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PALAVRAS-CHAVE: ABSTRACT

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Hortic. bras., v. 31, n. 2, (Suplemento-CD Rom), julho 2014 S3692

Desempenho germinativo de sementes de feijão caupi submetidas ao

estresse salino

Aderson Costa Araujo Neto1; Renan Thiago Carneiro Nunes1; Fabiano Gama de Sousa1; Otoniel Magalhães Morais2; Ivan Vilas Bôas Souza1

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Programa de Pós-graduação em Agronomia da Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia (UESB). Estrada do Bem Querer, Km 04, 45031-900 Vitória da Conquista – BA, aderson_biologo@hotmail.com, renanthiago_tn@hotmail.com, fabiano.gama@ifro.edu.br, ivanvbsouza@gmail.com

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Professor do Departamento de Fitotecnia e Zootecnia da Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia (UESB). Estrada do Bem Querer, Km 04, 45031-900 Vitória da Conquista – BA, moraisom@ig.com.br RESUMO

As condições que as sementes encontram no solo para a germinação nem sempre são favoráveis. O potencial osmótico de algumas soluções pode apresentar valores mais negativos do que aquele apresentado pelas células do embrião, dificultando, assim, a absorção da água necessária para a germinação. Dessa forma, objetivou-se avaliar os efeitos de diferentes concentrações salinas na germinação de sementes de feijão caupi. O trabalho foi conduzido no Laboratório de Tecnologia de Sementes da Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, Vitória da Conquista-BA, utilizando-se sementes de feijão caupi da cultivar BRS Xiquexique, as quais foram semeadas em rolos de papel-toalha embebidos com soluções de cloreto de sódio (NaCl), utilizando-se cinco níveis de potencial osmótico: 0,0 (testemunha); -0,4; -0,8; -1,2 e -1,6 MPa, e colocados para germinar a temperatura constante de 25°C. Foram avaliados o percentual de germinação, primeira contagem de germinação e percentual de plântulas anormais. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com cinco tratamentos e quatro repetições de 50 sementes. Os dados foram submetidos à análise de variância e regressão polinomial, ao nível de 5% de probabilidade. O aumento da concentração de sal causou efeito negativo à germinação e primeira contagem das sementes, com redução de cerca de 70% no nível mais alto de salinidade (-1,6 MPa) em relação à testemunha (0,0 MPa); além disso, provocou aumento crescente da ocorrência de plântulas anormais. Portanto, a diminuição progressiva do potencial osmótico de NaCl do substrato é prejudicial à germinação de sementes de feijão caupi, sendo os efeitos acentuados a partir do potencial osmótico -0,8 MPa.

PALAVRAS-CHAVE: Vigna unguiculata L., salinidade, tolerância, cloreto de sódio. ABSTRACT

Germination performance of cowpea seeds submitted to salt stress

The soil conditions where seeds are sown is not always favourable, as in saline or sodic soils. Some saline solutions may exhibit an osmotical potential more negative than the

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Hortic. bras., v. 31, n. 2, (Suplemento-CD Rom), julho 2014 S3693 embryo cells, not allowing the necessary water uptake to germination. Thus, we aimed to evaluate the effects of different salt concentrations on seed germination of cowpea. The work was conducted at the Laboratory of Seed Technology, State University of Southwest Bahia, Vitória da Conquista, Bahia, using seeds of cowpea cultivar BRS Xiquexique, which were sown in rolls of paper substrate soaked with solutions of sodium chloride (NaCl) using five levels of osmotic potential: 0.0 (control); -0.4; -0.8; -1.2 and -1.6 MPa, and placed to germinate at a constant temperature of 25°C The percentage of germination, first count and percentage of abnormal seedlings were evaluated. The experimental design was completely randomized with five treatments and four replicates of 50 seeds. Data were subjected to analysis of variance and polynomial regression at 5% probability. The increased salt concentration caused a negative effect on the germination and the first count of seeds a reduction of about 70% at the highest salinity level (-1.6 MPa) compared to control (0.0 MPa); furthermore, caused increasing the occurrence of abnormal seedlings. Thus, the progressive decrease in the osmotic potential of NaCl substrate is harmful to seed germination of cowpea, with the accented effect from the osmotic potential -0.8 MPa.

Keywords: Vigna unguiculata L., salinity, tolerance, sodium chloride.

O feijão caupi, feijão-de-corda ou feijão-macassar (Vigna unguiculata (L.) Walp.) é uma excelente fonte de proteínas (23-25% em média) e apresenta todos os aminoácidos essenciais, cultivado principalmente para a produção de grãos, secos ou verdes, visando o consumo humano in natura, na forma de conserva ou desidratado. Além disso, também é utilizado como forragem verde, feno, ensilagem, farinha para alimentação animal e, ainda, para a adubação verde e proteção do solo (Dutra & Teófilo, 2007). No Brasil, é cultivado predominantemente na região Nordeste e em pequenas áreas da região Norte. Entretanto, a cultura está conseguindo espaço também na região Centro-Oeste, em razão dodesenvolvimento de cultivares com características que favorecem o cultivo mecanizado (Teixeira et al., 2010).

Nas regiões áridas e semiáridas do mundo, o excesso de sais no solo tem limitado a produção agrícola, principalmente, em áreas irrigadas. No Brasil, estas áreas estão localizadas principalmente no semiárido nordestino, onde 20 a 25% dos solos dessa região já se encontram salinizados (Ribeiro et al., 2001).

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Hortic. bras., v. 31, n. 2, (Suplemento-CD Rom), julho 2014 S3694 Em geral, a salinidade no solo afeta negativamente a germinação, o estande de plantas, o desenvolvimento vegetativo das culturas, a produtividade e, nos casos mais graves, causa morte das plântulas (Taiz & Zeiger, 2006). Os efeitos do excesso de sais solúveis se manifestam através da pressão osmótica elevada e à ação tóxica de alguns elementos, como o Na+ e o Cl-, que promovem distúrbios fisiológicos à planta, podendo ocasionar sua morte (Torres et al., 2000).

Cada espécie tem uma tolerância ao estresse salino, algumas respondem mais rapidamente, sendo mais sensíveis no período de germinação, se ajustando ao estresse salino com o passar do tempo, outras tem uma tolerância maior na germinação, sendo menos tolerante na fase de crescimento inicial. Existem as que são mais fortemente afetadas durante a floração e frutificação (Ayers & Westcot, 1991).

A depender da constituição fisiológica, do estado de desenvolvimento das plantas e de outros fatores, alguns vegetais pode ter uma capacidade maior de adaptação aos solos salinos. Segundo Moterle et al. (2006), algumas espécies cultivadas, tais como sorgo, milho, feijão e trigo, são menos afetadas durante a fase inicial de seu ciclo pelo estresse salino, no entanto, outras como o arroz, a sensibilidade aumenta durante a floração e frutificação.

Para os genótipos de feijão caupi cultivados nas diversas regiões do Brasil, há poucos estudos sobre seu comportamento em ambientes salinos. Desta forma, sua caracterização permite ampliar o conhecimento a cerca desta espécie, servindo de ferramenta para a identificação de possíveis variações que auxiliem na seleção dos genótipos mais adaptados a condição de salinidade. Assim, objetivou-se avaliar os efeitos de diferentes concentrações salinas na germinação de sementes de feijão caupi, cv. Xiquexique.

MATERIAL E MÉTODOS

O trabalho foi realizado no Laboratório de Tecnologia de Sementes da Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, Campus de Vitória da Conquista, BA, com sementes de feijão caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.), cultivar BRS Xiquexique, cedidas pela Embrapa Meio-Norte (Teresina-PI) e armazenadas por um período de um ano em embalagem de papel multifoliado em condição de câmara fria e seca (5°C e 40% UR). Soluções de cloreto de sódio (NaCl) foram utilizadas na obtenção do estresse salino. Os níveis de potencial osmótico (MPa) e as respectivas concentrações de NaCl (g.L-1)

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Hortic. bras., v. 31, n. 2, (Suplemento-CD Rom), julho 2014 S3695 utilizadas foram: zero (0,0); -0,4 (5,236); -0,8 (10,472); -1,2 (15,708) e -1,6 MPa (20,944 g). Para o cálculo da quantidade de NaCl a ser adicionada para a obtenção de cada tensão, utilizou-se a fórmula de Van’t Hoff, citado por Salisbury & Ross (1991), ou seja: Yos = - RTC, em que: Yos = potencial osmótico (atm); R = constante geral dos gases perfeitos (0,082 atm.mol. L-1.K-1); T = temperatura (K); C = concentração (mol.L-1); mol.L-1 x massa molar do NaCl = g.L-1 e T (K) = 273+T (ºC).

A avaliação da germinação das sementes foi realizada pelo teste padrão de germinação, conduzido com quatro subamostras de 50 sementes para cada tratamento. As sementes foram semeadas entre três folhas de papel-toalha umedecidas com as soluções descritas anteriormente. Utilizou se a quantidade de solução equivalente a 2,5 vezes a massa do papel seco. Em seguida, foram confeccionados rolos e estes colocados em germinador regulado para manter à temperatura de 25±2ºC. A avaliação foi realizada no oitavo dia após a instalação do teste, determinando-se a porcentagem de plântulas normais e anormais, conforme as Regras para Análise de Sementes (Brasil, 2009).

A primeira contagem da germinação foi realizada simultaneamente com o teste de germinação, sendo a porcentagem acumulada de plântulas normais no quinto dia após a semeadura, considerando-se como normais as plântulas com as estruturas essenciais perfeitas (Brasil, 2009).

O delineamento experimental adotado foi inteiramente casualizado, com cinco tratamentos (potenciais osmóticos: 0,0; -0,4; -0,8; -1,2 e -1,6 MPa) e quatro repetições, com 50 sementes por repetição de cada tratamento. Os dados foram submetidos à análise de variância e havendo diferença significativa procedeu-se a análise de regressão polinomial (p<0,05) para as concentrações salinas, utilizando-se o programa estatístico ASSISTAT.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados da análise de variância (F = 355,3) e a curva da equação de regressão (Figura 1) mostram que houve efeito significativo (p<0,01) dos potenciais osmóticos sobre o percentual de germinação de sementes de feijão caupi. O percentual médio de germinação do nível 0,0 MPa (testemunha) foi 92,5%, contra apenas 21% do nível mais alto de salinidade (-1,6 MPa). Utilizando-se a equação de regressão encontrou-se o nível crítico de salinidade -1,04 MPa que reduz em 50% o potencial de germinação da testemunha. Com base nesses resultados, pode-se afirmar que o aumento da

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Hortic. bras., v. 31, n. 2, (Suplemento-CD Rom), julho 2014 S3696 concentração de NaCl afeta, de forma prejudicial, o processo de germinação de sementes de feijão caupi, cv. Xiquexique.

Resultados semelhantes foram encontrados por Torres (2007) em sementes de melancia e por Góis et al. (2008) em sementes de maxixe, confirmando a diminuição da germinação com a redução do potencial osmótico das soluções no substrato. Em arroz, Lima et al. (2005) verificaram decréscimo na germinação em todas as cultivares, em função do aumento na concentração salina, e sugeriram que a salinidade afeta o desenvolvimento de plântulas normais e diminui a viabilidade e o vigor das sementes. Tais efeitos podem ser perfeitamente explicáveis, uma vez que altos níveis de salinidade reduzem a disponibilidade de água necessária para a embebição, provocam toxidade pelo acúmulo de certos íons e dificultam o processo nutricional, impedindo, por exemplo, a absorção de K, cofator de inúmeras enzimas responsáveis pela fotossíntese e respiração, fundamental para o fornecimento de energia para os processos metabólicos da germinação, conforme enfatizam Taiz & Zeiger (2006).

Houve efeito significativo (p<0,01) dos potenciais osmóticos sobre a primeira contagem da germinação de sementes de feijão caupi, conforme a análise de variância (F = 496,7) e a curva da equação de regressão (Figura 2). Verifica-se que houve redução da germinação à medida houve redução do potencial osmótico, com o maior valor estimado registrado no tratamento testemunha (0,0 MPa) (70%) e o menor no potencial osmótico de -1,6 MPa (2%), o que representa um decréscimo de 68%; evidenciando que o estresse salino retarda a germinação, afetando negativamente esta variável. Utilizando-se a equação de regressão encontrou-se o nível crítico de salinidade -0,82 MPa que reduz em 50% o potencial de germinação na primeira contagem da testemunha (de 70% para 35%). Da mesma forma, Deuner et al. (2011) verificaram que o aumento da concentração de sal causou efeito negativo à germinação e primeira contagem das sementes de quatro genótipos (Amendoim, Mosqueado, Baio e Preto)de feijão caupi a partir do tratamento com 100 mM de sal (-0,4 MPa).

Quando comparados os resultados da primeira contagem com os da percentagem final de germinação, os dados de primeira contagem foram os mais afetados com a redução do potencial osmótico dos tratamentos, este fato é esperado porque a velocidade de germinação é o primeiro parâmetro afetado pela redução da disponibilidade de água.

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Hortic. bras., v. 31, n. 2, (Suplemento-CD Rom), julho 2014 S3697 A explicação para este comportamento é devido às condições salinas, ocorrendo redução do potencial osmótico do meio, e consequentemente, aumento do tempo de embebição de água pelas sementes, ocasionando o prolongamento do período de emergência das plântulas (Prisco et al., 1981). A alta salinidade também retarda o metabolismo e o transporte de reservas do embrião (Bewley & Black, 1994). Resultados semelhantes foram encontrados por Filgueira (1993) em coentro, por Viana et al. (2001) em sementes de alface e por Ferreira et al. (2007) em plântulas de melão.

A redução do potencial osmótico provocou aumento crescente da ocorrência de plântulas anormais, sendo que os maiores percentuais foram observados a partir do potencial osmótico de -0,8 MPa, alcançando percentual máximo no nível mais alto de salinidade (-1,6 MPa) (71%) (Figura 3). Resultados semelhantes foram encontrados por Santos et al. (1992) para sementes de soja e Torres et al. (2000) para sementes de pepino. Estes autores verificaram aumento significativo no número de plântulas anormais, em função do aumento da concentração salina no substrato de germinação. Diante dos resultados obtidos, constata-se que a diminuição progressiva do potencial osmótico de NaCl do substrato é prejudicial à germinação de sementes de feijão caupi, cv. Xiquexique, sendo os efeitos acentuados a partir do potencial osmótico -0,8 MPa.

REFERÊNCIAS

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Hortic. bras., v. 31, n. 2, (Suplemento-CD Rom), julho 2014 S3698 Y = 92,5 + 44,625**X R2 = 0,9036 0 20 40 60 80 100 -1,6 -1,2 -0,8 -0,4 0

Potencial osmótico (MPa)

Ge rmina çã o (% ) )

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Figura 1. Germinação (%) de sementes de feijão caupi (Vigna unguiculata), cv. BRS Xiquexique, submetidas a diferentes potenciais osmóticos (Germination (%) of cowpea seeds (Vigna unguiculata) cv. BRS Xiquexique submitted to different osmotic potentials). Vitória da Conquista, UESB, 2014.

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Hortic. bras., v. 31, n. 2, (Suplemento-CD Rom), julho 2014 S3699 Y = 69,7 + 42,25**X R2 = 0,77 0 20 40 60 80 100 -1,6 -1,2 -0,8 -0,4 0

Potencial osmótico (MPa)

PC G ( % ) ) Y = 7,5 - 44,625**X R² = 0,90 0 20 40 60 80 100 -1,6 -1,2 -0,8 -0,4 0

Potencial osmótico (MPa)

Plâ nt . anor m ai s ( % ) )

Figura 2. Primeira contagem da germinação (PCG) (%) de sementes de feijão caupi

(Vigna unguiculata), cv. BRS Xiquexique, submetidas a diferentes potenciais osmóticos (First count of germination (%) of cowpea seeds (Vigna unguiculata) cv. BRS Xiquexique submitted to different osmotic potentials). Vitória da Conquista, UESB, 2014.

Figura 3. Plântulas anormais (%) de feijão caupi (Vigna unguiculata), cv. BRS Xiquexique, oriundas de sementes submetidas a diferentes potenciais osmóticos (Abnormal seedlings (%) of cowpea (Vigna unguiculata), cv. BRS Xiquexique, from seeds submitted to different osmotic potentials). Vitória da Conquista, UESB, 2014.

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