CONDICIONAMENTO OSMÓTICO EM SEMENTES DE SORGO
1LUZINEIDE FERNANDES DE CARVALHO2, SEBASTIÃO MEDEIROS-FILHO3, ADROALDO GUIMARÃES ROSSETTI4 E ELIZITA MARIA TEÓFILO5
RESUMO - O condicionamento osmótico é um dos tratamentos mais promissores na produção de sementes com altos padrão de qualidade. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar o efeito do condicionamento osmótico na germinação e vigor de sementes de sorgo, cultivar EA- 166. As sementes foram divididas em dois lotes, sendo um deles submetido ao envelhecimento artificial (por 96 horas, a temperatura de 42ºC e umidade próxima de 100%) e o outro permaneceu com as sementes intactas. Os lotes foram embebidos, a 25
oC, em água destilada (zero MPa) e em soluções de polietileno glicol (PEG-6000) a -0,6 e -1,2MPa, por 6, 10 e 14 horas, seguido da secagem por 24 horas. O delineamento experimental foi de blocos inteiramente casualizado com quatro repetições, no esquema fatorial 2x3x3+2. As avaliações foram realizadas por meios dos testes de germinação, tetrazólio e velocidade de emergência. As concentrações osmóticas só apresentaram efeito significativo na germinação das sementes não envelhecidas. Já a comparação das testemunhas com as sementes condicionadas não apresentou diferenças significativas. A embebição das sementes por 10 horas, quando condicionadas a zero e -1,2MPa, aumentou a velocidade de emergência e a capacidade de estabelecimento das plântulas, as sementes envelhecidas e não envelhecidas comportaram-se de maneira diferente, quanto a germinação e ao vigor nos três potenciais osmóticos. O condicionamento osmótico não afetou a qualidade fisiológica das sementes de sorgo.
Termos para indexação: sorgo, germinação, vigor e condicionamento osmótico.
OSMOCONDITIONING IN SORGHUM SEEDS
ABSTRACT - This experiment was carried out to determined whether the germination and vigor of sorghum seeds cultivar EA-116, are improved by the osmoconditioning (“priming”) treatment.
Seeds were separated in control and treated lots. The treated lot was submitted to artificial aging at 42ºC, during 96 hours. Both lots were soaking in distilled water (zero MPa) and in polyethylene glycol solutions (PEG 6000) at -0.6MPa and -1.2MPa and incubated at 25
oC, during 6, 10 and 14 hours followed by drying during 24 hours. The experimental design used was in random blocks in factorial scheme 2x3x3+2 with four replications. The parameters evaluated were germination, tetrazolium test and speed of emergence. The results showed that osmotic concentrations of PEG solutions had significative effect during germination in control seeds. The comparison between control and osmoconditioned seeds did not show statistically differences. The imbibition of the seeds for 10 hours in water and -1.2MPa of PEG solutions improved the speed of emergence and seedling establishment. Aged and non-aged seeds behaved in different way in water and in PEG solutions during germination and vigor test. The osmoconditioning did not affect the physiological quality of sorghum seeds.
Index terms: sorghum, germination, vigor and osmoconditioning.
1Aceito para publicação em 19.07.2000; extraído da Dissertação de Mestrado do primeiro autor.
2Engª Agrª, aluna do Curso de Pós-Graduação, UFC, Cx. Postal 12168, 60356-001, Fortaleza-CE.
3Engo Agro, Dr., Prof. Depto. de Fitotecnia - CCA/UFC, Fortaleza-CE; e- mail: filho@ufc.br
4Pesquisador M.Sc., Embrapa - CNPAT, Fortaleza-CE; e-mail:
adroaldo@cnpat.embrapa.br
5Enga Agra, Dra., Profa. Depto. de Fitotecnia - CCA/UFC.
INTRODUÇÃO
O sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench) originário do centro da África e parte da Ásia, constitui-se atualmente numa importante alternativa para alimentação humana e animal, especialmente em regiões de baixa disponibilidade de água, por apresentar sementes ricas em proteínas, vitaminas, hidrato de carbono e sais minerais, além de produzir plantas com ele- vado volume de massa verde e que apresentam tolerância à seca e a alta temperatura.
Dentre os fatores limitantes da sua produtividade pode- se destacar a dificuldade de se obter sementes com elevada qualidade física, fisiológica, genética e sanitária capazes de proporcionar o estabelecimento adequado de lavouras com populações de plantas uniformes e vigorosas.
Várias técnicas têm sido utilizadas com o objetivo de aumentar a capacidade de germinação das sementes e sua to- lerância a diversos ambientes, bem como reduzir o tempo compreendido entre a semeadura e a emergência das plântulas.
Um dos tratamentos mais promissores nesse contexto é o con- dicionamento osmótico, que consiste na hidratação controla- da de sementes até um determinado nível de modo a permitir a ocorrência das etapas iniciais do processo de germinação, sem, contudo, ocorrer a protusão da radícula.
De acordo com Vasquez (1995), a hidratação das semen- tes pode ser efetuada mediante exposição das mesmas à at- mosfera controlada, embebição em substrato úmido ou imersão em soluções osmóticas, cujo tratamento pode ser contínuo até que as sementes atinjam o grau de umidade pro- gramada, ou envolver ciclos de hidratação e secagem. As so- luções osmóticas mais utilizadas são o polietileno glicol, manitol e sais inorgânicos (NaCl, MgS0
4e KNO
3).
Segundo Fernandes et al. (1994) a pré-embebição em água, de sementes de feijão, durante nove horas, confere maior uniformidade de emergência e produz plântulas mais toleran- tes ao estresse hídrico, na fase subseqüente da germinação.
Outras vantagens da pré-hidratação em água, também, foram observadas por Lin & Ferrari (1992) em sementes de soja.
Lopes et al. (1996) avaliando o efeito do condicionamento osmótico na germinação e no vigor das sementes de cebola, observaram que as sementes osmocondicionadas em solução de PEG-6000 a -0,7MPa e temperatura de 10, 15 e 20
oC al- cançaram maior velocidade de germinação e melhor de- sempenho de vigor. Borges et al. (1994) constataram que o condicionamento osmótico de sementes de Miconia candolleana Trian aumentou a sua velocidade de germinação.
Diversos pesquisadores têm obtido resultados satis- fatórios quanto à germinação e o vigor após o condiciona-
mento osmótico. Fernandes et al. (1994) observaram aumen- to da velocidade de emergência em sementes de caupi. Já Samfield et al. (1990) trabalhando com Careopsis lanceolata L. e Echinacea purpurea (L.) Moench; Lin & Ferrari (1992) com soja e Zheng et al. (1994) com canola, constataram au- mento na germinação, no vigor e no estabelecimento das plântulas.
Braccini et al. (1997) trabalhando com sementes de soja condicionadas em solução de polietileno glicol 6000, a 20
oC verificaram que o condicionamento osmótico foi eficiente em aumentar a performance das sementes, em condições desfa- voráveis.
Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo determinar o efeito do condicionamento osmótico na germi- nação e no vigor de sementes de sorgo.
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi conduzido no Laboratório de Análise de Sementes, pertencente ao Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal do Ceará, no período de março a julho de 1998. Foram utilizadas sementes de sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench), cultivar EA-116, safra 1996, produzidas na Fazenda Experimental Vale do Curu.
Na obtenção dos tratamentos foram divididos cinco qui- los de sementes em dois lotes: em um deles, as sementes fo- ram submetidas, por 96 horas, ao estresse com alta tempera- tura de 42
oC e umidade relativa do ar próxima de 100%; en- quanto no outro as sementes permaneceram intactas. Após esse procedimento, foram retiradas duas amostras (uma de cada lote) para constituírem as testemunhas. O restante das sementes, de cada lote, foi submetido ao condicionamento osmótico, que se constituiu da embebição em água destilada (zero MPa) e em soluções osmóticas de polietileno glicol (PEG-6000) a -0,6 e -1,2MPa por períodos de 6, 10 e 14 horas.
Na pré-embebição a zero MPa, as sementes, de cada lote, foram colocadas em recipiente contendo 66ml de água desti- lada e acondicionadas em um germinador regulado à tempe- ratura de 25
oC, em intervalos de 6, 10 e 14 horas. Após cada intervalo, as sementes foram retiradas e postas para secar so- bre duas folhas de papel toalha, em condições ambientais de laboratório, por 24 horas. Em seguida, as mesmas foram acondicionadas em sacos de papel e mantidas em câmara fria (±10ºC) para as avaliações.
A pré-embebição das sementes em solução de PEG-6000
seguiu o mesmo procedimento adotado para a pré-embebição
em água destilada, sendo que após a retirada das amostras do
germinador, as sementes foram (antes da secagem) lavadas
em água corrente, com auxílio de uma peneira. As soluções osmóticas de polietileno glicol empregadas para obter os po- tenciais hídricos de -0,6 e -1,2MPa, foram preparadas de acor- do com a equação proposta por Michel & Kaufmann (1973).
Para a avaliação da qualidade fisiológica das sementes, foram utilizados os seguintes testes: germinação - foi reali- zado utilizando-se quatro repetições de 100 sementes, oito rolos com 50 sementes cada, colocadas entre três folhas de papel germitest, umedecidas com água destilada, utilizando- se 2,5 vezes o peso do papel seco embebido em água e que foram levados ao germinador Mangelsdorf, regulado a 25
oC.
As avaliações foram realizadas aos quatro e dez dias após a instalação do teste, conforme as Regras para Análises de Se- mentes (Brasil, 1992) e os resultados foram expressos em per- centagem; tetrazólio - foi realizado com quatro repetições de 25 sementes, totalizando 100 sementes por tratamento. As sementes foram colocadas para embeber por 18 horas a 25
oC, em papel umedecido com água destilada, numa quantidade 2,5 vezes a seu peso. No final desse período, as sementes foram cortadas longitudinalmente e imersas por seis horas em solução de 2, 3, 5 trifeniltetrazólio a 0,1%, à temperatura ambiente e no escuro. Decorrido esse período, as sementes foram lavadas em água corrente e em seguida, procederam- se as avaliações, conforme a metodologia proposta por Krzyzanowski et al. (1991), com os resultados, do potencial de germinação (sementes classificadas de 1-5), expressos em porcentagem; índice de velocidade de emergência - utiliza- ram-se 200 sementes por tratamento, que foram semeadas, aleatoriamente, em quatro repetições de 50 sementes. A se- meadura foi realizada em canteiros de alvenaria contendo substrato de terra + areia na proporção de 1:1. O teste foi conduzido em temperatura ambiente, com irrigações feitas manualmente. As leituras foram realizadas diariamente, ini- ciando-se após três dias da semeadura, computando-se o nú- mero de plântulas emergidas a cada dia, até a estabilização da emergência. Consideraram-se emergidas as plântulas que apresentavam o coleóptilo totalmente acima do nível do solo.
O índice de velocidade de emergência foi determinado pelo somatório do número de plântulas normais emergidas diaria- mente e dividido pelo número de dias decorridos entre a se- meadura e a emergência, de acordo com a fórmula proposta por Maguire (1962); junto com este teste foram computadas as plântulas emergidas aos sete e 21 dias após a semeadura, obtendo-se, respectivamente, os estandes inicial e final, os quais foram expressos em percentagem de plântulas emergidas.
O delineamento experimental foi o inteiramente casua- lizado com quatro repetições, com tratamentos em esquema fatorial 2x3x3x+2, referente a dois lotes de sementes (com e
sem envelhecimento); três níveis de potencial osmó-tico (zero, -0,6 e -1,2MPa), três períodos de embebição (6, 10 e 14 ho- ras) e dois tratamentos adicionais que constituíram-se nas tes- temunhas (sementes não condicionadas). As análises estatís- ticas foram constituídas da comparação dos efeitos dos trata- mentos, por meios de contrastes ortogonais, no caso dos fato- res quantitativos (níveis de potencial osmótico e período de embebição) e das comparações das testemunhas, com seus respectivos testes. Os lotes (tratamento qualitativo), foram comparados pelo teste F, por serem constituídos de apenas dois níveis, portanto com um grau de liberdade.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os dados obtidos das variáveis germinação (TG), tetrazólio (viabilidade), índice de velocidade de emergência (IVE), estandes inicial e final (EI e EF), submetidos à análise de variância, por meios do teste F, revelaram que o fator lotes não apresentou diferença significativa para nenhuma das va- riáveis estudadas. Já o potencial osmótico diferiu estatistica- mente apenas no teste de germinação, indicando que a pré- embebição das sementes em diferentes níveis de potencial, influencia significativamente a germinação das sementes de sorgo. Por outro lado, o fator período permitiu evidenciar di- ferenças significativas nos resultados da análise de variância, das variáveis tetrazólio (viabilidade), índice de velocidade de emergência e estandes inicial e final. Isso indica que a emer- gência e o estabelecimento das plântulas são influenciados pelo tempo de condicionamento das sementes, refletindo no vigor das plântulas em condições de campo. Para a variável estande inicial, observou-se efeito quadrático de regressão, obtendo população máxima de plântulas (94%) quando as sementes foram embebidas por 10 horas, configurando-se, deste modo, o tempo de 10 horas como o ideal para o estabe- lecimento de plântulas aos sete dias (Figura 1), uma vez que menores proporções, 86 e 87% foram obtidas nos períodos de seis e 14 horas, respectivamente.
Observa-se que a interação lotes x período de embebição
não diferiu estatisticamente em nenhuma das variáveis anali-
sadas, indicando que os fatores agem independentemente na
germinação e vigor de sementes de sorgo. O desdobramento
da interação lotes x potencial osmótico, permitiu verificar
diferenças significativas quando avaliou-se o efeito dos ní-
veis de potencial osmótico dentro de sementes não enve-
lhecidas para os testes de germinação e tetrazólio. Isto indica
que o potencial osmótico favoreceu a germinação das semen-
tes não envelhecidas, não ocorrendo efeito do condiciona-
mento em sementes envelhecidas.
Para a variável germinação, foi observado efeito linear, ou seja, a germinação aumentou à medida em que se elevou a concentração osmótica da solução, alcançando valores, res- pectivamente, de 93, 94 e 96% nos potenciais -1,2; -0,6 e zero MPa, revelando, dessa forma, que a embebição em água pura foi favorável à obtenção de maior percentagem de ger- minação (Figura 2). Estes resultados concordam com os de Borges et al. (1994), em que observaram a diminuição da germinação de sementes em potencial hídrico mais negativo (-0,5MPa) e por Braccini et al. (1996) que observaram a re- dução da germinação de sementes a partir do potencial -0,6MPa.
Esses autores consideraram que a diminuição acentuada da germinação das sementes em maiores concentrações osmó- ticas tem sido atribuída à menor quantidade de água absorvi- da pelas sementes em meio salino, com a redução do potenci- al osmótico das soluções. Esta relação também foi verificada por Smith et al. (1989), cuja germinação de sementes de sorgo e milheto decresceram uniformemente com a diminuição do potencial osmótico, sendo que no potencial osmótico de -1,2MPa não ocorreu a germinação.
Diante desses resultados, fica demonstrado que a germi- nação não apresenta resposta significativa ao uso do condici- onamento osmótico com polietileno glicol, quando as semen- tes apresentam alto padrão de qualidade fisiológica.
Observa-se, pela Figura 3, que o potencial de germina- ção (avaliado por intermédio do teste de tetrazólio) diminuiu
quando as sementes foram condicionadas em solução de PEG-6000 a partir do potencial -0,6MPa, alcançando valor mínimo no potencial zero MPa, indicando que nas sementes sem envelhecimento o condicionamento com PEG foi mais eficiente do que a imersão em água. Este resultado mostrou- se diferente dos obtidos no teste de germinação, em que a maior percentagem de germinação foi encontrado quando as sementes foram pré-hidratadas em água.
Analisando-se o efeito do fator período dentro de cada potencial osmótico constatou-se diferenças significativas para a maioria das variáveis estudadas, exceto para o teste de ger- minação e estande inicial. Isso significa que o potencial de germinação e o vigor das sementes de sorgo são influencia- dos pela interação dos fatores.
Observa-se que para as variáveis TZ (viabilidade) e estande final o efeito da interação foi significativo apenas dentro do potencial zero, o que permite concluir, que o po- tencial de germinação e a porcentagem de emergência obti- dos nas sementes condicionadas em solução de PEG a -0,6 e -1,2MPa, não foram influenciados pelo período de embebição.
Conforme ilustrado na Figura 4, as sementes embebidas em água, aumentaram o potencial de germinação de 96% (perío- do de seis horas de embebição) para 100% quando se prolon- gou o período de embebição para 10 e 14 horas.
O efeito da interação (Figura 5) sobre o estande final, demonstrou maior população de plântulas estabelecidas aos
6 10 14
85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95
FIG. 1. Estande inicial obtido de sementes de sorgo osmocondicionadas, em função de
diferentes períodos de embebição.
-1,2 -0,6 0 92
93 94 95 96 97
FIG. 2. Germinação de sementes de sorgo não envelhecidas, em função de diferentes potenciais osmóticos.
-1,2 -0,6 0
97 98 99 100
FIG. 3. Potencial de germinação, medido pelo teste de tetrazólio, em sementes de sorgo não envelhecidas, em função dos diferentes potenciais osmóticos.
21 dias quando as sementes foram condicionadas por 10 ho- ras (93%) em relação às condicionadas por seis e 14 horas (77 e 87%, respectivamente). Esses resultados apresentam a mesma tendência daqueles obtidos no estande inicial, ou seja, a embebição pelo período de dez horas foi favorável no esta- belecimento de plântulas em condições de campo.
Para o teste de velocidade de emergência, o desdobra- mento da interação potencial x período, permitiu observar
que o fator período interagiu com o potencial osmótico nos níveis zero e -1,2MPa, cujo desdobramento permitiu o ajuste da equação de regressão quadrático para as variáveis. Isto indica que a velocidade de emergência das plântulas no cam- po é dependente do período de condicionamento nos poten- ciais zero e -1,2MPa.
Verifica-se, na Figura 6, que nos referidos potenciais, o
índice de velocidade de emergência alcançou seu valor máxi-
mo quando as sementes foram embebidas pelo período 10 horas (15,17 e 16,51), sendo superior ao alcançado por seis horas (12,87 e 13,88) e 14 horas (14,14 e 14,36), respectiva- mente. Assim como observado na variável estande final, no- vamente o período de pré-hidratação de 10 horas configurou- se como o mais favorável para obtenção de maior velocidade de emergência. Embora, ambos tenham mostrado a mesma
tendência, percebe-se que o índice de velocidade de emer- gência foi maior no potencial de -1,2MPa para os três perío- dos de embebição.
Resultados semelhantes aos deste trabalho, também fo- ram encontrados por Parera & Cantliffe (1992), em que obti- veram maior velocidade de emergência quando as sementes de alho-porró foram osmocondicionadas por 10 e 14 horas,
6 10 14
94 95 96 97 98 99 100 101 102
FIG. 4. Potencial de germinação, medido pelo teste de tetrazólio, em sementes de sorgo condicionadas a zero MPa, em função dos diferentes períodos de embebição.
6 10 14
76 78 80 82 84 86 88 90 92 94
FIG. 5. Estande final obtido de sementes de sorgo submetidas ao condicionamento a
zero MPa, em função de diferentes períodos de embebição.
enquanto Fernandes et al. (1994) verificaram maior unifor- midade de emergência das plântulas de feijão caupi com embebição em água por nove horas.
Comparando-se sementes sem condicionamento (teste- munhas) com as condicionadas, verifica-se que os contrastes estudados não diferiram estatisticamente em nenhuma das variáveis, indicando que as sementes condicionadas não res- ponderam significativamente ao tratamento de condiciona- mento osmótico, apresentando germinação e vigor semelhan-
FIG. 6. Índice de velocidade de emergência obtido de sementes de sorgo condicionadas nos potenciais osmóticos de zero e -1,2MPa, em função de diferentes períodos de embebição.
TABELA 1. Médias referentes à germinação (TG), potencial de germinação (TZ-viabilidade), índice de velocidade de emergência (IVE), estande inicial (EI), estande final (EF) e de dois tipos de sementes de sorgo envelhecidas e não envelhecidas, submetidas a três potenciais osmóticos e a três períodos de embebição.
Médias das variáveis Fatores de tratamentos
TG TZ IVE EI EF
Potencial zero 96 98 14,06 87 87
Potencial -0,6 94 99 14,60 91 89
Potencial -1,2 94 99 14,49 91 90
6 horas 94 98 13,84 86 85
10 horas 95 100 15,19 94 93
14 horas 95 100 14,13 87 87
Sementes não envelhecidas 95 99 14,58 90 89
Sementes envelhecidas 94 99 14,19 88 87
Testemunha 1 (T
1) 96 100 15,80 97 97
Testemunha 2 (T
2) 87 100 13,21 84 84
T1 -sementes não envelhecidas não condicionadas; T2 -sementes envelhecidas não condicionadas.
