UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS
FACULDADE DE AGRONOMIA ELISEU MACIEL PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SEMENTES
MÉTODOS PARA SUPERAÇÃO DA DORMÊNCIA DE SEMENTES DE TABACO.
JANICE REGINA GMACH
Dissertação apresentada à Faculdade de Agronomia "Eliseu Maciel" da Universidade Federal de Pelotas, sob a orientação do Prof. Dr. Orlando Antonio Lucca Filho, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Sementes, para obtenção do título de Mestre Profissional em Ciência e Tecnologia de Sementes.
PELOTAS
Rio Grande do Sul – Brasil Agosto de 2008
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS
FACULDADE DE AGRONOMIA ELISEU MACIEL PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SEMENTES
MÉTODOS PARA SUPERAÇÃO DA DORMÊNCIA DE SEMENTES DE TABACO.
JANICE REGINA GMACH
Dissertação apresentada à Faculdade de Agronomia "Eliseu Maciel" da Universidade Federal de Pelotas, sob a orientação do Prof. Dr. Orlando Antonio Lucca Filho, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Sementes, para obtenção do título de Mestre Profissional em Ciência e Tecnologia de Sementes.
PELOTAS
Rio Grande do Sul – Brasil Agosto de 2008
Orientação:
Orientador: Prof. Dr. Orlando Antonio Lucca Filho /FAEM/UFPel.
Banca examinadora:
__________________________________________ Dra. Maria Ângela André Tillmann
__________________________________________ Dr. Paulo Dejalma Zimmer
__________________________________________ Dr. Geri Eduardo Meneghello
Aos meus pais, Albino e Regina,
pela vida, amor e apoio constante,
e ao Junior, pelo amor, companheirismo,
e paciência.
Ofereço.
A Deus que me criou e me
deu sabedoria, saúde e forças
para crescer, lutar e conquistar.
Em primeiro lugar agradeço a Deus, por ter me proporcionado tudo o que tenho, como saúde, sabedoria e força, colocando em minha vida oportunidades e pessoas maravilhosas que me ajudam e me completam.
Aos meus pais, Albino e Regina por terem me colocado no mundo e ajudado a me tornar a pessoa que sou hoje, MESTRE!!!!!!!! Obrigada pelo carinho, amor, dedicação e principalmente por todas as oportunidades que vocês me proporcionaram... obrigada mesmo!
Um agradecimento muito especial ao Dr. Orlando Antônio Lucca Filho, pela orientação, amizade, incentivo e confiança no meu trabalho, me ajudando a ver a pesquisa de forma diferenciada, crescendo cada vez mais!
À amiga Gizele, pela orientação, compreensão, amizade e por todo o auxílio, estando ao meu lado em todos os momentos e me ajudando na realização de mais uma conquista.
Ao meu amado Junior, pelo amor, companheirismo, incentivo e pela orientação! Agradeço a Deus por você existir e estar sempre ao meu lado. Obrigada por tudo, sem você seria mais difícil chegar até aqui!
A toda minha família, em especial aos meus quatro irmãos, que estiveram sempre ao meu lado, desde pequena, me ajudando sempre que possível, em especial ao Jaça e a Ita, que no decorrer deste ano nos deram esse presente maravilhoso, o Mateus!
À minha querida professora e amiga Maria Teresa, que me colocou neste mundo das sementes, e que durante o tempo de faculdade caminhou junto comigo em todos os momentos... amiga para todas as horas!
A Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel, pela oportunidade de fazer um Mestrado antes visto como impossível, e aos professores do Programa de Pós-Graduação de Ciência e Tecnologia de Sementes, pois alem de educadores vocês sempre foram amigos inesquecíveis, companheiros dentro e fora da FAEM.
Ao Maurílio, aos funcionários da UPS e da UIS e a toda Companhia Souza Cruz, que além da oportunidade de trabalho, disponibilizou material, instalações e as
deste projeto. As amigas que me ajudaram em todas as horas, Ana pelas analises, Joana pelo carinho e disposição, Nirce pela paciência e dedicação, e a todas outras amigas que não citei, muito obrigada por tudo.
Aos colegas e amigos do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Sementes, quem fizeram parte da minha volta às aulas como estudante, pelo companheirismo, compreensão e amizade, mesmo nos momentos de ausência! Eu me senti em casa em todos os períodos que precisei ficar longe, afinal “companheiro é companheiro”. Principalmente as amigas Aline pelo companheirismo e a Fernanda pelo exemplo de vida, vocês são muitos especiais.
“Os melhores estrategistas
nunca são impulsivos.
Os melhores líderes
nunca são arrogantes.”
de Tabaco. 2008. 70f. Dissertação (Mestrado) - Programa de Pós-Graduação em
Ciência e Tecnologia de Sementes. Universidade Federal de Pelotas, Pelotas.
RESUMO
A crescente modernização na produção agrícola, assim como a utilização de sementes pequenas e de alto custo, geralmente com desperdícios na semeadura e no descarte de mudas, recomendam o uso de técnicas como a peletização de sementes. No entanto, o uso de sementes peletizadas pode apresentar também alguns problemas, pois o pélete formado ao redor da semente pode afetar seu desempenho durante a germinação. O cultivo do tabaco constitui-se em uma das principais atividades agrícolas da região Sul do Brasil, devido ao sistema de produção que possibilita o cultivo em pequenas áreas, com boa remuneração para os pequenos agricultores, o que lhe confere relevante papel sócio-econômico, além de se constituir em matéria prima para um importante complexo industrial. Seu plantio é feito por meio de sementes, cujo tamanho reduzido dificulta o seu manuseio, essas sementes apresentam dificuldades na germinação, apresentando níveis variáveis de dormência em sementes peletizadas, fato este não observado em sementes nuas. O presente trabalho teve por objetivo verificar a eficiência do uso de AG3 e KNO3 como método de superação de dormência em sementes peletizadas de
tabaco, bem como a utilização de duas metodologias para avaliação de germinação de sementes peletizadas de tabaco. Os resultados demonstram que o nitrato de potássio apresentou maiores percentuais de germinação em sementes peletizadas em ambos os cultivares e que a metodologia do UC (Umedecimento Contínuo) é mais sensível ás respostas de sementes de tabaco peletizadas.
70f. Dissertação (Mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Sementes. Universidade Federal de Pelotas, Pelotas.
ABSTRACT
The growing modernization in agricultural production and the use of small and high cost seeds, usually with the waste of sowing and the disposal seedlings recommend the use of techniques such as pelleting of seeds. However, the use of pelleted seeds may present some problems because the pellet formed around the seed can affect their performance during the germination. The cultivation of tobacco is in itself one of the major agricultural activities in the South Region of Brazil, due to the system of production that allows the cultivation in small areas, with profit to small farmers, giving it relevant socioeconomic role, besides providing raw material for a major industrial complex. Its planting is done through seeds, whose small size hinders its handling, these seeds have difficulties in germination, showing dormancy varying levels in pelleted seeds, a fact that is not seen in raw seeds. This study aimed to verify the efficiency of the use of GA3 and KNO3 as a method of overcoming
dormancy in tobacco pelleted seeds, as well as use of two methods for evaluation of tobacco pelleted seeds germination. The results show that the potassium nitrate showed higher percentage of germination in pelleted seeds in both varieties and that the methodology UC (moisture continues) is more sensitive to responses of tobacco pelleted seeds.
FIGURA 1: Germinação de sementes nuas de tabaco, obtidas pela metodologia
RAS. ... 36
FIGURA 2: Teste de germinação de sementes peletizadas de tabaco do cultivar CSC 463, na metodologia RAS. ... 37
FIGURA 3: Germinação de sementes peletizadas de tabaco do cultivar CSC 231, obtidas pela metodologia RAS. ... 37
FIGURA 4: Implantação do teste de germinação na metodologia UC. ... 38
FIGURA 5: Detalhe da placa de acrílico com furo central, por onde passa a tira de papel mata-borrão, conforme metodologia UC para o teste de germinação. ... 39
FIGURA 6: Demonstração da forma de colocação do papel substrato no teste de germinação de sementes, conforme metodologia UC. ... 40
FIGURA 7: Sistema float. ... 41
FIGURA 8: Semeação realizada em sistema float. ... 42
FIGURA 9: Emergência de sementes de tabaco em sistema float. ... 42
FIGURA 10: Emergência de sementes nuas de tabaco do híbrido CSC 463 tratadas com diferentes doses de ácido giberélico e de nitrato de potássio, avaliadas por diferentes metodologias. ... 44
FIGURA 11: Emergência de sementes peletizadas de tabaco do híbrido CSC 463 tratadas com diferentes doses de ácido giberélico e de nitrato de potássio, avaliadas por diferentes metodologias. ... 44
FIGURA 12: Germinação de sementes nuas de tabaco do híbrido CSC 463 tratadas com diferentes doses de ácido giberélico e de nitrato de potássio, avaliadas por diferentes metodologias. ... 46
FIGURA 13: Germinação de sementes peletizadas de tabaco do híbrido CSC 463 tratadas com diferentes doses de ácido giberélico e de nitrato de potássio, avaliadas por diferentes metodologias. ... 46
FIGURA 14: Emergência de sementes nuas de tabaco do híbrido CSC 231 tratadas com diferentes doses de ácido giberélico e de nitrato de potássio, avaliadas por diferentes metodologias. ... 50
FIGURA 15: Emergência de sementes peletizadas de tabaco do híbrido CSC 231 tratadas com diferentes doses de ácido giberélico e de nitrato de potássio, avaliadas por diferentes metodologias. ... 50
com diferentes doses de ácido giberélico e de nitrato de potássio, avaliadas por diferentes metodologias. ... 53 FIGURA 17: Germinação de sementes peletizadas de tabaco do híbrido CSC 231 tratadas com diferentes doses de ácido giberélico e de nitrato de potássio, avaliadas por diferentes metodologias. ... 53 FIGURA 18: Germinação de sementes peletizadas de tabaco do híbrido CSC 463 tratadas com ácido giberélico e de nitrato de potássio, avaliadas por três metodologias. ... 56 FIGURA 19: Germinação de sementes peletizadas de tabaco do híbrido CSC 231 tratadas com ácido giberélico e de nitrato de potássio, avaliadas por três metodologias. ... 57
TABELA 1. Resultados obtidos na primeira contagem do teste de germinação de sementes nuas e peletizadas de tabaco do híbrido CSC 463 tratadas com diferentes doses de ácido giberélico e de nitrato de potássio, avaliadas por diferentes metodologias. ... 43 TABELA 2. Percentagem de germinação de sementes nuas e peletizadas de tabaco do híbrido CSC 463 tratadas com diferentes doses de ácido giberélico e de nitrato de potássio, avaliadas por diferentes metodologias. ... 45 TABELA 3. Resultados obtidos na primeira contagem do teste de germinação de sementes nuas e peletizadas de tabaco do híbrido CSC 231 tratadas com diferentes doses de ácido giberélico e de nitrato de potássio, avaliadas por diferentes metodologias. ... 49 TABELA 4. Percentagem de germinação em sementes nuas e peletizadas de tabaco do híbrido CSC 231 tratadas com diferentes doses de ácido giberélico e de nitrato de potássio, avaliadas por diferentes metodologias. ... 52 TABELA 5. Percentagem média de germinação em sementes peletizadas de tabaco do híbrido CSC 463 tratadas com ácido giberélico e nitrato de potássio, avaliadas por três metodologias. ... 55 TABELA 6. Percentagem média de germinação em sementes peletizadas de tabaco do híbrido CSC 231 tratadas com ácido giberélico e nitrato de potássio, avaliadas por três metodologias. ... 56
LISTA DE FIGURAS ... 9 LISTA DE TABELAS ... 11 SUMÁRIO ... 12 1 INTRODUÇÃO ... 14 2 REVISÃO BIBLIOGRAFICA ... 16 2.1 Importância da cultura ... 16
2.1.1 Importância Econômica do Tabaco para a Região Sul do Brasil ... 16
2.2 Descrição e Caracterização da Espécie ... 18
2.2.1 Sementes de Nicotiana. ... 19
2.2.2 Qualidade de Sementes ... 20
2.2.3 Germinação de Sementes ... 21
2.2.4 Dormência de Sementes ... 22
2.2.5 Definição e Características Gerais da Dormência ... 23
2.2.6 Causas da Dormência de Sementes ... 23
2.2.7 Origem da Dormência ... 24
2.2.7.1 Dormência de Sementes de Tabaco ... 25
2.2.8 Regulação Molecular da Dormência Fisiológica Não Profunda ... 26
2.2.8.1 Hormônios Vegetais ... 26
2.2.8.1.1 Ácido Giberélico ... 27
2.2.8.2 Nitratos ... 28
2.2.8.3 Luz ... 30
2.2.9 Métodos de Superação da Dormência de Sementes de Tabaco ... 31
2.2.10 Restrições para a Agricultura. ... 32
2.3 Peletização de Sementes ... 32 3 MATERIAL E MÉTODOS ... 35 3.1 Análises ... 36 3.1.1 Teste de Germinação ... 36 3.1.2 Emergência a campo ... 40 3.2 Resultados e Discussão ... 43 3.2.1 Análise complementar. ... 55 3.3 Considerações Finais ... 59 4 CONCLUSÕES ... 60
1 INTRODUÇÃO
O cultivo do tabaco constitui-se em uma das principais atividades agrícolas da região Sul do Brasil, devido ao sistema de produção que possibilita o cultivo em pequenas áreas, com boa remuneração para os pequenos agricultores, o que lhe confere relevante papel sócio-econômico, além de se constituir em matéria prima para um importante complexo industrial.
A fumicultura é uma das atividades agroindustriais de maior importância econômica e social na região Sul do Brasil. Desenvolvida em quase 800 municípios do Rio Grande do Sul, Santa Catarina e Paraná, a produção de tabaco, em fase de comercialização, deve alcançar 678 mil toneladas na safra 2007/2008. A área cultivada nessa safra foi de aproximadamente 344,3 mil hectares, envolvendo 182 mil famílias de agricultores partícipes desse ciclo produtivo, as quais constituíram um universo de mais de 800 mil pessoas no meio rural. Na safra (2006/2007) a produção de 760 mil toneladas proporcionou receita da ordem de R$ 3,2 bilhões às famílias produtoras. (SINDIFUMO, 2008).
A evolução tecnológica da indústria do tabaco brasileira é um dos fatores responsáveis pelo crescimento do setor no mercado internacional, a qual fez com que o Brasil figure, desde 1993, como maior exportador mundial do produto, além de ser referência na industrialização do tabaco (SINDIFUMO, 2008).
Atualmente os avanços obtidos com o emprego de novos cultivares e técnicas de manejo do solo e cultivo, contribuem para o crescimento da produtividade no setor da fumicultura brasileira. Entre estes avanços, inclui-se o uso de cultivares resistentes às pragas e doenças, adaptadas às condições de solo e clima da região em que são plantadas, bem como a utilização de sementes de qualidade. As sementes são o sistema de entrega de biotecnologia agrícola. O menor consumo de sementes pode viabilizar a utilização de semente de melhor qualidade genética, especialmente as sementes híbridas.
O uso de sementes peletizadas, dentro dos altos padrões de qualidade é uma das alternativas buscadas para reduzir custos com insumos e mão de obra na produção de tabaco. A peletização é o agrupamento das sementes em pequenos grânulos, com proteção e nutrientes, que facilita o plantio, agrega mais qualidade e reduz os custos para os agricultores. A disponibilidade de sementes revestidas tem também contribuído para o desenvolvimento da semeadura com precisão.
Estudos realizados comprovam que a qualidade das sementes peletizadas não é afetada simplesmente pela peletização, porém existem ainda muitas controvérsias em relação à dificuldade ou não de germinação das sementes peletizadas, no entanto, vários fatores podem afetar o desempenho das sementes.
A peletização de sementes de tabaco traz benefícios e algumas dificuldades, como a maior ocorrência de dormência, fato que se acredita ocorrer devido à camada do pélete além de ser uma barreira física, reduzir a intensidade luminosa que chega a semente durante a fase de germinação.
Regimes de temperatura, de luz e tratamentos químicos, entre os quais a aplicação de nitrato de potássio, são fatores que afetam a germinação de sementes (POPINIGIS, 1985; CARVALHO e NAKAGAWA, 1988); além disso, podem revelar diversos mecanismos de dormência, exigindo técnicas específicas para sua superação (KHAN, 1977).
Em sementes de diversas espécies, a dormência é ocasionada por um balanço hormonal desfavorável entre promotores, como as giberelinas (GAs), e inibidores da germinação, como o ácido abscísico (ABA) (BEWLEY E BLACK, 1994). Desta forma, alguns autores têm utilizado promotores de germinação, tais como giberelina e citocinina para promover a germinação das sementes. As giberelinas provocam, entre outras, a germinação e a quebra de dormência de sementes e gemas (SAMPAIO, 1998). O nitrato de potássio (KNO3) é outra substância que tem
sido utilizada para a superação da dormência de sementes (BRASIL, 1992).
A ausência de métodos adequados de avaliação da qualidade fisiológica das sementes peletizadas de tabaco, bem como as discordâncias nos resultados de pesquisas, tornam necessários mais estudos, que possibilitem a comparação de diferentes composições dos péletes e em diferentes espécies. Assim será possível verificar a influência da peletização das sementes na germinação e até que ponto esta afeta o estabelecimento e desenvolvimento inicial das plântulas no campo.
O presente trabalho tem por objetivo verificar a eficiência do uso de AG3 e
KNO3 como método de superação de dormência em sementes de tabaco, bem como
a utilização de duas metodologias para condução do teste de germinação das sementes.
2 REVISÃO BIBLIOGRAFICA
2.1 IMPORTÂNCIA DA CULTURA
A indústria de tabaco movimenta mais de US$ 5 bilhões por ano só no Brasil, produzindo uma receita fiscal de cerca de US$ 4 bilhões e gerando mais de 2 milhões de empregos, sendo cerca de 700 mil diretos, no campo e na indústria. No cenário mundial, o Brasil aparece como o maior exportador e segundo maior produtor, atrás somente da China (TOBACCO ATLAS, 2006).
A partir do início dos anos 90, o expressivo crescimento da fumicultura brasileira levou as empresas do setor a realizarem grandes investimentos na ampliação e modernização de suas unidades de beneficiamento e industrialização do produto. As indústrias de beneficiamento e industrialização de tabaco estão localizadas nos três estados do Sul do Brasil. Há unidades industriais nas cidades de Rio Negro, no estado do Paraná, e em Blumenau e Joinville, no estado de Santa Catarina. Já no Rio Grande do Sul, nos municípios de Santa Cruz do Sul, Venâncio Aires, Vera Cruz e Rio Pardo, o setor concentra o maior número de unidades industriais, constituindo o maior complexo de processamento de tabaco do mundo. Neste contexto, o setor fumageiro proporciona cerca de 30 mil empregos diretos em suas unidades industriais, contribuindo decisivamente com a geração de trabalho, renda e arrecadação de tributos nos municípios onde atua.
2.1.1 Importância Econômica do Tabaco para a Região Sul do Brasil
A industrialização do tabaco vem proporcionando cerca de 30 mil empregos diretos nas empresas do setor, instaladas no Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul. Do total produzido, 85% destinam-se ao mercado internacional, onde cerca de 100 países são abastecidos com tabaco brasileiro. Em 2007 as exportações do setor alcançaram 700 mil toneladas e divisas da ordem de US$ 2,2 bilhões/FOB. Com este desempenho, o tabaco se mantém na posição de terceiro produto agrícola na pauta de exportações primárias do Brasil, superado apenas pela soja e pelo café, e participa com cerca de 1,4% do total das vendas externas do país. Com esta
produção, o Brasil se destaca no cenário fumageiro mundial, ocupando as posições de 2º maior produtor mundial e, desde 1993, de maior exportador de tabaco do mundo (SINDIFUMO, 2008).
O complexo agroindustrial fumageiro do Sul do Brasil é responsável por uma movimentação financeira que supera os R$ 10 bilhões/ano, considerando-se as diversas etapas do processo produtivo e comercial, que vão desde a comercialização e financiamento dos insumos aos agricultores, aquisição da produção dos fumicultores, industrialização do produto, despesas com materiais, com energia e com fretes, pagamento de salários, até o recolhimento de tributos, comercialização no mercado doméstico e a exportação (SINDIFUMO, 2008).
Os produtores de tabaco do Sul do Brasil caracterizam-se por serem agricultores minifundiários. De acordo com dados da Associação dos Fumicultores do Brasil (AFUBRA, 2007), o perfil das propriedades dos fumicultores na safra 2006/2007 apresentava área média de 16,5 hectares, dos quais apenas 2,5 hectares, em média, são utilizados para o cultivo de tabaco. A área restante é destinada para atividades de subsistência, com destaque para a produção de milho e feijão ao término da safra de tabaco, lavouras anuais e permanentes, bem como para criações de animais, pastagens, açudes e, ainda, florestas. As florestas, tanto de mata nativa como reflorestadas, ocupam, em média, 27,3% da área das propriedades, o que representa um dos mais altos índices de cobertura florestal em pequena propriedade.
Segundo dados da Afubra (2007), a renda proporcionada pela cultura do tabaco representa, em média, 72% da receita obtida na propriedade, o que confirma que os agricultores têm na produção de tabaco sua principal fonte de renda. A utilização de apenas 15,2% da área das propriedades para o plantio de tabaco se deve, principalmente, ao grande volume de mão-de-obra que a cultura demanda que corresponde a aproximadamente 50% do custo de produção. Além do próprio tamanho das propriedades, o relevo bastante acidentado na maioria das regiões produtoras, dificultando mecanização da cultura, aliado ao regime de agricultura familiar, contribuem para a formação do perfil dos fumicultores do Sul do Brasil.
O setor fumageiro do Sul do Brasil é composto por empresas de pequeno, médio e grande porte. Estas empresas estão entre as mais sofisticadas do gênero no mundo, utilizando os mais modernos conceitos de produção e equipamentos de industrialização de última geração.
2.2 DESCRIÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DA ESPÉCIE
O gênero Nicotiana L. abriga uma série diversificada de espécies, sendo algumas tóxicas, outras ornamentais e até mesmo espécies possuidoras de substâncias inseticidas (anabasina, nicotina e a nornicotina), segundo Vieira et al., (2003). Já Nicotiana tabacum L. é amplamente conhecida por sua importância econômica, como fonte de matéria-prima para a indústria do fumo, por suas propriedades estimulantes e por serem muito utilizadas em investigações científicas nas áreas de farmácia, fisiologia, virologia e plantas transgênicas (GOODSPEED, 1954; HAWKES, 1999; HUNZIKER, 2001).
O gênero Nicotiana L. pertence à família Solanaceae, subfamília Cestroideae, tribo Nicotianeae e subtribo Nicotianinae. Nicotianeae é uma das oito tribos que compõem a subfamília Cestroideae, sendo formada por três subtribos (Nierembergiinae, Nicotianinae e Leptoglossinae) e oito gêneros, segundo Hunziker (2001), ou nove, segundo D’Arcy (1991).
Nicotiana tabacum L. é uma planta herbácea, com folhas grandes e flores tubulares, que apresenta o alcalóide nicotina. O gênero Nicotiana inclui algo como 65 espécies diferentes, entre as quais a Nicotiana tabacum de onde são produzidos todos os tabacos para cachimbos e cigarros. É uma planta de 90-180 cm de altura, cujas folhas vão amadurecendo a partir da base para cima, nas espécies e variedades de maior porte as folhas basais podem chegar aos 70-75 cm de comprimento. As flores, com cores variáveis (branco, púrpura, rosa, vermelho), aparecem no topo, acima das folhas menores e mais novas. São flores tubulares que possuem tanto os órgãos masculinos e os femininos, podendo tanto autofecundar-se ou ser fecundado pelo pólen de outras plantas de Nicotiana. As sementes que são produzidas através da fecundação contêm o embrião e as reservas nutricionais para serem utilizadas nos primeiros estágios do desenvolvimento. As sementes do tabaco são minúsculas, e produzidas em grande número, são de forma aproximadamente oval, cada 1000 sementes pesam em torno de 80 a 90mg, o que significa que para chegar a 1g podem ser necessárias até 12.000 sementes, estas são de longa vida se armazenadas em ambiente seco e temperatura ambiente.
A semente possui uma camada protetora externa em celulose, chamada de “testa”, a temperatura ideal para esta germinar é em torno de 21°C, sendo
necessária também a presença de luz, o que ocorre no prazo de uma semana. De todas as espécies Nicotiana, a N. tabacum é a mais plantada no mundo, é cultivada para a produção de folhas, que são transformadas em formas que possam ser fumadas, mastigadas, e inaladas. O gênero é nomeado em homenagem a Jean Nicot, que em 1561 foi o primeiro a apresentar o tabaco para o francês Royal Court. Nicotiana tabacum L. é uma espécie tetraplóide resultante da hibridização de Nicotiana sylvestris e Nicotiana tomentosiformis. Nicotiana pertence à família das solanáceas e subdivide-se em três subgenêros: Rustica, Tabaccum e Petunioides (GOODSPEED, 1954 apud REN; TIMKO, 2001). Tem como origem provável a América do Sul, mais precisamente o Noroeste da Argentina e a região dos Andes. É cultivada entre as latitudes de 60ºN e 38ºS (AKEHURST, 1981).
2.2.1 Sementes de Nicotiana.
Sementes de Nicotiana são do tipo Cestroideae membros do subgrupo das Solanáceas. O tabaco (Nicotiana tabacum) é um sistema modelo estabelecido para a germinação das sementes endospérmicas (KOORNNEEF et al., 2002; LEUBNER-METZGER, 2003).
A família Solanaceae pode ser dividida em dois grandes subgrupos (Judd et al., 1999). O subgrupo Cestroideae (ex. Nicotiana e Petunia), caracterizado por ter sementes com embriões retos a levemente torcidos, formas prismáticas a sub globosas, normalmente em cápsulas, e o subgrupo Solanoideae (ex. Capsicum, Lycopersicon e Physalis), caracterizado por ter sementes com embriões curvos e achatados, com formato discóide, normalmente em bagas (PETRUZZELLI et al., 2003).
Os dois tipos de sementes diferem em vários aspectos, o tomate um é modelo para o sistema de sementes do tipo Solanoideae e o tabaco é um modelo para o de sistema de sementes do tipo Cestroideae.
A ruptura do endosperma é a principal limitação do processo de germinação dos membros da Asteraceae (ex. alface) e da Solanaceae (ex. tomate, tabaco, pimenta e Datura spp.). O enfraquecimento do endosperma e um declínio na resistência mecânica do endosperma micropilar parecem ser necessários para que a germinação destas sementes seja concluída. No caso do tabaco, na maturidade da
semente o embrião é cercado por 3-5 camadas bastante espessas de células de endosperma.
Uma visível distinção entre a ruptura da testa e do endosperma parece ser um fenômeno geral das sementes do tipo Cestroideae, e não é encontrado nas sementes do tipo Solanoideae (PETRUZZELLI et al., 2003).
A ruptura da testa e do endosperma são eventos temporalmente distintos e separados durante a germinação das sementes do tabaco (ARCILA MOHAPATRA, 1983; LEUBNER-METZGER et al., 1995)
O desenvolvimento da semente é completado por um período de maturação quando diminui conteúdo de água, ABA e proteínas de armazenamento são acumuladas, e a tolerância dessecação e a dormência primária estão estabelecidas. Em muitas plantas, incluindo espécies Nicotiana, o ABA endógeno está envolvido na indução e também na manutenção do estado dormente. (HILHORST, 1995; BEWLEY, 1997B; LI E FOLEY, 1997; GRAPPIN et al., 2000; KOORNNEEF et al., 2002).
Sementes de tabaco colhidas 25 DAP (dias após a polinização) são castanho-escuras, os embriões estão maduros e os cotilédones são brancos, produtos da maturação são acumulados (genes específicos), a dormência esta estabelecida, a tolerância à dessecação é adquirida e o teor de umidade é baixa. (KINCAID, 1935; YAMAGUCHI-SHINOZAKI et al., 1990; JAKOBSEN et al., 1994; JIANG et al., 1996; PHILLIPS et al., 1997; LEUBNER-METZGER E MEINS, 2000).
2.2.2 Qualidade de Sementes
As sementes são o sistema de entrega de biotecnologia agrícola. A qualidade das sementes é um traço complexo que é determinado pela interação entre múltiplos fatores genéticos e condições ambientais, a alta qualidade das sementes conduz ao excelente desempenho das mudas no campo (FINCH, 1995).
Abordagens modernas para melhorar a qualidade, portanto, combinam a genética clássica, biologia molecular vegetal e uma variedade de tecnologias em sementes. Estas “biotecnologias em sementes” melhoram a qualidade fisiológica, o vigor e o sincronismo de estabelecer uma cultura no campo sob diversas condições ambientais.
As sementes, além da pureza genética e da pureza física, também devem apresentar qualidade fisiológica, caracterizada pelo alto poder de germinação, elevado vigor (baixa deterioração) e manter-se viável por longo período de tempo. (FLOSS, 2006).
A avaliação da qualidade fisiológica, que confere valor para fins de comercialização, é expressa principalmente, pelo teste de germinação, onde cada espécie exige determinadas condições, nas quais as sementes conseguem expressar o máximo potencial, pelo qual se podem comparar lotes e determinar o seu valor para a semeadura.
Os estudos básicos e aplicados da semente centram-se no crescimento do embrião e no estudo das diferentes camadas que cobrem a semente (por exemplo, testa, endosperma, pericarpo), que são causas determinantes da qualidade da semente e exibem a biodiversidade de estruturas da semente.
2.2.3 Germinação de Sementes
As sementes germinam quando as condições para o crescimento são favoráveis e elas não apresentam algum tipo de dormência. Obviamente, a primeira exigência para a germinação é a água. Além disso, a germinação ocorre em uma temperatura ótima. Existem temperaturas mais apropriadas para a germinação, assim como temperaturas limitantes, dependendo da espécie. (LABOURIAU, 1983; BASKIN e BASKIN, 1998). As sementes podem também requerer luz e nutrientes para que a germinação seja bem-sucedida. Fica claro que a exigência de um conjunto específico de condições para a germinação está relacionada às características particulares de cada espécie.
A germinação de sementes é controlada por fatores ambientais (luz, temperatura, água) e por hormônios reguladores endógenos da planta (giberelinas, ácido abscísico, etileno, auxina, citocininas, brassinosteróides). A utilização de hormônios vegetais e de inibidores da biossíntese nas tecnologias de tratamento das sementes afeta a germinação e emergência de plântulas.
Durante a maturação da semente, o embrião entra em uma fase quiescente em resposta à dessecação. Estas sementes germinarão se forem submetidas a condições ótimas como níveis adequados de água e oxigênio, temperatura
adequada e ausência de inibidores. Em muitos casos, sementes viáveis não irão germinar, apresentando, portanto o fenômeno denominado de dormência (TAIZ et al., 2004). Componentes do processo de germinação tais como embebição, respiração, síntese de ácidos nucléicos, proteínas e inúmeros outros eventos metabólicos, podem ocorrer em uma semente dormente, sem que haja protusão da radícula. (BEWLEY & BLACK, 1994). Para Baskin & Baskin, (1998) este processo, caracterizado pelo atraso da germinação, pode ser entendido como uma adaptação das espécies, permitindo que estas sobrevivam e colonizem novos ambientes após superar situações estressantes que as sementes venham a enfrentar.
Toledo & Marcos Filho (1997) citaram que a germinação é afetada por uma série de condições intrínsecas e extrínsecas, cujo conjunto é essencial para que o processo se realize normalmente. Alguns desses fatores são: disponibilidade de água, temperatura, pH do substrato, luz, oxigênio, maturidade fisiológica da semente, mecanismo de dormência entre outros.
O tamanho das sementes exerce influência nos processos de germinação, crescimento e sobrevivência das plântulas (HARPER et al. 1970; JURADO & WESTOBY 1992; ZHANG 1995; YANFUL & MAUN 1996). É de conhecimento que sementes pequenas são fotoblásticas positivas (BEWLEY & BLACK 1994).
A germinação de sementes fotodormentes está restrita às camadas mais superficiais do solo, onde as mesmas recebem luz, que é indispensável para superar a dormência. Isto é de extrema importância para sementes pequenas, devido às suas reservas, que constituem fator limitante para que a germinação ocorra em grandes profundidades. (VENABLE & BROWN 1988; BEWLEY & BLACK 1994). Portanto, é primordial que a germinação ocorra em local adequado, sendo este fator crucial para a sobrevivência de plântulas, cujas sementes têm tamanho reduzido (GRIME et al. 1981).
2.2.4 Dormência de Sementes
Algumas sementes são capazes de germinar logo após a fertilização e algum tempo antes do período normal de colheita, enquanto outras podem estar dormentes e exigirem um longo período de repouso ou de desenvolvimento adicional antes que a germinação possa ocorrer (RODRIGUES, 1988).
2.2.5 Definição e Características Gerais da Dormência
Pela definição de Carvalho e Nakagawa (2000), dormência é o fenômeno pelo qual, sementes de uma determinada espécie, mesmo sendo viáveis e tendo todas as condições ambientais para tanto, deixam de germinar.
Na agricultura, é desejável que as sementes de uma espécie tenham germinação rápida e uniforme. Contudo, mesmo sob condições ótimas de umidade, luz, temperatura e oxigênio, algumas espécies apresentam retardamento e, ou, desuniformidade na germinação devido ao fenômeno da dormência (SOUZA et al., 1980). Segundo Popinigis (1985), a dormência evoluiu como um mecanismo de sobrevivência das espécies em determinadas condições climáticas. O conhecimento das causas da incapacidade germinativa é importante para se encontrarem meios de superá-las (BIANCHETTI e RAMOS, 1981).
Na natureza é um recurso usado pelas plantas produtoras de sementes para perpetuação de suas espécies, já que o fenômeno da dormência impede que todas as sementes germinem na mesma época, aumentando sua chance de sobrevivência e diminuindo o risco de extinção da espécie (CARVALHO & NAKAGAWA 1983).
Em certos casos, os pesquisadores acreditam que a dormência de sementes embebidas se deve ao fato de o oxigênio não conseguir penetrar na semente através do tegumento, em quantidade e velocidade necessária à germinação. Sabe se também que os tegumentos de muitas sementes, quando saturadas de água, permitem a saída de CO2 muito mais rapidamente que a entrada de oxigênio. Em
geral, acredita se que uma atmosfera rica em CO2 contribui para tornar os
tegumentos das sementes mais permeáveis (METIVIER, 1979).
2.2.6 Causas da Dormência de Sementes
Carvalho e Nakagawa (2000) afirmaram que a dormência de sementes de plantas cultivadas é atribuída, usualmente, a tegumentos impermeáveis, à imaturidade fisiológica ou à colheita recente.
As principais causas de dormência das sementes são: Tegumento impermeável: as sementes com estas características são chamadas de sementes com tegumento duro, por não conseguirem absorver água e/ou oxigênio; Embrião
fisiologicamente imaturo ou rudimentar: no processo de maturidade da semente o embrião não está totalmente formado, sendo necessário dar condições favoráveis para o seu desenvolvimento; Substâncias inibidoras: são substâncias existentes nas sementes que podem impedir a sua germinação (ácido abscísico, cumarina, fenóis); Embrião dormente: o próprio embrião se encontra em estado de dormência, geralmente nesse caso a dormência é superada com choque térmico ou luz; Combinação de causas: necessariamente as sementes não apresentam somente um tipo de dormência, podendo haver na mesma espécie mais de uma causa de dormência.
A diversidade de mecanismos morfológicos e fisiológicos que tem evoluído no controle da dormência em resposta aos sinais ambientais faz necessária a identificação e separação de alguns componentes. Nesse sentido, aspectos tais como o local da origem do caráter, o momento no qual se origina e as propriedades morfológicas e fisiológicas das sementes que determinam o nível de resposta.
2.2.7 Origem da Dormência
A dormência e um caráter de natureza adaptativa, desde que acrescenta a sobrevivência da espécie através da otimização da distribuição da germinação ao longo do tempo. Como exemplo pode ser mencionado o fato de que, uma semente que germina na primavera após ter permanecido dormente ao longo do inverno, tem maior chance de ter a plântula estabelecida com sucesso em relação a aquela semente que germina imediatamente logo de sua dispersão no outono (KERMODE, 2005).
Portanto, dentre os mecanismos evolutivos estabelecidos nas diferentes espécies de plantas, a dispersão da semente num estágio já dormente e a possibilidade de ser induzida pelo ambiente a níveis mais profundos de dormência em etapas posteriores a dispersão são consideradas como dormência primária e dormência secundária, respectivamente.
2.2.7.1 Dormência de Sementes de Tabaco
Segundo Popinigis (1977), a dormência devido à impermeabilidade do tegumento ocorre principalmente em sementes de leguminosas, em muitas espécies florestais e em algumas espécies das famílias Malvaceae, Chenopodiaceae, Convolvulaceae, Liliaceae e Solanaceae.
O aparecimento de dormência em Nicotiana tabacum é correlacionado com um pico do conteúdo de ABA aproximadamente 15-20 dias após a polinização (DAP), e um rápido declínio de ABA ainda durante a maturação das sementes (YAMAGUCHI-SHINOZAKI et al., 1990; JIANG et al., 1996; PHILLIPS et al., 1997).
Dormência das sementes não está estabelecida em tabaco transgênico, a expressão de um anticorpo anti-ABA provoca deficiência de ABA livre, resultando em germinação precoce, embriões com cotilédones verdes, reduzido acúmulo de proteínas de armazenamento intolerância a dessecação (PHILLIPS et al., 1997). Os mutantes wilty aba1 e aba2 de Nicotiana plumbaginifolia, têm reduzido conteúdo ABA e exibem germinação precoce e reduzida dormência primária (MARIN et al., 1996; FREY et al., 1999; GRAPPIN et al., 2000).
Assim como em Arabidopsis e tomate segundo Hilhorst (1995), Bewley, (1997b), Li e Foley, (1997), em espécies de Nicotiana, apenas ABA produzido pelo próprio embrião, não ABA materno, é necessário para impor uma dormência duradoura.
A ruptura da testa (tegumento) e a ruptura do endosperma são eventos distintos na germinação das sementes do tabaco e há fortes indícios de que ambos, ruptura da testa e ruptura do endosperma são os fatores limitantes na germinação das sementes (LEUBNER-METZGER, 2003).
A resistência mecânica exercida em forma combinada pela testa e o endosperma, a qual é maior do que a força do potencial de crescimento do embrião aparece como a principal causa da dormência fisiológica não profunda em sementes de A. thaliana e espécies da Solananaceae (HILHORST, 1995; BEWLEY, 1997).
2.2.8 Regulação Molecular da Dormência Fisiológica Não Profunda
2.2.8.1 Hormônios Vegetais
Os fitormônios ou hormônios vegetais são substâncias estimuladoras do crescimento produzidas pelas plantas. Entre os principais hormônios vegetais estão as auxinas, as giberelinas, as citocininas e o etileno. As giberelinas provocam, entre outras, a germinação e a quebra de dormência de sementes e gemas (SAMPAIO, 1998).
Os vegetais também produzem moléculas sinalizadoras, os hormônios, responsáveis por efeitos marcantes no desenvolvimento em concentrações bastante pequenas. Até pouco tempo, acreditava-se que o desenvolvimento vegetal era regulado por apenas cinco tipos de hormônios: auxinas, giberelinas, citocininas, etileno e ácido abscísico. Entretanto, atualmente, há fortes evidências indicando a existência de hormônios vegetais esteróides, os brassinoesteróides, que produzem uma ampla gama de efeitos morfológicos no desenvolvimento vegetal (TAIZ; ZEIGER, 2004).
Weaver (1987) relata que a dormência pode ser resultado do balanço hormonal entre promotores e inibidores de crescimento. Da mesma forma, Bryant (1989) e Kigel & Galili (1995) concordam que a superação de dormência pode ser realizada pela mudança no balanço hormonal e que o ácido giberélico atua na promoção da germinação. Em sementes de cereais, as giberelinas ativam a síntese de enzimas que irão hidrolisar as reservas da semente, liberando energia para o crescimento do embrião, além de aumentar o alongamento celular, fazendo com que a radícula e a parte aérea possam desenvolver-se (SALISBURY & ROSS, 1992).
Segundo Cordoba (1976), as auxinas estariam envolvidas no processo de germinação, pois, indiretamente controla o transporte da giberelina do eixo embrionário para as células do endosperma.
As citocininas podem induzir a germinação em sementes fotossensíveis, como sementes de alface, da mesma forma que as giberelinas, sendo necessária uma alta concentração desse hormônio. (FLOSS, 2006).
Para Bryant (1989), os hormônios mostram algum tipo de ligação na superação de dormência entre dois fatores diferentes, luz e frio, especialmente nas
espécies em que qualquer um destes elementos é efetivo. A superação de dormência é ocasionada por uma mudança no balanço entre substâncias inibidoras de crescimento, como o ácido giberélico (GA). Isto poderia ocorrer devido a um decréscimo na quantidade de ABA, ou devido a um acréscimo na quantidade de GA, ou, ainda, devido a ambos. (FLOSS, 2006).
2.2.8.1.1 Ácido Giberélico
A giberelina, importante regulador endógeno de crescimento, produz diversos efeitos sobre o crescimento e desenvolvimento, destacando a indução da germinação em sementes, promoção do alongamento do hipocótilo e caule e regulação do desenvolvimento do pólen e indução floral. (PENG E HARBERD, 2002; RICHARDS et al., 2001). Respostas variadas à aplicação de ácido giberélico (AG3)
na germinação de sementes foram verificadas por Perez-Garcia e Durán (1990) em Onopordum nervosum Boiss (Asteraceae), Aoyama et al. (1996) em lavanda (Lavandula angustifilia Miller), Macchia et al. (2001) em Echinacea angustifolia DC (Asteraceae), e Ehlert (2000) em alfavaca cravo (Ocimum gratissimum L).
Segundo Castro (2002) e Carvalho et al. (1999), a giberelina envolve-se na quebra de dormência, hidrólise de reservas e amolecimento dos tecidos da semente (o ácido giberélico AG3 é o mais conhecido). O ácido giberélico (AG3) tem a
finalidade de acelerar a germinação de sementes e, com isso, reduzir o período de germinação, além de uniformizá-la (SOUSA, 2002).
A ação das giberelinas (GAs) ou dos ácidos giberélicos no processo germinativo é bem conhecido, segundo Metivier (1979) as mesmas atuam no controle da hidrólise do tecido de reserva para o fornecimento de energia ao embrião, promovendo, de acordo com Salisbury e Ross (1992) o alongamento celular, fazendo a radícula se desenvolva através do endosperma ou tegumento.
As giberelinas estão presentes, em diferentes quantidades, em todas as partes das plantas, no entanto as maiores concentrações são encontradas em sementes imaturas (RAVEN et al., 2001).
Especificamente, as giberelinas estimulam o alongamento celular, tornando possível à penetração das raízes através de barreiras que restringem o crescimento, como o envoltório da semente ou parede do fruto. Esse efeito da giberelina tem pelo
menos uma aplicação prática. O ácido giberélico acelera a germinação das sementes e assim assegura a uniformidade na germinação. Quando as sementes começam a germinação (disparada pela absorção de água), o embrião libera giberelinas, as quais se difundem para as células da aleurona e estimulam então a síntese de enzimas hidrolíticas, que digerem as reservas de nutrientes do endosperma amiláceo (TAIZ e ZEIGER, 1991). As giberelinas podem ser então utilizadas para adiantar a produção de sementes em plantas bianuais.
Resultados recentes indicam que as GAs reduzem a expressão e a ação de certos genes e proteínas que bloqueiam o crescimento e a germinação (FU et al., 2002; PENG E HARBERD, 2002). Mesmo quando embebidas e hidratadas algumas enzimas hidrolíticas essenciais são inibidas em sementes dormentes (ou em sementes que tenham sido expostas a condições naturais ou artificiais de indução de dormência).
Conforme a hipótese de balanço hormonal proposta por Karssen e Lacka (1986) apud Kucera et al. (2005), para o controle da dormência, o ABA e o AG3
atuam em diferentes momentos e sítios ao longo do ciclo de vida da semente. Nesse balanço, o ABA induz a dormência durante a maturação da semente enquanto o AG3
desempenha um papel fundamental na superação da dormência e a promoção da germinação.
Carvalho & Nakagawa (1988), consideram que a dormência de sementes resulta de um estado de equilíbrio entre substâncias inibidoras da germinação, tais como o ácido abscísico e cumarina, e substâncias que estimulam a germinação, sendo a giberelina a mais importante. Para que a germinação ocorra é necessário um restabelecimento do desequilíbrio favorável a giberelinas, podendo isto ocorrer pelo fornecimento de giberelina exógena.
2.2.8.2 Nitratos
O efeito do KNO3 na superação da dormência tem sido investigado há
muitos anos por vários autores como: Garber, Abdalla e Madhi (1974), Frank e Nabinger (1996), Eira (1983), Gazziero et al. (1991), os quais afirmam ser o nitrato de potássio um agente eficiente na promoção da germinação de muitas sementes dormentes.
A disponibilidade de nitratos é um requerimento para a superação da dormência em algumas espécies. Apesar de a imersão de sementes em KNO3, para
fins de superação de dormência, ter uso consagrado em laboratórios, o seu modo de ação ainda é bastante discutido. Alguns pesquisadores, dentre eles Frank e Nabinger (1996), aconselham o uso de KNO3 em sementes que possuem o
tegumento impermeável a gases. Acredita-se que o KNO3, entrando em contato com
substâncias existentes no pericarpo, amoleceram esse envoltório, facilitando as trocas gasosas.
O efeito positivo da adição de solução aquosa de nitrato de potássio ao substrato de germinação de sementes é freqüentemente relatado na literatura. Toole et al., (1956), salientaram que nitratos são um dos principais agentes de superação de dormência em numerosas espécies. Mais recentemente, Gupta (2002), estudando diversas espécies de Ocimum, conseguiu a superação da dormência das sementes pela utilização de soluções de nitrato de potássio. Na espécie Plantago major, Saruhan et al. (2002) aumentaram a germinação ao embeber as sementes em solução de nitrato de potássio a 1 mM ou 10 mM.
Carvalho & Nakagawa (1988) observaram que a aplicação de nitrato de potássio no substrato de germinação é um método amplamente recomendado; aproximadamente 26,5% das espécies listadas nas Regras para Análise de Sementes teriam sua dormência superada com a utilização de solução de nitrato de potássio. Os autores ainda citam que a luz tem um importante papel na superação de dormência devido a inibidores internos, pois a sua ação seria a de levar o fitocromo de sua forma inativa (P660) à ativa (P730), o que liberaria ou ativaria por um processo desconhecido, as citocininas, que agindo antagonicamente em relação a vários inibidores, permitiriam as giberelinas desempenharem sua função no processo germinativo.
Regimes de temperatura, de luz e tratamentos químicos, entre os quais a aplicação de nitrato de potássio, são fatores que afetam a germinação de sementes segundo Popinigis (1985), Carvalho e Nakagawa (1988). Além disso, podem revelar diversos mecanismos de dormência, exigindo técnicas específicas para sua superação (KHAN, 1977). Bithell et al. (2002), estudando superação da dormência em sementes de Solanum nigrum e S. physalifolium, conseguiram alguma germinação apenas na segunda espécie, quando umedeceram o substrato com solução de nitrato de potássio a 0,2%.
2.2.8.3 Luz
Sob certas condições, o desenvolvimento das sementes pode ser bloqueado num estádio de completa hidratação. As sementes cuja germinação é estimulada pela luz, como as dedaleiras (Digitalis purpurea), de alface (Lactuca sativa L.) e do tabaco (Nicotiana tabacum L.), no escuro, sofrerão hidratação associada com uma ativação limitada no seu metabolismo. No entanto, apenas quando as sementes são iluminadas, o seu metabolismo torna se mais ativo e a germinação ocorre. As sementes também podem ser mantidas em um estado hidratado sem crescimento e desenvolvimento do embrião, sob baixa temperatura (isto constitui uma técnica de vernalização), conforme Street e Opik (1974).
Popinigis (1985) afirmou que as sementes da maioria das plantas cultivadas germinam igualmente no escuro ou em presença de luz; porém, quando há exigência de luz para a germinação, o que ocorre para numerosas espécies, segundo Brasil (1992), esse comportamento está relacionado a um tipo de dormência.
Vários fatores internos e externos podem interferir na germinação das sementes, como a luz que pode interferir positiva ou negativamente (CARVALHO & NAKAGAWA, 1983). De acordo com Mayer & Maiber (1975), as sementes das plantas cultivadas, geralmente germinam igualmente, no escuro ou na luz, existindo, no entanto, sementes que germinam unicamente no escuro, outras que germinam somente em luz contínua, e as que germinam após terem recebido uma breve iluminação, e, finalmente aquelas que são indiferentes à luz. A luz branca pode ser um fator de inibição a germinação quando a exposição for demorada (BEWLEY & BLACK, 1994). Estes autores comentaram que, em muitas espécies, as sementes são suscetíveis unicamente a fotoinibição prévia, apenas enquanto as células da radícula estão se alongando.
O fitocromo ativo é responsável pela expressão genética que conduz à síntese de giberelina (GA), que é promotora da germinação. Já o fitocromo inativo é responsável pela síntese do ácido abscísico ou abscisina (ABA), um inibidor da germinação. Algumas espécies são conhecidas como fotoblásticas positivas e outras como fotoblásticas negativas, a Nicotiana tabacum é conhecida como fotoblástica positiva (adaptado de HESS, 1975; METIVIER, 1979).
mudanças bioquímicas estão envolvidas na resposta. Durante a embebição, a sensibilidade aumenta depois de mais ou menos uma hora. Quando uma semente fotoblástica positiva é exposta á luz durante a embebição, e posteriormente sofre ressecagem, o estímulo permanece, sugerindo que as mudanças bioquímicas são mantidas no tecido. Essas mudanças são conhecidas como diferença na estrutura do pigmento fitocromo (METIVIER, 1979).
2.2.9 Métodos de Superação da Dormência de Sementes de Tabaco
Para muitos pesquisadores, a estrutura responsável pela impermeabilidade do tegumento à água é a camada de células em paliçada, cujas paredes são espessas e recobertas, externamente, por uma camada cuticular cerosa (POPINIGIS 1977). Em vista disso, verifica-se que a maioria dos métodos propostos por Sacco (1974), para superar este tipo de dormência, baseia-se no fato de dissolver essa camada cuticular cerosa ou promover estrias no tegumento da semente para possibilitar a absorção de água.
Para que a semente supere a dormência ela deverá experimentar certas condições ambientais e/ou necessitará submeter se a certas alterações metabólicas (BEWLEY & BLACK, 1994). Quando nos deparamos com este fenômeno há necessidade de conhecermos como as espécies superam o estado de dormência em condições naturais, para que através dele possamos buscar alternativas para uma germinação rápida e homogênea, este processo é chamado de Superação de Dormência. (Informativo Sementes IPEF).
Os métodos utilizados para superar a dormência de sementes dependem basicamente das causas e, conseqüentemente, para cada espécie, pode existir um ou mais tratamentos adequados.
Para sementes em geral, vários são os tratamentos citados na literatura, como aumento da tensão de oxigênio; rompimento do tegumento; temperaturas alternadas; pré-friagem; exposição à luz; tratamento com KNO3 e tratamento com
promotores de germinação, tais como giberelina e citocinina. Algumas espécies requerem tratamentos com produtos químicos para superar a dormência como nitrato de potássio (KNO3), ácido giberélico (AG3), peróxido de hidrogênio (H2O2) e
A aplicação de nitrato de potássio no substrato de germinação é um método amplamente recomendado pelas Regras para Análise de Sementes, dentre as espécies citadas esta a Nicotiana tabacum. Alguns autores ainda citam que a luz tem um importante papel na superação de dormência de tabaco, devido a estas serem consideradas fotoblásticas positivas.
No campo, as sementes são comumente submetidas às flutuações de temperatura (baixas temperaturas noturnas e altas temperaturas diurnas), sendo que essa alternância é efetiva na superação da dormência imposta pelo tegumento, como nos casos de Bidens tripartitus, Nicotiana tabacum, e Rumex spp. (BEWLEY E BLACK, 1994).
2.2.10 Restrições para a Agricultura.
A dormência também pode ser um obstáculo para a agricultura, uma vez que gera desuniformidade na emergência das plântulas em campo, havendo necessidade, muitas vezes, de se utilizar tratamento adequado para a superação da dormência antes da semeadura, o que nem sempre é prático e viável. O conhecimento das causas de incapacidade germinativa é importante para se encontrar meios que possam superá-la.
Conhecer os mecanismos de dormência e a sua duração para as diferentes espécies tem importância tanto ecológica como também econômica, pois auxilia na definição sobre a necessidade ou não de se utilizar tratamentos específicos para atuarem no metabolismo da semente, liberando, o embrião para o desenvolvimento ou tornando-o apto para germinar.
2.3 PELETIZAÇÃO DE SEMENTES
Para algumas espécies, o menor consumo de sementes pode viabilizar a utilização de semente de melhor qualidade genética, especialmente as sementes híbridas. A crescente modernização na produção de hortaliças, assim como a utilização de sementes pequenas e de alto custo, com desperdícios na semeadura e no descarte de mudas recomendam o uso de técnicas como a peletização de
sementes. Essa técnica facilita a distribuição e o manuseio das sementes, principalmente daquelas muito pequenas, pilosas, rugosas ou deformadas (SILVA et al., 2002). No entanto, o uso de sementes peletizadas pode apresentar também alguns problemas, pois o pélete formado ao redor da semente pode afetar seu desempenho durante a germinação (SILVA & NAKAGAWA, 1998a).
A peletização é um tratamento que consiste no revestimento da semente com um material seco, inerte, de granulometria fina e com um material cimentante (adesivo). Esta técnica permite às sementes forma arredondada e aumento do seu tamanho, o que facilita a sua distribuição, seja ela, manual ou mecânica (SAMPAIO & SAMPAIO, 1994). A peletização é feita com sementes de poder germinativo comprovadamente alto e que passaram por processos visando aumentar ao máximo o grau de pureza física.
Algumas vantagens são encontradas no uso de sementes peletizadas, entre elas destacam-se a semeadura de precisão, menor estresse com desbaste, menor quantidade de sementes e facilidades no manuseio (ROOS & MOORE, 1975). Ainda é possível a utilização de nutrientes, reguladores de crescimento, inseticidas, fungicidas, entre outros produtos que são incorporados no processo de formação dos péletes, promovendo e facilitando o desenvolvimento e o estabelecimento das plântulas. Na ocasião da semeadura, estas sementes possibilitam uma distribuição uniforme por toda a área e facilita a inspeção da distribuição, pois sua cor e textura a diferenciam do substrato.
Contudo, o arranjo das partículas finas e a ocupação dos espaços entre elas (poros) pelo cimentante e pela água de irrigação formam uma barreira à troca gasosa entre a semente e o ambiente externo ao pélete, causando, geralmente, o atraso no processo de germinação (SILVA & NAKAGAWA, 1998B). O retardamento da germinação pode ser de um a dois dias Roos & Moore (1975), até 20 dias ou mais Sachs et al. (1981 e 1982), mas geralmente são obtidas porcentagem de germinação semelhantes à germinação de sementes não recobertas.
Uma questão fundamental nos dias atuais, onde a qualidade das sementes é essencial tanto para produtores como para indústrias de sementes, refere-se à avaliação da qualidade das sementes peletizadas. Em laboratório, a qualidade fisiológica das sementes pode ser avaliada pelo teste padrão de germinação, que é complementado pelos testes de vigor, avaliando características do potencial de emergência das sementes, assim como o rápido desenvolvimento de plântulas
normais sob ampla diversidade de condições de ambiente (AOSA, 1983).
Alguns estudos realizados com sementes de hortaliças comprovam que a qualidade das sementes peletizadas não é afetada simplesmente pela peletização. Existem ainda muitas controvérsias em relação à dificuldade ou não de germinação das sementes peletizadas, no entanto vários fatores podem afetar o desempenho das sementes como a qualidade das sementes, as diferentes condições dos estudos e, principalmente, a composição dos péletes que variam com a empresa produtora da semente (FRANZIN & MENEZES, 2002).
Miller & Bensin (1974), citados por Roos & Moore (1975), salientam que a semente peletizada comporta-se diferentemente, segundo as propriedades hidrofílicas ou hidrofóbicas do material usado e do conteúdo de água do solo. Roos & Moore (1975), também estabeleceram que alguns problemas da semente peletizada ainda devem ser resolvidos, como por exemplo: composição de material para condições específicas do solo; manejo e armazenamento da semente peletizada; desenvolvimento de procedimentos padrões de germinação para este tipo de semente; fabricação de semeadeiras especializadas.
Para sementes peletizadas, embora os estudos tenham tido início há bastante tempo, não existe consenso entre os pesquisadores sobre os métodos de avaliação da qualidade fisiológica e, se os testes utilizados para sementes nuas também apresentam sensibilidade para avaliação destas sementes.
3 MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi conduzido no Laboratório de Analises de Sementes, do Centro de Melhoramento de Fumo – CMF da empresa Souza Cruz S.A., localizada na cidade de Rio Negro, estado do Paraná. Foram utilizadas sementes de fumo tipo Virgínia (cultivar CSC 463) e do tipo Burley (cultivar CSC 231).
Os frutos contendo as sementes foram colhidos aproximadamente 30 dias após a polinização. Estes frutos foram secos á uma temperatura máxima de 35ºC, no secador de sementes, tipo estacionário, da Unidade de Produção de Sementes da Souza Cruz em Rio Negro – PR.
Esses frutos, após secos, foram malhados (trilhados), separando-se as sementes, as quais foram limpas em peneiras de 30 mesh. Após a limpeza as sementes foram submetidas ao teste de germinação. Depois de caracterizada a qualidade inicial, parte do volume total de sementes foi peletizado, para composição dos diferentes tratamentos.
Para cada tipo de tabaco, Virginia e Burley, foram utilizadas sementes nuas e peletizadas, tratadas com três doses de Ácido Giberélico (AG3), três doses de
Nitrato de Potássio (KNO3) e uma testemunha, as quais foram avaliadas por duas
diferentes metodologias do teste de germinação.
Nos tratamentos com Ácido Giberélico (AG3) foram utilizadas doses de 200,
350 e 500ppm. Para as sementes nuas, estas dosagens foram aplicadas juntamente com a água utilizada para umedecer o substrato na proporção de 2,5 vezes o peso do papel substrato. Para as sementes peletizadas as dosagens do produto foram aplicadas juntamente com a água utilizada no processo de peletização.
Para os tratamentos com Nitrato de Potássio (KNO3), foi preparada uma
solução a 0,2%, a qual foi aplicada nas proporções de 2,5 – 3,0 e 3,5 vezes o peso do papel substrato utilizado no teste de germinação. Para as sementes nuas essa solução foi aplicada diretamente no papel substrato, enquanto que para as sementes peletizadas essa solução foi veiculada no processo de peletização, utilizando-as como aglomerante dos materiais constituintes do pélete.
3.1 ANÁLISES
3.1.1 Teste de Germinação
Foi conduzido de dois modos distintos um seguindo metodologia estabelecida pelas Regras para Análise de Sementes – RAS (Brasil, 1992) e o outro seguindo uma segunda metodologia utilizada pelo Laboratório de Análise de Sementes da empresa Souza Cruz S.A., aqui denominado Umedecimento Contínuo – UC. Na avaliação conduzida de acordo com a RAS foram avaliadas quatro repetições de 100 sementes para cada tratamento, sendo as sementes distribuídas sobre uma folha de papel (tipo mata-borrão) umedecido com quantidade de água equivalente a dosagem (tratamento), no interior de caixas plásticas tipo gerbox (11,0 x 11,0 x 3,5cm).
FIGURA 2: Teste de germinação de sementes peletizadas de tabaco do cultivar CSC 463, na metodologia RAS.
FIGURA 3: Germinação de sementes peletizadas de tabaco do cultivar CSC 231, obtidas pela metodologia RAS.
Para a avaliação da germinação através da metodologia UC também foram utilizadas quatro repetições de 100 sementes para cada tratamento, distribuídas em gerbox sobre uma folha de papel (tipo mata-borrão) umedecido previamente com água conforme a dosagem de cada um dos tratamentos e a água excedente ficou na lâmina de água no fundo do gerbox.
FIGURA 4: Implantação do teste de germinação na metodologia UC.
Assim, o teste de germinação que denominamos de Umedecimento Contínuo – UC é semelhante ao método sobre papel indicado na RAS, contendo, no entanto, as seguintes modificações: o gerbox utilizado neste teste é semelhante ao empregado no teste de envelhecimento acelerado, onde suportes fixados em seus cantos permitem que uma placa de acrílico contento um furo central com 10 mm de diâmetro, fique localizada a um centímetro acima do fundo da caixa gerbox.
FIGURA 5: Detalhe da placa de acrílico com furo central, por onde passa a tira de papel mata-borrão, conforme metodologia UC para o teste de germinação.
Por este orifício passa uma tira de papel mata-borrão, o qual tem uma de suas pontas mantidas em contato com o fundo do gerbox e a outra colocada abaixo do papel substrato. Pesa-se o papel mata borrão, colocando-se no gerbox a quantidade de água equivalente a três vezes o seu peso. Pelo princípio da capilaridade, a tira de papel mata-borrão umedecerá todo o papel substrato.
FIGURA 6: Demonstração da forma de colocação do papel substrato no teste de germinação de sementes, conforme metodologia UC.
Ambos os testes foram conduzidos com temperatura alternada de 20 – 30°C (20ºC durante 16 horas sem luz e 30ºC durante 8 horas com luz), sendo as avaliações realizadas no sétimo e décimo sexto dia após a semeadura, segundo os critérios estabelecidos pelas RAS. Os resultados foram expressos em percentagem média de plântulas normais, para cada tratamento (BRASIL, 1992).
3.1.2 Emergência a campo
Foi conduzida de modo idêntico á semeação realizada pelos produtores. As sementes foram semeadas em substrato de fibra de côco, marca comercial Golden Mix, lote 3326(2)200, previamente umedecido (aproximadamente 1litro de água/Kg de substrato), colocado bandejas de isopor com 200 células, estas bandejas depois de semeadas foram colocadas no sistema “Float”. As avaliações foram realizadas no décimo quinto e vigésimo primeiro dia, conforme padrão utilizado pela Empresa.
FIGURA 7: Sistema float.
O sistema Float caracteriza se por manter as bandejas de isopor flutuando sobre uma lâmina de água de aproximadamente três centímetros, a qual mantém o substrato úmido durante todo período de duração do teste. Essas bandejas ficam dentro de uma estrutura de um túnel alto, o qual protege as sementes e as plântulas de adversidades climáticas (Souza Cruz, 2008). Esse método é utilizado pela Empresa para controle interno da qualidade das sementes peletizadas, é um parâmetro para avaliar o desempenho das sementes no campo.
FIGURA 8: Semeação realizada em sistema float.
FIGURA 9: Emergência de sementes de tabaco em sistema float.
O delineamento experimental foi em arranjo fatorial 7 x 2 x 2 com quatro repetições, e os dados foram analisados pelo Sistema de Análise Estatística – Sisvar, comparando-se as médias pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.
3.2 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Na Tabela 1 estão apresentados os resultados da primeira contagem do teste de germinação de sementes nuas e peletizadas de tabaco do híbrido CSC 463 tratadas com diferentes doses de ácido giberélico e de nitrato de potássio, avaliadas por diferentes metodologias.
TABELA 1. Resultados obtidos na primeira contagem do teste de germinação de sementes nuas e peletizadas de tabaco do híbrido CSC 463 tratadas com diferentes doses de ácido giberélico e de nitrato de potássio, avaliadas por diferentes metodologias.
Tratamento Sementes Nuas Sementes Peletizadas
UC* RAS** UC* RAS**
AG3 200 ppm 83 B a 61 C a 0 A b 2 A b AG3 350 ppm 28 C a 9 D a 8 A b 6 A a AG3 500 ppm 35 C a 60 C a 1 A b 3 A b KNO3 2,5 93 AB a 79 B a 7 A b 1 A b KNO3 3,0 92 AB a 79 B a 11 A b 2 A b KNO3 3,5 97 AB a 96 A a 3 A b 3 A b Testemunha 94 A a 82 B a 11 A b 2 A b
Médias seguidas por mesmas letras maiúsculas na coluna e minúsculas na linha, não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.
*UC: Umedecimento Contínuo.
** RAS: Regras para Análises de Sementes.
Conforme dados da Tabela 1, efeitos positivos de tratamentos sobre a primeira contagem do teste de germinação das sementes de tabaco do cultivar CSC 463 foram observados somente em sementes nuas avaliadas pela metodologia da RAS com aplicação da maior dosagem de KNO3. Em sementes peletizadas a
testemunha e a dosagem de KNO3 3,0 – avaliados pela metodologia do UC tiveram
os melhores resultados, mas não diferindo estatisticamente dos demais tratamentos. Os demais tratamentos não apresentaram diferenças significativas na primeira contagem do teste de germinação, independente do método de análise empregado. Destaca se que os valores obtidos na primeira contagem do teste de germinação das sementes peletizadas foram muito baixos, indicando que a peletização causa redução da velocidade de germinação, pois sementes nuas, independente do método de analise e do tratamento, germinaram muito melhor do que as peletizadas.
FIGURA 10: Emergência de sementes nuas de tabaco do híbrido CSC 463 tratadas com diferentes doses de ácido giberélico e de nitrato de potássio, avaliadas por diferentes metodologias.
FIGURA 11: Emergência de sementes peletizadas de tabaco do híbrido CSC 463 tratadas com diferentes doses de ácido giberélico e de nitrato de potássio, avaliadas por diferentes metodologias.
Conforme Leubner - Metzger (2003) a ruptura da testa (tegumento) e a ruptura do endosperma são eventos distintos na germinação das sementes do
tabaco e há fortes indícios de que ambos são os fatores limitantes na germinação das sementes. Assim sendo, a deposição de mais uma camada sobre o tegumento das sementes pode fazer com que a sua germinação demore um pouco mais para acontecer.
Na Tabela 2 estão apresentados os resultados de germinação em sementes nuas e peletizadas de tabaco do híbrido CSC 463 tratadas com diferentes doses de ácido giberélico e de nitrato de potássio, avaliadas por diferentes metodologias. TABELA 2. Percentagem de germinação de sementes nuas e peletizadas de tabaco do híbrido CSC 463 tratadas com diferentes doses de ácido giberélico e de nitrato de potássio, avaliadas por diferentes metodologias.
Tratamento Sementes Nuas Sementes Peletizadas
UC* RAS** UC* RAS**
AG3 200 ppm 89 A a 61 C a 91 A a 37 D b AG3 350 ppm 69 B a 19 D b 68 B a 69 BC a AG3 500 ppm 64 B b 75 B a 85 A a 79 B a KNO3 2,5 98 A a 94 A a 96 A a 70 BC b KNO3 3,0 97 A a 94 A a 95 A a 64 C b KNO3 3,5 98 A a 98 A a 93 A a 96 A a Testemunha 98 A a 94 A a 71 B a 34 D b Médias seguidas por mesmas letras maiúsculas na coluna e minúsculas na linha, não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.
*UC: Umedecimento Contínuo.
** RAS: Regras para Análises de Sementes.
Os resultados da Tabela 2 indicam que para a germinação das sementes nuas não houve efeito das diferentes doses de KNO3, para ambas as metodologias
utilizadas na avaliação da qualidade das sementes de tabaco.
Para sementes peletizadas houve efeito dos tratamentos com KNO3 em
ambas as metodologias. Para a metodologia UC não houve diferença entre as doses de KNO3, para a metodologia da RAS a maior dose de KNO3 obteve a mais alta
porcentagem de germinação. De um modo geral, as mais altas porcentagens de germinação foram observadas nas sementes tratadas com KNO3, particularmente
quando avaliadas através da metodologia do UC.
Nas sementes nuas não houve efeito benéfico dos tratamentos com AG3 em
UC, houve efeito da maior e da menor dose de AG3.
FIGURA 12: Germinação de sementes nuas de tabaco do híbrido CSC 463 tratadas com diferentes doses de ácido giberélico e de nitrato de potássio, avaliadas por diferentes metodologias.
FIGURA 13: Germinação de sementes peletizadas de tabaco do híbrido CSC 463 tratadas com diferentes doses de ácido giberélico e de nitrato de potássio, avaliadas por diferentes metodologias.
