M ATERIAIS E M ÉTODOS

No documento GERMINAÇÃO DE SEMENTES E ESTABELECIMENTO DE PLÂNTULAS DE (páginas 53-60)

Descrição das áreas de estudo e espécies estudadas - O pastoreio nas três pastagens estudadas foi recentemente interrompido. As pastagens Mocambo (MOC: 13°46’18” e 46°37’03” -

13ha) e Monte Alto 1 (MA1: 13°46”45” e 46°37’5” - 14ha), foram desativadas entre os meses de Dezembro/2002 e Fevereiro/2003, e Monte Alto 2 (MA2: 13°46’18” e 46°37’03” - 1.0ha) em Novembro/2003. Para evitar a entrada do gado, as pastagens foram cercadas após a sua desativação. Nas pastagens predominam gramíneas exóticas, sendo MOC e MA1 dominados por Andropogon gayanus Kunth. (andropogon) e MA2 por Panicum maximum Jacq. (capim Tanzânia) Juntamente com a gramínea Brachiaria decumbens Stapf., estas duas espécies predominam na grande maioria das pastagens da região do vale do rio Paranã. Doze espécies de árvores nativas foram escolhidas pelo alto potencial econômico, importância como recurso alimentar para a fauna local e disponibilidade de sementes no período do estudo (Tabela 1).

Coleta e armazenamento das sementes - As sementes foram coletadas na área de estudo, entre os meses de julho e agosto 2003, com exceção de E. dysenterica, que foi coletada em outubro. As sementes foram processadas no Laboratório de Ecologia e Conservação da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, onde também foram armazenadas em sacos de papel até a implantação do experimento. Nenhuma semente sofreu qualquer tipo de tratamento para quebra de dormência. Em frutos de E. dysenterica, o endosperma foi removido em água corrente, para permitir o armazenamento temporário das sementes.

Desenho experimental - Nas pastagens MOC e MA1 foram estabelecidas três linhas de 100m, e em MA2, devido o tamanho da área, estas linhas foram de 90m, eqüidistantes 10m. Em cada linha foram estabelecidos 10 pontos, a intervalos de 10m, onde foram demarcadas 4 parcelas contíguas de 4m2 (2 x 2m). As parcelas foram dividas em dois grupos, de acordo com o tratamento aplicado:

(i) com remoção total de gramíneas e (ii) sem remoção de gramíneas. Em cada parcela, foram colocadas 12 sementes, sendo uma de cada espécie. As sementes foram colocadas nas parcelas de duas formas (1) sobre o solo e (2) enterradas. Nos dois tratamentos, as sementes foram plantadas em quatro linhas, cada uma com três sementes, sempre na mesma seqüência. Para evitar a remoção por vento e chuva, as sementes sobre o solo foram circundadas por um aro de sombrite preto (7cm de altura x 10cm de diâmetro), fixado ao solo com grampos de arame galvanizado, porém possibilitando o contado direto da semente com o solo (Figura 1). As sementes enterradas foram colocadas na mesma seqüência daquelas sobre o solo. Cada linha de plantio foi marcada com uma placa de alumínio e uma linha de nylon amarrada a dois pregos.

Os experimentos foram montados no início de dezembro/2003 e acompanhados por 90 dias. O primeiro censo foi realizado após três dias e posteriormente a cada semana até o final do segundo mês (60 dias), quando se tornaram quinzenais. Em cada censo foi registrada a germinação, definida como a emissão de radícula ou partes aéreas. Nas sementes sobre o solo também foi registrada a predação e a remoção.

A fim de manter a homogeneidade dos tratamentos durante o período de estudo, as parcelas submetidas à remoção de gramíneas foram limpas a cada 15 dias, com o auxílio de foice e/ou facão.

Variáveis ambientais - A cobertura do dossel foi estimada com um densiômetro esférico convexo (Lemmon 1957), a 0.5m acima do solo, no centro das parcelas. Neste estudo, a cobertura do dossel representa a cobertura do solo formada pela interceptação da luz pelas touceiras ou moitas de gramíneas. Em cada parcela foram tomadas quatro leituras, no sentido dos pontos cardeais (Norte, Sul, Leste e Oeste), sendo utilizada a média dessas leituras. Ao todo foram realizadas 60 leituras nas três pastagens (10 leituras x 2 tratamentos [com e sem cobertura de gramínea] x 3 pastagens).

A umidade do solo foi estimada pelo método gravimétrico como a porcentagem de água do peso seco do solo. Amostras de solo foram coletadas, pesadas e secas à temperatura de 102°C (±

2°C) por 24 a 48 horas e novamente pesadas. Ao todo foram coletadas 90 amostras de solo nas pastagens, divididas em duas etapas, no início do experimento e dois meses após (15 amostras x 2 tratamentos [com cobertura e sem cobertura] x 3 pastagens x 2 coletas). Também foram medidas as alturas de 60 touceiras nas pastagens estudadas.

Análise dos dados - As análises estatísticas foram realizadas com o auxílio do programa SAS v8.01 (SAS 1999), com nível de significância p < 0.05. A altura das touceiras nas pastagens foi analisada com ANOVA e teste Tukey HSD para as comparações múltiplas (Zar 1999). Por não possuir distribuição normal (teste de Shapiro-Wilk’s > 0.05), os dados de cobertura do dossel e umidade do solo foram analisados com o teste não paramétrico de Mann-Whitney (Teste U).

Somente os valores de sementes germinadas e não germinadas foram avaliados. Para as sementes sobre o solo, o grupo de sementes não germinadas compõe-se de sementes que, ao final do estudo, apresentavam-se intactas, predadas ou removidas. Já para as sementes enterradas, esse grupo compõe-se de sementes que não apresentaram emissão de parte aérea, mas que poderiam estar intactas ou terem sido predadas ou removidas.

A associação parcial para cada um dos níveis de estratificação experimental foi verificada através do teste de Cochran-Mantel-Haenszel (CMH), utilizando-se o PROC FREQ (SAS 1999). O aspecto principal desta análise é a estratificação e controle do efeito de fatores que fazem parte do desenho experimental (Stokes et al. 1995). Este procedimento potencialmente remove o efeito da influência do confundimento das variáveis explanatórias que formam as estratificações, providenciando ganho de força para a detecção de associações pela comparação de objetos ou respostas similares (Stokes et al. 1995). Para a realização do teste, os dados foram organizados em tabelas de contingência. Em cada tabela as linhas representavam os tratamentos e as colunas continham o número de sementes germinadas e não germinadas em cada tratamento. O CMH compara a distribuição da freqüência de sementes germinadas e não germinadas em relação aos

tratamentos. Essa comparação é ajustada em relação às pastagens e capoeiras. Este ajuste é feito através da aplicação do teste de 2 de Pearson (SAS 1999).

Após a aplicação do teste de CMH, que é uma análise preliminar, os dados foram agrupados (espécies com CMH < 0.05) e analisados com auxílio de um modelo linear generalizado (GLZ). Modelos lineares generalizados são extensões dos modelos lineares tradicionais, os quais permitem estimar a média de uma população dependente de um preditor linear através de uma função de ligação não linear (SAS 1993). Esta propriedade dos modelos lineares generalizados em conjunto com a não obrigatoriedade da variável resposta de ter distribuição normal, propicia a aplicação destes modelos a uma ampla gama de análise de dados. Neste estudo, onde a variável resposta tem distribuição binomial (semente germinada ou não germinada), utilizou-se regressão logística, com função de ligação igual a log ( ) – log (1- ), conhecida como “função logit” (SAS 1993). Os modelos lineares generalizados foram estimados através do PROC GENMOD (SAS 1993). Os parâmetros e contrastes estimados foram testados utilizando-se o teste de 2 de Pearson (SAS 1993). A razão de chances (odds ratio) também foi calculada. Esta razão é o resultado da divisão entre a chance de uma semente germinar sobre a chance da mesma semente não germinar. Como a razão de chances apresentada é calculada a partir das estimativas geradas pelo modelo, esta vem acompanhada de seu respectivo intervalo de confiança (IC0.95).

R

ESULTADOS

VARIÁVEIS AMBIENTAIS

A altura média das touceiras diferiu significativamente entre pastagens (ANOVA - F(2,117)

= 31.473, p 0.0001). A altura das touceiras difere entre todas as pastagens, sendo maior em MA2 (média ± desvio-padrão: 2.917m ± 0.267); seguido por MA1 (2.660m ± 0.267) e MOC (2.534m ± 0.325). Como esperado, a cobertura do dossel foi significativamente maior nos tratamentos com gramínea (Tabela 2 - MA1: Teste U = 14.00, p = 0.006; MA2: Teste U = 2.50, p 0.001; MOC:

Teste U = 7.50, p = 0.001).

No início do experimento, a umidade do solo diferiu significativamente entre parcelas com cobertura de gramíneas e sem cobertura apenas em MA2 (Figura 2a - MA1: Teste U = 110.0, p = 0.91; MA2: Teste U = 53.0, p = 0.01; MOC: Teste U = 87.0; p = 0.29). Dois meses depois, todas as parcelas com cobertura de gramíneas, independentemente da pastagem, tiveram maior umidade do solo (Figura 1b - MA1: Teste U = 57.0, p = 0.02; MA2: Teste U = 40.0, p = 0.002; MOC: Teste U

= 41.0; p = 0.003). Entre as pastagens, a umidade não diferiu significativamente no inicio do experimento (ANOVA Kruskal-Wallis - H(2, 90) = 2.13, p = 0.344). Dois meses após, MA2 apresentou umidade média superior a MOC e MA1 (Figura 2b - ANOVA Kruskal-Wallis- H(2,90) = 24.02, p 0.0001).

GERMINAÇÃO

Das 12 espécies estudadas, apenas Eugenia dysenterica, Enterolobium contortisiliquum e Guazuma ulmifolia não tiveram associação parcial entre pastagens e tratamentos (CMH > 0.05).

Devido à baixa germinação dessas espécies, 8% (n = 28), 2.5% (n = 9), e 1% (n = 4), respectivamente, elas não foram analisadas posteriormente. As demais espécies, por possuírem CMH < 0.0001, tiveram os dados agrupados (n = 87 sementes/tratamento).

Este último grupo pode ser dividido em três diferentes grupos de acordo com o tipo de resposta aos tratamentos. O primeiro grupo é composto por A. cearensis, C. fissilis e S. striata, tendo maior germinação sob cobertura de gramíneas, independente das sementes terem sido enterradas ou terem ficado sobre solo (Figura 3, Tabela 3). A razão das chances estimadas pelo modelo para a germinação nas condições com cobertura/sem cobertura de gramíneas é de 5.62 (IC0.95 : 1.88 – 16.76) para A. cearensis, 10.80 (IC0.95 : 1.75 – 66.78) para C. fissilis e 2.49 (IC0.95 : 1.00 – 6.18) para S. striata. Isso significa que, para A. cearensis, C. fissilis e S. striata o número de sementes germinadas sob gramíneas é respectivamente 5.62, 10.80 e 2.49 vezes maior do que em condições sem cobertura, considerando-se a mesma quantidade de sementes não germinadas (Sokal & Rohlf 1995). Todas as estimativas foram significativas (A. cearensis: 2 = 9.58; p = 0.002;

C. fissilis: 2 = 6.56; p = 0.010 e S. striata: 2 = 3.88; p = 0.049) (Figura 3).

Schinopsis brasiliensis, Machaerium scleroxylon e Myracrodruon urundeuva formam o grupo das espécies que são afetadas pela disposição da semente no solo (enterrada ou não) (Figura 4, Tabela 3). A razão das chances estimadas pelo modelo para a germinação nas condições sementes sobre o solo/enterradas é de 24.30 (IC0.95 : 7.48 – 78.85) para M. scleroxylon e de 3.17 (IC0.95 : 1.11 – 9.06) para M. urundeuva. Sementes enterradas de S. brasiliensis tiveram chance de germinação ligeiramente maior (0.92, IC0.95 : 0.58 – 1.17). Novamente, todas as estimativas geradas pelo modelo foram significativa (S. brasiliensis: 2 = 47.71; p < 0.001; M.

scleroxylon: 2 = 28.21; p < 0.001 e M. urundeuva: 2 = 4.6; p = 0.03).

O terceiro grupo é de espécies que sofreram influência da cobertura de gramíneas e da profundidade de semeadura, sem apresentarem interação entre esses fatores (Figura 5, Tabela 3).

Este grupo é formado por A. pyrifolium, P. longiflorum e T. gardneriana. A estimativa da razão de chance para A. pyrifolium foi igual para os dois tratamentos (5.66 [IC0.95 : 1.69 – 27.41]). Para T.

gardneriana a razão de chance estimada foi de 5.26 (IC0.95 : 1.22 – 22.49) nas condições com cobertura/sem cobertura de gramíneas e de 8.58 (IC0.95 : 2.00 – 36.81) para as sementes nas condições de sementes sobre o solo/enterradas. Pseudobobax longiflorum teve razão de chance estimada de 2.67 (IC0.95 : 1.14 – 6.25) para sementes nas condições com cobertura/sem cobertura de gramíneas e de 0.37 (IC0.95 : 0.16 – 0.87) para as sementes nas condições sementes sobre o solo/enterradas. Todas as estimativas geradas pelo modelo foram significativas (p < 0.05). Mesmo não existindo interação significativa entre os tratamentos, sementes de A. pyrifolium (41%) e T.

gardneriana (48.3%) tiveram maior germinação sob gramíneas e sobre o solo, diferentemente de P. longiflorum cujas sementes tiveram maior germinação sob cobertura de gramíneas e enterradas (67.8%).

A predação ou remoção de sementes foi a principal causa da não germinação entre as sementes dispostas sobre o solo (Tabela 5). A. cearensis, C. fissilis, E. dysenterica, M. urundeuva e P. longiflorum sofreram as maiores taxas de predação ou remoção, com 50% ou mais de predação ou remoção em um dos dois tratamentos (Tabela 4). As sementes de Aspidosperma pyrifolium foram as mais atingidas por patógenos, sendo que 43.6% das sementes sem cobertura e 29.8% das sementes com cobertura de gramíneas morreram por esta causa. Guazuma ulmifolia e Enterolobium contortisiliquum tiveram a maior porcentagem de sementes intactas ao final do estudo: 97.7% (sob cobertura de gramíneas e sobre o solo) e 95.4% (sem cobertura de gramíneas e sobre o solo) para G. ulmifolia e 88.5% (sob cobertura de gramíneas e sobre o solo cgs) e 86.2%

(sem cobertura de gramíneas e sobre o solo) para E. contortisiliquum.

D

ISCUSSÃO

A dispersão de sementes é a principal barreira para a recomposição de pastagens abandonadas na Costa Rica (Holl 1999, Holl et al. 2000), porém esta barreira pode ser facilmente transposta com introdução de sementes via semeadura manual ou pela instalação de poleiros artificiais (Aide & Cavelier 1994, Holl 1998, Zimmerman et al. 2000). Com isso o período da chegada da semente à pastagem até a sua germinação torna-se o principal gargalo para a restauração da vegetação nativa nestas áreas.

Entre as sementes que tiveram baixa germinação, podemos separá-las em dois grupos, de acordo as causas de não germinação (sementes intactas e sementes fortemente predadas).

Enterolobium contortisiliquum e Guazuma ulmifolia, tiveram o maior número de sementes intactas.

Sementes de Enterolobium contortisiliquum tem dormência física (testa rígida impermeável à água), resultando em baixa germinação e alta longevidade no solo (Durigan et al. 1997, Barroso et al. 1999, Bueno 2003). Sementes de Guazuma ulmifolia também possuem alta longevidade no solo, mantendo-se viáveis em campo por até oito meses (Andrade & Scariot 2003). As sementes desta espécie têm testa coberta por uma mucilagem, que se torna gelatinosa quando em contato com água, dificultando sua germinação (Durigan et al. 1997, Barroso et al. 1999). A semente de Eugenia dysenterica é pesada, com testa bastante tênue (Vieira 2002), o que a torna bastante susceptível à predação. Em uma pastagem abandonada na Amazônia, mais de 90% das sementes de Eugenia sp. foram predadas ou removidas em menos de 10 dias (Nepstad et al. 1996). Vieira (2002) encontrou resultado similar em uma pastagem abandonada, próxima as áreas aqui estudadas, onde aproximadamente 75% das sementes foram predadas ou removidas. Uma forma de diminuir a predação de sementes no campo é acelerar a germinação das mesmas, isso pode

ser feito através de diferentes tratamentos de quebra de dormência e embebimento das sementes antes da semeadura, reduzindo o tempo de exposição das mesmas a possíveis predadores (Camargo et al. 2002).

A cobertura de gramíneas, mesmo quando não significativa no modelo, aumentou o sucesso de germinação das demais espécies estudadas. Isso fica mais fácil de ser entendido quando analisamos a germinação em conjunto com as variáveis abióticas coletadas. A umidade do solo foi maior em parcelas com cobertura de gramíneas, atingindo valores similares aos encontrados em fragmentos de floresta estacional decidual no vale do rio Paranã no período de chuvas (pastagens: 23%; florestas: 22%). A maior cobertura de gramíneas, resulta em menor temperatura do solo e do ar (Nepstad et al. 1996, Holl 1999, Zimmerman et al. 2000) e em menores taxas de evaporação da água do solo (Aide & Cavelier 1994), disponibilizando para as sementes um micro clima semelhante ao encontrado em florestas primárias (Holl 1999, Zimmerman et al.

2000).

Sterculia striata, Amburana cearensis e Cedrela fissilis foram as mais afetadas pela cobertura de gramíneas. Mesmo sendo a massa da semente de Sterculia striata quase quatro vezes maior do que a massa de Amburana cearensis, ambas possuem sementes secas com endosperma carnoso (Barroso et al. 1999), diferentemente de Cedrela fissilis, que é a exceção desse grupo. Sementes desta espécie não possuem endosperma (Barroso et al. 1999), o que lhes confere a menor massa dentre as sementes que tiveram germinação acima de 10%. Uma possível explicação para isso seria a menor predação/remoção de sementes de C. fissilis depositadas sobre o solo e com cobertura de gramíneas. Sementes sob cobertura de gramíneas ficam menos visíveis a possíveis predadores, dispondo assim de um local seguro para a germinação desta espécie em pastagens. Em pastagens na Costa Rica, sementes de Switenia macrophylla também tiveram maior taxa de germinação quando sob cobertura de gramíneas (Gerhardt 1994, vide resultados similares em Aide & Cavelier 1994, Holl et al. 1999 e Zimmerman et al. 2000). Além de funcionar como um local seguro e propício à germinação, touceiras de capim e arbustos não afetam o estabelecimento e crescimento das plântulas (Aide & Cavelier 1994, Zimmerman et al. 2000, Loik &

Holl 2001), sendo considerados em alguns casos, como facilitadores do estabelecimento e crescimento de plântulas (Ray & Brown 1995, Holl 2002).

O terceiro grupo é formado por espécies de rápida germinação (Lorenzi 1992, Bueno 2003), com pesos similares (Schinopsis brasileinsis [0.193g ± 0.055], Machaerium scleroxylon [0.196g ± 0.060] e Myracrodruon urundeuva [0.179g ± 0.002]). Machaerium scleroxylon e M.

urundeuva tiveram melhor germinação quando depositadas acima do solo, diferente de S.

brasiliensis, que teve pequeno ganho em germinação quando enterrada. Das 12 espécies aqui estudadas, apenas as sementes de S. brasiliensis e P. longiflorum foram beneficiadas quando enterradas, similar ao encontrado por Ray & Brown (1995), ao estudar 10 espécies de árvores em florestas estacionais caribenhas.

O estabelecimento e a sobrevivência de plântulas recém geminadas em pastagens, transforma-se no próximo passo para a recuperação dessas áreas. A competição por recursos com gramíneas exóticas (Gerhardt 1994, Holl 2000) e as condições microclimáticas estressantes, quando comparadas ao microclima da floresta (Nepstad et al. 1996) podem reduzir, a sobrevivência destas plântulas, porém tais resultados diferem dos obtidos por Aide & Cavelier (1994), Zimmerman et al. (2000) e Negreros-Castillo et al. (2003), os quais demonstram que a competição com gramíneas e arbustos nessas áreas não afetam, durante os primeiros meses, a sobrevivência e o crescimento de plântulas. Estudos posteriores, observando a sobrevivência e o crescimento de plântulas que se desenvolvem sobre a influência de gramíneas devem ser realizados.

No documento GERMINAÇÃO DE SEMENTES E ESTABELECIMENTO DE PLÂNTULAS DE (páginas 53-60)