EFEITO DO CONDICIONAMENTO HÍDRICO E MÁTRICO SOBRE A QUALIDADE DE SEMENTES DE ALGODÃO DESLINTADAS

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ISSN 1517-8595

EFEITO DO CONDICIONAMENTO HÍDRICO E MÁTRICO SOBRE A QUALIDADE DE SEMENTES DE ALGODÃO DESLINTADAS

Vicente de Paula Queiroga¹, José Maria Durán², Riselane de Lucena Alcântara Bruno³, Diego Antonio Nóbrega Queiroga⁴, Jeane Ferreira Jerônimo⁵

RESUMO

O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito do condicionamento hídrico e mátrico sobre a qualidade fisiológica de sementes de algodão herbáceo. Os ensaios foram realizados no Laboratório de Fitotecnia da Universidade Politécnica de Madrid, Espanha, em 2006.

Utilizaram-se sementes de algodão deslintadas quimicamente da cultivar Panton. Foram realizados dois ensaios de condicionamento hídrico: sementes foram embebidas, com e sem renovação de água, em função dos tempos de imersão de 0, 1, 2, 4, 8 e 24 horas. Quanto ao condicionamento mátrico, utilizaram-se as proporções de 100 g de sementes para 1000g da matriz sólida (algalita). Os tratamentos consistiram em cinco teores de água utilizados para umedecimento da matriz (10, 25, 50, 75 e 100 mL), durante seis períodos de condicionamento (0, 1, 4, 8, 16 e 32 dias). As variáveis analisadas foram porcentagem de germinação e comprimento de plântulas. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente ao acaso com quatro repetições. Os resultados indicam que o condicionamento hídrico foi mais efetivo para incrementar o vigor das sementes de algodão, mas não foi eficiente para elevar seu potencial germinativo. Enquanto que no mátrico houve uma tendência de aumento no vigor das sementes condicionadas com diferentes níveis de umidade na matriz sólida em comparação á testemunha. Este mesmo comportamento sucedeu com a germinação das sementes, exceto para o tratamento de 1,00 mL de água.

Palavras-chave: qualidade fisiológica, matriz sólida, embebição de sementes, hidratação, comprimento de plântulas

EFFECT OF HYDRIC AND MATRIX CONDITIONING ON THE QUALITY OF DESLINTED COTTON SEEDS

ABSTRACT

The objective of this work was to evaluate the effect of the hydric and Matrix Conditioning on the physiological quality of seeds of herbaceous cotton. The experiments were carried out at the Laboratory of Phytotecny of the Polytechnical University of Madrid, Spain, In 2006.

Chemically deslinted seeds of the cultivar Panton were used. Two hydric conditioning trials were carried out: the seeds were soaking with and without water renewal, depending on the immersion times of 0, 1, 2, 4, 8 and 24 hours. As to matrix conditioning, the ratio of 100 grams of seeds to 1,000 grams of solid matrix (Algalita). The trials consisted of five parts of water which were used for moistening the matrix (10, 25, 50, 75 and 100 ml), for six conditioning periods (0, 1, 4, 8, 16 and 32 days). The variables analyzed included the germination percentage and the length of seedlings. The experimental design was randomly conducted and consisted of four replications. The results indicated that water conditioning was rather effective,

Protocolo 103.01 de 20/12/2008

1 Pesquisador da Embrapa Algodão, Rua Osvaldo Cruz, 1143 centenário, Caixa Posta 174 Campina Grande–PB. E-mail:

queiroga@cnpa.embrapa.br

2 Professor Catedrático da Universidade Politécnica de Madrid/Espanha, josem.duran@upm.es

3 Pofessor da Universidade Federal da Paraíba/Centro de Ciências Agrárias, Areia-PB, UFPB, Campina Grande-PB. E-mail:

riselane@pq.cnpq.br

4 Aluno da Faculdade Cesrei, queiroga.nobrega@globo.com

5 Doutoranda em Eng. Agrícola, Unidade acadêmica de Eng. Agrícola, UFCG, Campina grande-PB. E-mail: janermi@gmail.com

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Efeito do condicionamento hídrico e mátrico sobre a qualidade de sementes de algodão deslintadas Queiroga et al.

increasing the vigour of the cotton seeds. However, it was efficient at increasing the seeds’

germination capacity. Nevertheless, it was noticed in the matrix an increase in vigour in the case of conditioned seeds at different levels of humidity in the solid matrix. Such behaviour was also noticed as regards the germination of seeds, except for the 1.00 mL water treatment Keywords: physiological quality, solid matrix, water imbibitions, Hydration, seedling length

INTRODUÇÃO

As sementes de alto vigor têm germinação mais rápida e uniforme, sendo capazes de suportar melhor as condições adversas do ambiente, principalmente por ocasião da implantação da cultura. Entretanto, a utilização de sementes de algodão de baixa qualidade fisiológica é prática bastante comum, levando a obtenção de estandes inadequados de planta no campo.

Diversos trabalhos de pesquisa têm sido conduzidos visando reduzir o período compreendido entre a semeadura e a emergência das plântulas, bem como aumentar a tolerância das sementes às condições adversas durante a fase de germinação. Uma via fisiológica conhecida para incrementar a capacidade germinativa das sementes é submetê-las aos tratamentos de hidratação – desidratação, os quais consistem na imersão das mesmas em quantidades limitadas de água durante certo período de tempo, com ou sem hidratação prévia antes de ser utilizada para plantio (Heydecker et al., 1973; Khan et al., 1978; Henckel, 1982).

Em geral, os resultados obtidos por Orta et al. (1993) permitiram comprovar a influência da hidratação parcial com o condicionamento ou para incrementar o potencial germinativo final das sementes, empregando apenas água como meio de embebição.

Os efeitos provocados pela embebição permitem que as sementes atinjam um determinado grau de umidade que ative o sistema metabólico relacionado com o processo pré-germinativo e com a elevação da respiração das células embrionárias (Heydecker et al., 1973; Bewley e Black, 1983; Burgass e Powell, 1984). Hegarty (1978), Brocklehurts e Dearman (1983 a; b) e Bradford et al. (1990) acrescentam também que os efeitos dependem fundamentalmente da temperatura e da duração do processo de hidratação, assim como da espécie, variedade ou lote de sementes tratadas.

Os tratamentos de hidratação parcial das sementes têm sido utilizados para diferentes fins entre os quais estão: a) condicionamento das sementes para recuperar a viabilidade e incrementar a longevidade durante o

armazenamento; b) condicionamento para incrementar, acelerar e uniformizar a germinação; c) condicionamento para eliminar a dormência ou latência e d) condicionamento das sementes para incrementar a germinação e o estabelecimento das plântulas sob condições ambientais adversas (Heydecker et al., 1975;

Khan et al., 1978; Henckel, 1982; Thanos e Georghiou, 1988; Prisco et al., 1992; Orta et al., 1993 a; b).

Por outro lado, o condicionamento mátrico é um dos mais recentes processos de pré-tratamento de sementes, podendo melhorar a germinação de sementes de muitas espécies.

O processo consiste em condicionar as sementes em uma matriz sólida ou semi-sólida umedecida. As matrizes sólidas mais utilizadas são a vermiculita em camadas, argila expandida calcinada, gel de polipropionato sódico ou silicato cálcio sintético (Khan e Patasznik, 1992).

A diferença do condicionamento hídrico, o qual é realizado em meio líquido, é que o condicionamento mátrico se produz em meio sólido e seu emprego se baseia na semelhança das condições do meio em que a semente deve germinar. Dentre as mudanças morfológicas observadas após o condicionamento das sementes, constatam-se a hidrólise do endosperma influenciando na velocidade de germinação das sementes (Finch-Savage, 1995).

Quando se efetua a semeadura das sementes de algodão, é necessário o contato da semente com o meio, semelhantemente ao que ocorre no pré-tratamento mátrico que permite avaliar os diferentes sistemas de contato (sementes x matriz sólida x água). A partir de uma combinação: sementes x matriz x água (1:

0,25: 1,50) recomendada por Khan et al. (1990), busca-se a resposta de outras combinações, modificando apenas um dos integrantes do meio, a água.

Para a germinação de sementes em regiões caracterizadas por condições do meio ambiente extremas de altas temperaturas e baixa precipitação, a utilização do condicionamento mátrico, segundo Taylor et al. (1988), evitaria o processo de termo dormência das sementes que ocorre em solos quentes. E ainda, Khan et al.

(1995) afirma que o uso de uma matriz sólida é

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mais eficiente que o condicionamento osmótico nos tratamentos de pré-emergência em condições de baixo potencial hídrico do solo, em razão de as sementes, submetidas a tais situações, apresentarem danos por embebição.

Diante das considerações anteriores o presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito do condicionamento hídrico e mátrico sobre a qualidade fisiológica de sementes deslintadas de algodão herbáceo da cultivar Panton.

MATERIAL E MÉTODOS

Este ensaio foi conduzido no Laboratório de Fitotecnia da Universidade Politécnica de Madrid (UPM), Espanha, no período de março a setembro de 2006. As sementes de algodão da cultivar Panton foram provenientes dos campos irrigados de produção de sementes certificadas da empresa Monsanto de Sevilla, Espanha.

As sementes de algodão com línter (3 kg) foram submetidas ao processo de deslintamento químico, na proporção de 1 litro de ácido sulfúrico para 7 kg de sementes (Queiroga et al., 2001), sendo posteriormente submetidas ao efeito do condicionamento osmótico e hídrico.

Com relação ao pré-condicionamento hídrico, foram testadas duas formas de hidratação, ou seja, as sementes foram hidratadas com e sem renovação de água (água corrente).

O condicionamento hídrico consistiu em colocar 100 g de sementes deslintadas dentro de um becker com capacidade de 2 litros. Em seguida, foi adicionado 1000 mL de água e as sementes ficaram imersas durante os períodos de 0, 1, 2, 4, 8 e 24 h. No condicionamento sem renovação da água, a quantidade de água adicionada às sementes foi mantida até o final do período de reidratação (Figura 1). Por outro lado, no condicionamento com renovação de água, instalou-se uma torneira sobre o recipiente contendo as sementes com água, a qual permanecia aberta, para renovação da água durante o período de reidratação. Em cada tempo de embebição pré-determinado, foi retirada uma amostra de 130 sementes. Após seleção manual, apenas 100 sementes de cada amostra foram submetidas aos testes de germinação e vigor.

Figura 1. Ilustração das sementes (vermelhas) dentro do Becker com água (azul), submetidas ao condicionamento hídrico sem renovação da água (estado estacionário) e com renovação de água. O becker ficava transbordando a água da torneira ligada por 24 horas.

No tocante ao condicionamento mátrico, foi empregado o pó de “algalita”, o qual é um subproduto extraído de algas marinhas produzido pela empresa Hispanagar de Burgos, Espanha. As composições químicas da algalita em potássio, sódio, cálcio e magnésio foram de 22,62; 8,15; 31,64 e 15,94 meq/100 g, respectivamente, sendo o pH de 8,4.

Os tratamentos foram representados pela combinação: sementes (100g) x matriz sólida (1000g) x água, modificando apenas o teor de água (10, 25, 50, 75 e 100 mL), utilizando vários períodos de condicionamento mátrico (0, 1, 4, 8, 16 e 32 dias). Para cada teor de água eram colocadas 100 g de sementes em um pequeno tambor de aço inoxidável, que girava por acionamento mecânico. Com o tambor em movimento numa inclinação de 45º, foi adicionado um quilo do pó de “algalita”. Em seguida, misturaram-se lentamente ao meio contendo as sementes e a matriz sólida, as quantidades de água de acordo com os tratamentos.

Esta preparação da matriz sólida combinando as proporções adequadas (0,1: 1 : 0,1) de Sementes (S), Matriz (M) e Água (A), foi recomendado para as sementes de algodão por Durán et al. (1997). Na Figura 2, encontra- se uma ilustração do condicionamento mátrico da semente.

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Figura 2. Ilustração da competição entre a semente (verde) e a matriz sólida (bege) em relação à água (azul).

Após adicionarem diferentes teores de umidade ao meio (10, 25, 50, 75 e 100 mL) para caracterizar cada tratamento, as sementes permaneceram imersas na matriz sólida durante os seguintes períodos: 0 (ausência S:M:A), 1, 4, 8, 16 e 32 dias, sendo mantida a mistura dos três integrantes dentro de um depósito de plástico (2 kg) com tampa em estado estacionário (Figura 3), sob condições controladas de 20 ºC e no escuro (germinador).

Figura 3. Apresentação dos tratamentos condicionados na matriz sólida (pó de algalita) dentro de um germinador tipo BOD.

Em cada período de condicionamento estudado, as variáveis analisadas foram porcentagem de germinação e comprimento de plântulas (vigor). Para cada repetição de 25 sementes do teste de germinação, as sementes foram colocadas para germinar em uma folha sanfonada de papel germitest, tendo outra folha lisa envolvendo a primeira. Em seguida, ambas as folhas foram umedecidas com água destilada na proporção de três vezes o seu peso, sendo finalmente acondicionadas em germinador com temperatura de 25ºC e fotoperíodo de 24 horas.

Com relação ao ensaio de comprimento de plântula, o mesmo foi desenvolvido com quatro repetições de 10 sementes para cada tratamento, sendo realizado em conjunto com o teste de germinação. O comprimento da plântula (radícula + hipocótilo) foi medido em milímetros, aos quatro dias após o início do teste de germinação. Apenas as plântulas normais foram medidas e os resultados expressos como média do vigor. Estas

avaliações foram realizadas de acordo com as Regras para Análise de Sementes (Brasil, 1992), apenas modificando a quantidade de 25 sementes por repetição para o teste de germinação.

O delineamento experimental utilizado foi inteiramente ao acaso com quatro repetições. Os resultados obtidos foram submetidos à análise de variância e regressão.

RESULTADOS E DISCUSSÃO De acordo com os resultados obtidos na Figura 4, verificou-se que a variação dos dados está explicitada pela equação de regressão entre a variável germinação versus períodos de condicionamento em água, sendo que a equação cúbica foi a que melhor ajustou os tratamentos

“sem renovação de água”(r²=0,99) e “com renovação de água”( r²=0,33).

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0 20 40 60 80 100

0 1 2 4 8 24

Período de condicionamento em água (h)

Germinação (%)

Sem Renovação Y=96,78536-6,48435X+0,777X²-0,02429X³ R²=0,99 Com Renovação Y=93,57369-5,09078X+0,85023X²-0,0269X³ R²=0,33

Figura 4. Germinação das sementes de algodão, cv. Panton, em função dos períodos de condicionamento e duas formas de reidratação: sem renovação de água e com renovação de água.

Madrid - Espanha, 2006.

Em comparação com a testemunha (ausência de condicionamento hídrico), houve um pequeno decréscimo da germinação das sementes de algodão ao longo do período de condicionamento em água, sendo mais acentuado no tratamento sem renovação de água. Este fato, provavelmente ocorreu em decorrência do desenvolvimento de fungos nas sementes quando imersas em água nos testes de laboratório, cuja incidência fúngica foi maior nas sementes submetidas ao tratamento sem renovação de água, a partir de 24 horas.

Provavelmente, a percentagem de germinação com o condicionamento hídrico seria mais elevada, com a utilização de sementes tratadas com fungicidas.

Por sua vez, o condicionamento hídrico com renovação de água proporcionou um maior potencial germinativo das sementes em relação ao tratamento “sem renovação de água”, durante os tempos de hidratação, em especial, a partir do período de 4 horas. Provavelmente, esta resposta diferenciada de germinação das sementes de algodão submetidas ao condicionamento, sem renovação de água, tenha sido influenciada pela maior incidência de fungos.

Com base nos resultados obtidos na Figura 5, observa-se que a variação dos dados está explicitada pela equação de regressão entre as variáveis vigor das sementes versus períodos de condicionamento em água, sendo que a

equação quadrática foi a que melhor ajustou os tratamentos “sem renovação de água”(r²=0,56) e “com renovação de água”( r²=0,85).

Com relação ao vigor (Figura 5), constata-se que as sementes submetidas ao condicionamento hídrico apresentaram maior vigor em comparação às sementes não hidratadas (0 h de imersão), exceto para as sementes condicionadas em água sem renovação por um período de 24 horas. Os tempos de 4, 8 e 24 horas de embebição das sementes com água corrente proporcionaram maior vigor das sementes em relação ao tratamento sem renovação de água. De modo geral, estas sementes não condicionadas apresentaram um vigor inferior em relação aos demais tratamentos de condicionamento hídrico. Aumentos no vigor das sementes condicionadas também foram observados por Heydecker et al. (1973); Khan et al.(1978);

Henckel (1982) e Orta et al. (1993). Vale ressaltar que, normalmente, os resultados dos testes de vigor são mais eficientes que o teste de germinação para detectar pequenas modificações fisiológicas ocorridas nas sementes submetidas aos distintos tempos de embebição parcial (condicionamento hídrico).

Para os resultados obtidos na Figura 6, verifica-se que a variação dos dados está explicitada pela equação de regressão entre a variável percentagem de germinação versus períodos de condicionamento mátrico, sendo

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que a equação raiz cúbica foi a que melhor ajustou os diferentes níveis de água na matriz sólida: 0,10 mL (r²=0,46); 0,25 mL (r²=0,97);

0,50 mL (r²=0,85); 0,75 mL (r²=0,28); e 1,00 mL ( r²=0,40).

0 20 40 60 80 100

0 1 2 4 8 24

Período de condicionamento em água (h)

Vigor (mm)

Sem Renovação Y=39,04798+5,58458X-0,23739X² R²=0,56 Com Renovação Y=31,69745+8,43089X-0,26826X² R²=0,85

Figura 5. Vigor das sementes de algodão, cv. Panton, em função dos períodos de condicionamento e duas formas de reidratação: sem renovação de água e com renovação de água. Madrid - Espanha, 2006.

70 75 80 85 90 95

0 1 4 8 16 32

Período de condicionamento na matriz sólida (dia)

Germinação (%)

T 0,10mL Y=84,48674+0,98813X-0,09844X²+0,00194X³ R²=0,46 T 0,25mL Y=80,3+2,6667X-0,24796X²+0,00529X³ R²=0,97 T 0,50mL Y=82,76194+2,84305X-0,27698X²+0,00601X³ R²=0,85 T 0,75mL Y=84,2347+0,5657X-0,0602X²+0,0012X³ R²=0,28 T 1,OOmL Y=84,6093+0,24738X-0,06896X²+0,00193X³ R²=0,40

Figura 6. Germinação das sementes deslintadas de algodão (Gossypium hirsutum, L cv. “Panton”) submetidas aos diferentes níveis de umidade da matriz sólida, em função dos períodos de condicionamento. Madrid - Espanha, 2006.

A germinação das sementes foi elevada, com porcentagem superior a 80 % na maioria dos tratamentos (Figura 6). Os dados obtidos revelaram efeito positivo das interações entre

níveis de umidade na matriz sólida e período de condicionamento sobre a germinação das sementes de algodão, com a tendência de maior germinação para a maioria dos

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tratamentos estudados, exceto para o tratamento 1,0 mL; quando as sementes permaneceram imersas na matriz sólida ao longo do período de 32 dias, em comparação com a testemunha. Estes resultados estão em conformidade com as afirmações feitas por Khan & Patasznik (1992), quando enfatizam que o condicionamento mátrico pode melhorar a germinação das sementes de muitas espécies.

Nos períodos de exposição das sementes á matriz sólida de 4, 8 e 32 dias, o tratamento 0,50 mL apresentou um aumento germinativo.

Já nos períodos de 1 e 16 dias, o mesmo tratamento sofreu uma ligeira redução na germinação das sementes. Este mesmo comportamento foi obtido pelo nível de umidade de 0,25 mL, seguindo a curva de germinação ligeiramente abaixo do tratamento 0,50mL. Vale destacar que os tratamentos 0,25

mL (r²=0,97) e 0,50 mL (r²=0,85) apresentaram os maiores coeficientes de determinação.

Com relação aos demais tratamentos utilizados no ensaio, houve uma oscilação de ligeira subida e descida da germinação, quando as sementes foram submetidas aos vários períodos (1, 4, 8, 16 e 32 dias) de imersão no pó de “algalita” com diferentes teores de umidade (10, 25, 50, 75 e 100 mL).

Com base nos resultados obtidos na Figura 7, verifica-se que a variação dos dados está explicitada pela equação de regressão entre a variável vigor das sementes versus períodos de condicionamento mátrico, sendo que a equação quadrática foi a que melhor ajustou os diferentes níveis de água na matriz sólida: 0,10 mL (r²=0,88); 0,25 mL (r²=0,96); 0,50 mL (r²=0,95); 0,75 mL (r²=0,97); e 1,00 mL ( r²=0,76).

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0

0 1 4 8 16 32

Período de condicionamento na matriz sólida (dia)

Vigor (mm)

T 0,10mL Y=13,88+2,438X-0,05648X² R²=0,88 T 0,25mL Y=11,2532+2,35458X-0,04726X² R²=0,96 T 0,50mL Y=10,19146+4,184X-0,08605X² R²=0,95 T 0,75mL Y=11,09499+3,13395X-0,06867X² R²=0,97 T 1,OOmL Y=11,10664+3,32532X-0,07632X² R²=0,76

Figura 7. Vigor das sementes deslintadas de algodão (Gossypium hirsutum, L cv. “Panton”) submetidas aos diferentes níveis de umidade da matriz sólida, em função dos períodos de condicionamento. Madrid - Espanha, 2006.

Tomando-se como base a testemunha da Figura 7, observa-se que houve uma tendência de incremento do vigor á medida que aumentou o tempo de exposição das sementes á matriz sólida, para todos os níveis de umidade (0,1, 0,25, 0,5; 0,75 e 1,00 mL). Esta maior competição por água entre a matriz sólida e as sementes, provavelmente seja determinante para esclarecer que os processos metabólicos

pré-germinativos (hidrólise do endosperma) tenham influenciando na velocidade de germinação (vigor) das sementes (Finch- Savage, 1995).

Mais uma vez, vale destacar o comportamento do tratamento com 0,50 mL de água na matriz sólida que aumentou gradativamente o vigor das sementes ao longo de todo o período de imersão estudado,

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alcançando vigor máximo aos 32 dias. Esta resposta crescente do tratamento com 0,5 mL de água pode servir de critério para definir este tratamento como o que melhor se ajustou ao efeito dos diferentes períodos de tempo de exposição das sementes à matriz sólida.

Além de simular o meio em que a semente deve germinar, essa técnica de condicionamento hídrico e mátrico poderá permitir a recuperação da qualidade fisiológica (revigoramento) das sementes oleaginosas armazenadas em pequenas quantidades no Banco Ativo de Germoplasmas da Embrapa Algodão.

CONCLUSÕES

O condicionamento hídrico permitiu maior vigor das sementes de algodão deslintadas da cultivar Panton.

Com exceção do tratamento com teor de 1,00 mL água, houve uma tendência de aumento na germinação das sementes ao longo dos períodos de condicionamento na matriz sólida em relação á testemunha.

Houve um aumento no vigor das sementes condicionadas com diferentes níveis de umidade na matriz sólida em comparação à testemunha

A capacidade de revigoramento do tratamento com 0,50 mL de água foi comprovada á medida que aumentou o tempo de exposição das sementes á matriz sólida.

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