teste em retenção de peneiras de
sementes de feijão, em função das cultivares.
Cultivar
Tamanho
BRS Horizonte BRS Majestoso
14 46,786 Aa 37,679 Ba
17 30,507 Ab 28,535 Ac
18 22,706 Bc 33,785 Ab
As médias seguidas de uma mesma letra maiúscula nas linhas e letras minúsculas nas colunas não
se diferem entre si, pelo teste de Scott-Knot, a 5% de probabilidade.
A influência do tamanho das sementes na produtividade das plantas tem
apresentado resultados conflitantes. Perin et al. (2002), observou que plantas
oriundas de sementes pequenas de cultivar de feijoeiro podem compensar menor
crescimento inicial em estágios posteriores do ciclo, garantindo produção de
grãos similar às plantas originadas de sementes grandes.
Segundo Lima & Carmona (1999), apesar de evidências indicarem que
sementes pequenas de soja apresentam redução na emergência e originam
plantas de menor altura, a superioridade das sementes grandes na produtividade
não foi suficientemente comprovada.
Entretanto, em estudos comparando genótipos de feijoeiro com
sementes de diferentes tamanhos indicam uma forte relação negativa entre
37
tamanho da semente e produtividade, embora a magnitude deste efeito tenha
variado com o ambiente (White & González, 1990). Genótipos de feijoeiro com
sementes grandes apresentaram menor taxa de crescimento relativo e
produtividade que genótipos de sementes pequenas (White et al., 1992).
4.4 Germinação
Os resultados da análise de variância para a variável germinação,
apresentados na tabela 3A, revelam que houve diferença significativa em relação
a época de colheita e tamanho de sementes.
Pode-se observar na figura 7, um comportamento linear e crescente em
função da Época de colheita das sementes de feijão para a percentagem de
germinação, independente da cultivar. Algumas sementes adquirem poder
germinativo logo após a fertilização, e a proporção destas sementes aumenta
gradativamente, até que um máximo de germinação é atingido.
A redução na qualidade das sementes observada nessa pesquisa, no
período de 90 a 100 DAE, não foi detectada pelo teste de germinação. Este teste
geralmente superestima a germinação das sementes em relação à emergência em
campo, já que inclui no resultado sementes com vigor insuficiente para emergir
em condições subótimas ou desfavoráveis, como normalmente ocorre no campo
(Delouche, 1975).
38
90
91
92
93
94
95
96
97
98
70 80 90 100
Época (DAE)
% Germinação
FIGURA 7 Porcentagem média de germinação de sementes de feijão, em
função da época de colheita.
Já em função do tamanho das sementes, observou-se que as sementes
maiores, retidas nas peneiras 17 e 18 (Tabela 3), obtiveram percentagens de
germinação superiores as sementes de menor tamanho, retidas na peneira 14, e a
testemunha.
De acordo com Carvalho & Nakagawa (2000), o tamanho da semente é
um dos fatores que podem influenciar a germinação e o vigor das plântulas. As
sementes de maior tamanho, ou as que apresentam maior densidade, são as que
foram mais bem nutridas durante seu desenvolvimento e que normalmente
possuem embriões bem formados e com maiores quantidade de reservas, logo
num mesmo lote, as sementes maiores, potencialmente, apresentam maior poder
germinativo que as sementes menores.
Linares (1999) trabalhando com sementes de feijão encontrou diferenças
significativas quando comparou sementes com tamanhos diferentes. Segundo o
y = 75,30625 + 0,219375x
R² = 0,7931
39
autor, foi observado vantagens a favor das sementes grandes quando essas foram
comparadas com as de menor tamanho.
Gaspar & Nakagawa (2002), trabalhando com sementes de milheto
observaram que a germinação e vigor das sementes são influenciadas pelo
tamanho das mesmas, sendo que as maiores são de melhor qualidade quando
comparadas com as sementes menores. Dias (1992), em testes para avaliar o
efeito do tamanho das sementes de milheto na germinação e no vigor, verificou
que houve tendência das sementes grandes e médias apresentarem maior índice
de germinação.
TABELA 3 Médias obtidas no teste de germinação de sementes de feijão, em
função da classificação por tamanhos.
Tamanho % G
Test 93,125 b
14 91,938 b
17 96,063 a
18 94,688 a
As médias seguidas pela mesma letra não diferem entre si, pelo teste de Scott-Knot, a 5% de
probabilidade.
Foi observada uma relação direta entre o tamanho das sementes e
porcentagem de germinação. Pelos resultados apresentados na tabela 3 pode-se
constatar que sementes de peneiras inferiores a 17 podem influenciar
negativamente a qualidade do lote e que, portanto a classificação por peneiras
melhora a qualidade de lotes de sementes de feijão.
4.5 Emergência
Os resultados da análise de variância para a variável emergência,
apresentados na tabela 3A, revelam que houve diferença significativa apenas em
relação a época de colheita.
40
Como se pode observar na figura 8, a expressão do vigor das sementes
seguiu ao longo do desenvolvimento um padrão que pode ser descrito em três
fases. Na primeira fase, a partir dos 70 DAE houve uma tendência de redução
por um período de aproximadamente 6 dias. A partir desse ponto, numa segunda
fase, a tendência foi de aumento na porcentagem de emergência até um ponto
acima de 90 DAE. Em seguida, numa fase 3, houve novamente uma tendência
de queda na porcentagem de emergência. Esta queda na última fase foi
provocada pelo início do período chuvoso, o que provavelmente favoreceu o
início do processo de deterioração, causando a queda no vigor.
88
90
92
94
96
98
100
102
70 80 90 100
Época (DAE)
% Emergência
FIGURA 8 Médias obtidas no teste de emergência de sementes de feijão, em
função da época de colheita.
Em algumas espécies as sementes adquirem poder germinativo logo após
a embriogênese, e em seguida passam por um período de dormência durante o
desenvolvimento. Normalmente nesses casos, pode-se constatar um aumento no
conteúdo de ácido abscísico (ABA) ligado á essa baixa expressão da
y = 2139,5625 - 73,834375x + 0,877813x² - 0,003438x³
R² = 0,1
41
germinabilidade. Na fase seguinte do desenvolvimento, por redução relativa ou
absoluta no conteúdo de ABA, as sementes voltam a expressar de forma
crescente o poder germinativo, mas a germinação passa a ser impedida apenas
pelo baixo conteúdo de água, naturalmente determinado nessa fase pela
dessecação das sementes.
De acordo com Rock & Quatrano (1995), o ABA atua em diferentes
eventos durante o desenvolvimento da semente, incluindo a inibição da
germinação precoce e dormência. Ainda segundo este autor, os níveis de ABA
geralmente são elevados nos estágios iniciais do desenvolvimento e decrescem
durante a maturação do embrião.
A redução do poder germinativo após o ponto de maturidade fisiológico
é devido à deterioração. A deterioração das sementes no campo está relacionada
com os efeitos do ambiente, principalmente quando este período coincide com
épocas de precipitações intensas.
A fase compreendida entre a maturidade
fisiológica e a colheita pode ser considerada como um período de
armazenamento em campo, durante o qual as condições climáticas raramente são
favoráveis, fazendo com que se inicie o processo de deterioração das sementes.
De acordo com Matthews (1985) a principal conseqüência da
deterioração de sementes é a redução dos valores de germinação, entretanto, isso
é frequentemente precedido pela redução na velocidade de germinação e
emergência de plântulas. Para Popinigis (1985), pelo teste de vigor, evidenciam-
se alterações mais sutis resultantes da deterioração das sementes do que pelo
teste de germinação.
4.6 Índice de velocidade de emergência (IVE)
Como se pode verificar na Tabela 3A, há diferenças significativas apenas
entre as Épocas de Colheita, quando as sementes são avaliadas pelo índice de
velocidade de emergência de plântulas de feijão.
42
Verifica-se na figura 9, que a expressão do vigor pelo índice de
velocidade de emergência durante o desenvolvimento das sementes de feijão,
independente da cultivar e do tamanho das sementes, seguiu um padrão
semelhante àquele descrito para a porcentagem de emergência.
Este fato está de acordo com Souza (1988) e Nogueira (1988), os quais
verificaram que o índice de velocidade de emergência não foi influenciado
significativamente pelos tamanhos de sementes.
10,6
10,8
11
11,2
11,4
11,6
11,8
12
12,2
70 80 90 100
Época (DAE)
IVE
FIGURA 9 Médias obtidas no índice de velocidade de emergência (IVE) de
sementes de feijão, em função da época de colheita.
4.7 Condutividade Elétrica
Pelos resultados da análise de variância (Tabela 3A) realizada nos dados
do teste de condutividade elétrica pode-se observar que houve diferença
significativa apenas para a interação; tamanho de sementes x época de colheita.
y = 295,743438 - 10,250849x + 0,121784x² - 0,000477x³
R² = 0,1
43
Pode-se observar na figura 10 que houve uma resposta linear e
decrescente em função das Épocas de Colheita para os diferentes tamanhos de
sementes, existindo uma maior tendência de queda para a testemunha e as
sementes retidas na peneira de 14, respectivamente. Possivelmente, os altos
valores de condutividade elétrica observados aos 70 e 80 DAE são devido à alta
proporção de sementes ainda em fase de formação, as quais tiveram suas
capacidades de reorganização das membranas celulares comprometidas no
processo de embebição, o que favorece a liberação de maior quantidade de
eletrólitos na solução. Já aos 90 e 100 DAE estes valores tenderam a diminuir,
uma vez que estas sementes já se encontravam em estádios finais do
desenvolvimento, com suas membranas bem formadas.
0
40
80
120
160
200
70 80 90 100
Época (DAE)
Cond. Elétrica
14
17
18
Test.
FIGURA 10 Médias obtidas no teste de condutividade elétrica de sementes de
feijão, em função da época de colheita.
y = 251,03 - 1,83x R² = 0,8590
y = 155,15 - 0,87x R² = 0,5966
y = 187,28 - 1,26x R² = 0,9139
y = 365,50 - 2,65x R² = 0,9395
44
O estádio de desenvolvimento ou maturação da semente no momento da
colheita é um dos fatores que pode também influenciar o resultado da
condutividade elétrica. Deste modo, redução da condutividade elétrica, durante o
processo de maturação das sementes, foi observada em ervilha (Bedford &
Matthews, 1976), em feijão-francês (Siddique & Goodwin, 1985) e em milho
(Vieira et al., 1995; Vieira et al., 1999).
Já para o desdobramento dos tamanhos de sementes dentro de cada
época de colheita (Tabela 4), observa-se que independente da época de colheita,
a testemunha foi inferior. Além disso, pode-se verificar que nas fases mais
tardias do desenvolvimento, a condutividade elétrica do lixiviado das sementes
se assemelha independente dos tamanhos. Pode-se inferir, com base nessas
observações que a integridade funcional das membranas celulares nas sementes
é adquirida gradativamente durante o desenvolvimento e que essa integridade
nas sementes menores acontece em fases mais tardias do desenvolvimento em
relação às sementes de maior tamanho do mesmo lote. A maior condutividade
elétrica da solução de embebição observada na testemunha pode ser atribuída a
resíduos aderidos as sementes, uma vez que estas não passaram pela
classificação em peneiras.
TABELA 4 Médias obtidas no teste de condutividade elétrica de sementes de
feijão, em função da classificação por tamanhos.
As médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna não diferem entre si, pelo teste de
Scott-Knot, a 5% de probabilidade.
Época de Colheita
Tamanho
70 80 90 100
Test
183,485 a 154,226 a 114,643 a 108,313 a
14
117,301 b 116,930 b 76,775 b 69,553 b
17
86,843 c 99,189 c 73,628 b 66,494 b
18
96,026 c 93,016 c 69,126 b 61,929 b
45
Martins et al. (1997) trabalhando com sementes de soja, verificaram que
sementes pequenas apresentaram maiores valores de condutividade elétrica que
sementes médias e grandes.
4.8 Teste de frio
Os resultados da análise de variância, apresentados na tabela 3A,
revelam que houve diferenças significativas para Época de colheita x Cultivar e
Tamanho de sementes para a variável Teste de Frio.
Pode-se observar na figura 11, que o comportamento do vigor medido
pelo teste de frio na cultivar BRS Horizonte foi linear e crescente em função da
época de colheita das sementes. Já para a cultivar BRS Majestoso observar-se
um comportamento semelhante àquele observado quando as avaliações foram
realizadas pelo teste de emergência e índice de velocidade de emergência. A
diferença observada entre as cultivares, nesse caso pode ser atribuída a
mudanças fisiológicas, provavelmente devido às restrições internas nas sementes
da cultivar BRS Horizonte, causada pela exposição às baixas temperaturas. Já
para a cultivar BRS majestoso, tal fato não foi observado. Cultivares de feijão
pode responder de diferentes maneiras a condições de estresse, demandando
avaliações que considerem tais variações entre cultivares, sendo que estas
avaliações não foram realizadas no presente trabalho.
46
70
80
90
100
70 80 90 100
Época (DAE)
Plântulas Normais (%)
H M
FIGURA 11 Médias obtidas no teste de frio de sementes de feijão, para as
cultivares BRS Horizonte (H) e BRS Majestoso (M), em função
da época de colheita.
Na tabela 5, pode-se observar que o vigor das sementes maiores,
peneiras 17 e 18, assim como da testemunha, foram maiores quando comparado
com o vigor das sementes pequenas, peneira 14. Sementes pequenas, por
possuírem uma menor quantidade de reservas, provavelmente são mais sensíveis
a estresses.
TABELA 5 Médias obtidas no teste de frio de sementes de feijão, em função
da classificação por tamanho de sementes.
Tamanho %
Test. 91,81 a
14 87,63 b
17 92,50 a
18
91,75 a
As médias seguidas pela mesma letra não diferem entre si, pelo teste de Scott-Knot, a 5% de
probabilidade.
y = 4867,375 - 171,647917x + 2,034375x² - 0,007958x³
R² = 0,1
y = 64,3875 + 0,33625x
R² = 0,8417
47
Segundo White & González (1990), sementes de maior tamanho
geralmente possuem melhor qualidade fisiológica, o que pode ser vantajoso sob
condições de estresse.
Menezes et al. (1991) estudaram a influência do tamanho e da forma de
sementes de milho no seu vigor. Após as análises, os autores observaram que o
vigor das sementes de maior tamanho era maior em comparação com o vigor das
sementes de menor tamanho. Carvalho & Nakagawa (2000) verificaram que o
tamanho das sementes não tem influência sobre a germinação, mas afeta o vigor
da plântula resultante, sendo que as sementes de maior tamanho originam
plântulas mais vigorosas e, em condições variáveis de campo, podem resultar em
estandes superiores.
4.9 Análises bioquímicas (Eletroforese)
4.9.1 Esterase
Maiores atividades da enzima esterase foram observadas em sementes
colhidas nos estádios mais precoces (70 e 80 DAE) e mais tardios (100 DAE) do
desenvolvimento na cultivar Horizonte e no estádio mais tardio (100 DAE) na
cultivar Majestoso. Estas alterações nos padrões desta enzima podem ser
relacionadas com o processo de deterioração no caso dos estádios mais tardios e
de imaturidade nos estágios mais precoces. A atividade da esterase está ligada à
degradação de lipídeos sendo que o aumento da atividade dessa enzima deve
estar ligada a intensificação do metabolismo e da respiração, típica dos
organismos sob estresse.
48
FIGURA 12 Padrões isoenzimáticos da esterase de sementes de feijão em
função da época de colheita (70, 80, 90 e 100 DAE), tamanhos de
sementes (Testemunha - T, 14, 17 e 18) e cultivares (Majestoso –
M; Horizonte – H).
4.9.2 Superóxido Dismutase (SOD)
Não foi possível observar diferenças no perfil eletroforético revelado
para SOD em função da época de colheita e tamanho das sementes. Houve um
discreto e semelhante nível de atividade dessas enzimas nas sementes de feijão
das duas cultivares estudadas. A Superoxido Dismutase faz parte do sistema
enzimático para proteção das células contra a ação do superóxidos, iniciador da
produção de radicais livres. Segundo Nkang et al. (2000), enzimas removedoras
de radicais livres como a superóxido dismutase, podem reduzir os produtos
tóxicos resultantes do ataque de radicais livres, antes que os danos possam
ocorrer. Provavelmente no nível de deterioração em que se encontravam as
T 14 17 18 T 14 17 18 T 14 17 18 T 14 17 18
70 80 90 100
H
T 14 17 18 T 14 17 18 T 14 17 18 T 14 17 18
70 80 90 100
M
49
sementes logo após a colheita, os estresses induzidos pelos tratamentos não
foram próprios para ativação dessa enzima.
FIGURA 13 Padrões isoenzimáticos de superóxido dismutase (SOD) de
sementes de feijão em função da época de colheita (70, 80, 90 e
100 DAE), tamanhos de sementes (14, 17 e 18) e cultivares
(Majestoso – M; Horizonte – H).
4.9.3 Proteínas resistentes ao calor
As proteínas resistentes ao calor são correlacionadas com a tolerância à
dessecação adquirida nas fases finas do desenvolvimento das sementes. Assim o
conteúdo de proteínas desse grupo, tende a crescer ao longo do desenvolvimento
das sementes e reduzir com a evolução do processo de germinação ou
deterioração das sementes. Blackman et al. (1995), estudando o
desenvolvimento de tolerância à dessecação em soja e Faria et al. (2004), em
milho, encontraram resultados semelhantes, concluindo que as LEAs são
14 17 18 14 17 18 14 17 18 14 17 18
H
70 80 90 100
14 17 18 14 17 18 14 17 18 14 17 18
M
70 80 90 100
50
induzidas pelo desenvolvimento e, artificialmente, por secagem. Padrão
correspondente a essa descrição pode ser observado até 90 DAE no perfil
eletroforético das proteínas resistentes ao calor extraídas da cultivar Majestoso,
principalmente para as sementes retidas nas peneiras 14 e 17. Na cultivar
Horizonte, embora as canaletas referentes às sementes de peneira 18 colhidas
aos 70 DAE e as sementes de peneira 14 colhidas aos 80 DAE tenham
expressões de quantidades menores da proteína, por fatores não consistentes
neste trabalho, o padrão geral do perfil eletroforético da proteína nessa cultivar
também é coerente com a descrição inicial do comportamento das proteínas
resistentes ao calor no desenvolvimento de sementes.
Pode-se observar ainda, aos 100 DAE, uma menor expressão das
proteínas resistentes ao calor. Está menor atividade pode ser atribuída a presença
de sementes em estágios iniciais de germinação, apresentando início de
protrusão radicular. Embora nesta época de colheita as atividades destas
proteínas apresentem baixas, observa-se ainda atividade um pouco mais
expressiva para as sementes retidas na peneira 14, o que provavelmente esta
relacionado com o estádio de desenvolvimento destas sementes, uma vez que
estando em um estádio mais tardio de desenvolvimento, estas apresentem um
baixa percentagem de sementes germinadas.
51
FIGURA 14 Padrões isoenzimáticos de proteínas resistentes ao calor (LEAs) de
sementes de feijão em função da época de colheita (70, 80, 90 e
100 DAE), tamanhos de sementes (14, 17 e 18) e cultivares
(Majestoso – M; Horizonte – H).
14 17 18 14 17 18 14 17 18 14 17 18
H
70 80 90 100
14 17 18 14 17 18 14 17 18 14 17 18
M
70 80 90 100
52
5 CONCLUSÕES
Época de colheita influencia na qualidade, produtividade e tamanho de
sementes de feijão.
Melhores padrões de qualidade, produtividade e a época indicada para a
colheita das Cultivares BRS Majestoso e BRS Horizonte ocorrem aos 90 DAE.
Sementes maiores, retidas nas peneiras 17/64 e 18/64 são de melhor
qualidade fisiológica.
Atraso na colheita, de 5 a 10 dias, em relação a época tradicional (95
DAE), proporciona queda na qualidade fisiológica das sementes, além de
acarretar queda na produtividade devido á deiscência das vagens.
Eletroforese da enzima Esterase e das proteínas resistentes ao calor são
potenciais marcadores dos estágios de desenvolvimento em sementes de feijão.
Não houve alterações no padrão eletroforético da enzima Superóxido
Dismutase ao longo do desenvolvimento de sementes de feijão.
53
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66
ANEXOS
TABELA 1A Resumo do quadro de análise de variância para produtividade. .. 68
TABELA 2A Resumo do quadro de análise de variância para retenção em
peneiras. ....................................................................................... 69
TABELA 3A Resumo do quadro de análise de variância das avaliações
fisiológicas – germinação, condutividade elétrica, emergência,
índice de velocidade de emergência (IVE) e teste de frio............ 70
68
TABELA 1A Resumo do quadro de análise de variância para produtividade.
Quadrado Médio
Fontes de variação GL
Produtividade
Cultivar 1 1968862,148450*
Blocos 3 23562,501892
Erro 1 3 55403,407225
Época 3 3056616,613383*
Erro 2 9 100008,885203
Cultivar*Época 3 137387,464283
Erro 3 9 77837,04873
Total 31
CV 1 (%) 15,34
CV 2 (%) 20,61
CV 3 (%) 18,18
* significativo pelo teste de F a 5% de probabilidade
69
TABELA 2A Resumo do quadro de análise de variância para retenção em
peneiras.
Quadrado Médio
Fontes de variação
GL Retenção em peneiras
Cultivar 1 0,000000
Blocos 3 0,000003
Erro 1 3 0,000019
Época 3 0,000003
Erro 2 9 0,000011
Época*Cultivar 3 0,000003
Erro 3 9 0,000015
Tamanho 2 1913,739889
Tamanho*Época 6 2351,525458*
Tamanho*Cultivar 2 838,248659*
Tamanho*Época*Cultivar 6 60,346587
Erro 4 48 27,349569
Total 95
CV 1 (%) 0,01
CV 2 (%) 0,01
CV 3 (%) 0,01
CV 4 (%) 15,69
* si
g
nificativo
p
elo teste de F a 5% de
p
robabilidade
TABELA 3A Resumo do quadro de análise de variância das avaliações fisiológicas – germinação, condutividade
elétrica, emergência, índice de velocidade de emergência (IVE) e teste de frio.
Quadrado Médio
Fontes de variação GL
Germinação
Condutividade
Elétrica
Emergência IVE Teste de Frio
Cultivar 1 7,031250 1609,288278 15,125000 0,401632 536,281250
Blocos 3 9,947917 188,348513 20,583333 0,812276 20,614583
Erro 1 3 69,197917 345,383500 20,708333 0,318849 21,614583
Época 3 323,614583* 16059,363402 402,750000* 8,122009* 697,114583
Erro 2 9 13,059028 568,432763 21,500000 0,401486 19,836806
Época*Cultivar 3 53,031250 1956,773180 40,875000 0,793478 286,614583*
Erro 3 9 27,864583 834,521672 23,125000 0,376458 56,392361
Tamanho 3 103,864583* 25326,833298 18,583333 0,137624 158,281250*
Tamanho*Época 9 13,197917 1045,013215* 17,500000 0,239945 38,947917
Tamanho*Cultivar 3 25,114583 302,254822 8,208333 0,084759 21,447917
Tamanho*Época*Cultivar 9 16,447917 185,063980 7,291667 0,111824 25,892361
Erro 4 72 11,100694 162,618156 11,784722 0,222433 24,559028
Total 127
CV 1 (%) 8,85 18,73 4.79 4,82 5,11
CV 2 (%) 3,85 24,03 4.88 5,41 4,90
CV 3 (%) 5,62 29,12 5.07 5,24 8,26
CV 4 (%) 3,55 12,85 3.62 4,03 5,45
* si
g
nificativo
p
elo teste de F a 5% de
p
robabilidade
7
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