EFEITO DE UM EQUIPAMENTO MODIFICADOR DE ATMOSFERA NO
ESTABELECIMENTO DE FUNGOS EM SEMENTES DE FEIJÃO (Phaseolus vulgaris
L.) EM AMBIENTES DE ELEVADA TEMPERATURA E UMIDADE RELATIVA
Flávio Meira Borém1, Roberto Ferreira da Silva2, Tetuo Hara3, José da Cruz Machado4
RESUMO
Sementes de feijão (Phaseolus vulgaris L.) foram armazenadas em condições de elevada temperatura e umidade relativa na presença e ausência de um equipamento modificador de atmosfera com o objetivo de avaliar o efeito deste equipamento no estabelecimento de fungos de armazenamento nas sementes. Observou-se que o equipamento modificador de atmosfera foi capaz de inibir o desenvolvimento de fungos em sementes não deterioradas localizadas próximas ao equipamento.
Palavras-chave: Armazenamento, sementes, equipamento modificador de atmosfera.
ATMOSPHERE MODIFIER EQUIPMENT EFFECT IN THE ESTABLISHMENT OF FUNGI IN BEAN SEEDS (Phaseolus vulgaris L.) STORED UNDER HIGH
TEMPERATURE AND RELATIVE HUMIDITY ABSTRACT
Bean seeds (Phaseolus vulgaris L.) were stored under high temperature and relative humidity conditions with and without modifier device in order to evaluate its effect on the establishment of storage fungi in the seeds. It was observed that the atmosphere modifier equipment was capable to inhibit the fungi development in non deteriorated seeds which were located near the atmosphere modifier equipment.
Keywords: Storage, seeds, atmosphere modifier equipment.
INTRODUÇÃO
No processo tradicional de produção de feijão, grãos e sementes são normalmente armazenados em condições ambientes.
Nestas condições, ocorrem freqüen-temente alterações nas características físicas e fisiológicas que depreciam a qualidade dos referidos produtos.
A capacidade de manutenção da viabilidade e do vigor das sementes durante o armazenamento é influenciada por muitos
fatores tais como: grau de umidade das sementes, umidade relativa e temperatura do
ambiente de armazenamento, fatores
genéticos, atividade de microrganismos e insetos, tratamento com fungicidas e inseticidas, composição gasosa da atmosfera de armazenamento, danificações durante a
colheita, processamento e secagem
(Delouche, 1968; Sartori, 1971; Wendt, 1986; Novembre, 1987; Chamma, 1988; Faria, 1990).
Protocolo 21 2000 45 de 12/08/2000
1
Professor Adjunto do Departamento de Engenharia da UFLA, D.S. em Produção Vegetal,. E-mail: borem@ufla.br, Caixa Postal 37, Campus Universitário, Lavras, MG. CEP 37.2000-000
2 Pesquisador Titular do CCTA – UENF, Ph.D em Fitotecnia,. E-mail: roberto@uenf.br 3
Professor Titular do DEA – UFV, M.S. em Eng. Agrícola,. E-mail: thara@mail.ufv.br
4
De acordo com as mais recentes exigências do mercado consumidor, quanto ao
controle de qualidade, um produto é
considerado satisfatório, quando atende aos padrões mínimos de qualidade estabelecidos. Observa-se, neste sentido, que com o advento da ISO 14000, a tendência internacional é a exigência do desenvolvimento de novas
tecnologias de produção, visando
prioritariamente à questão ambiental.
Neste contexto, torna-se necessário o desenvolvimento de novas metodologias ou mesmo o aprimoramento daquelas já existentes para a produção e o processamento de produtos
agrícolas minimizando ou evitando,
preferencial-mente, o uso indiscriminado de produtos tóxicos.
Segundo Hara et al. (1990), um novo sistema de armazenamento que utiliza um equipamento que retira partículas fúngicas da
atmosfera, é capaz de conservar as
características desejáveis de produtos agrícolas, dispensando a utilização de substâncias químicas. Os autores, no entanto, não esclarecem quais as alterações que este equipamento provoca nas características do ar e quais os seus efeitos na manutenção da qualidade de sementes. Borém et al. (1998), estudando o funcionamento deste equipamento e seus efeitos no ar, concluíram que a oxidação de propágulos de fungos é a causa mais provável dos efeitos relatados na literatura (Hara, 1991; Baez, 1993). Além disso, concluíram que o equipamento emite CO2 e
causa ionização do ar.
Borém (1998), avaliando o efeito do equipamento modificador de atmosfera na qualidade de sementes de feijão, relata que não foi possível observar diferenças significativas entre os valores médios da germinação e do vigor das sementes em função da presença do equipamento modificador de atmosfera, em razão da redução do grau de umidade para valores em torno de 13% b.u. O autor relata, entretanto, que foi possível observar que a porcentagem de sementes com infestação de
insetos no container com equipamento
modificador de atmosfera foi significativamente menor do que no container com equipamento modificador de atmosfera recoberto.
Estudos de Borém et al. (1999) indicaram também que a porcentagem de
sementes com fungos de campo foi
significativamente reduzida ao longo do período de armazenamento independentemente das condições de armazenagem utilizadas. Por outro lado, a porcentagem de sementes com
fungos de armazenamento aumentou
significativamente ao longo do tempo, tanto no armazenamento com equipamento modificador de atmosfera, como no armazenamento com
equipamento modificador de atmosfera
recoberto. A porcentagem de fungos no ar de armazenamento aumentou em ambos os tratamentos. Os autores são de opinião que a drástica redução da umidade observada nas sementes em ambos os containers foi limitante ao desenvolvimento dos fungos, impedindo, assim, observar, com clareza, o efeito do equipamento modificador de atmosfera sobre o
desenvolvimento desses microrganismos.
Admitem ser necessário estudar os efeitos do equipamento em condições que não limitassem o desenvolvimento dos fungos.
Diante dos resultados inconclusivos observados nos trabalhos já desenvolvidos sobre a eficácia do equipamento modificador de atmosfera, conduziu-se o presente trabalho. O objetivo foi avaliar o efeito do referido equipamento no estabelecimento de fungos de
armazenamento em sementes de feijão
armazenadas em condições de altas
temperaturas e umidade relativas.
MATERIAL E MÉTODOS
O trabalho foi desenvolvido no
Laboratório de Fitotecnia do Centro de Ciências e Tecnologias Agropecuárias da Universidade Estadual do Norte Fluminense, em Campos dos Goytacazes, RJ, no período de novembro a dezembro de 1998.
Foram montados dois ensaios: no primeiro, amostras de 100g de sementes inoculadas e não inoculadas com Aspergillus flavus foram mantidas durante 10 dias em germinadores sob temperatura de 30 ºC e umidade relativa acima de 90 %, na presença e na ausência do equipamento modificador de atmosfera. No armazenamento com a presença do equipamento modificador de atmosfera, todas as amostras inoculadas foram colocadas distantes 2 cm do aparelho. Já as amostras não inoculadas foram colocadas à cerca de 30cm do equipamento.
Para a inoculação das sementes usou-se uma suspensão de esporos de Aspergillus flavus contendo 106 esporos.mL-1. A suspensão foi preparada a partir de uma solução 5 % de triton 0,3% para garantir a homogeneidade dos esporos e sua aderência ao tegumento das sementes.
A germinação dos esporos foi avaliada em microscópio por meio da contagem do
número de esporos germinados em meio ágar após 12 horas de incubação em BOD a 25 ºC.
Foram usadas três amostras de 100 g de sementes tratadas com a suspensão de esporos e outras três amostras de 100 g de sementes tratadas apenas com a solução de triton. Para a inoculação adicionou-se 1 mL da suspensão
para cada 100g de amostra com
homogeneização em saco plástico. Em seguida, cada amostra foi colocada em tela de arame e levada para os germinadores.
Após o período de 10 dias de armazenamento, foram avaliados: ocorrência de fungos nas sementes, contagem do número de esporos e grau de umidade das sementes.
Para a detecção dos fungos nas sementes usou-se o método de incubação em Papel de filtro, conforme descrito por Neergaard (1977). Foram usadas quatro repetições de 16 sementes.
A avaliação foi feita em lupa binocular, considerando-se apenas a presença de espécies de Aspergillus. Foram atribuídas notas de zero a três de acordo com a densidade de inóculo nas sementes, a saber:
0 – sementes livres de fungos;
1 – sementes exibindo pequenas colônias de fungos visíveis somente com lupa;
2 – sementes exibindo grandes colônias de fungo visíveis sem o uso da lupa e cobrindo uma área inferior a 50% da superfície da semente;
3 – sementes com elevado grau de deterioração com colônias de fungos cobrindo uma área superior a 50% da superfície da semente.
Para avaliar a presença de fungos nas sementes em função da densidade de inóculo, foi calculado o Índice de Ocorrência (IO) a partir da fórmula de “Mc Kinney” (Equação 1), a qual fornece uma média ponderada da ocorrência do fungo nas sementes.
POT.Nmáx
.100 N . PO IO
Eq (1) em que, IO – índice de ocorrência (%); PO – porcentagem de ocorrência; N – nota;POT – porcentagem de ocorrência total; N máx – nota máxima.
A contagem de esporos foi feita em uma alíquota da suspensão obtida a partir da
lavagem e extração de esporos de 10 sementes amostradas aleatoriamente de cada repetição. Para a extração dos esporos, agitou-se durante 2 minutos, em vortex, um tubo de ensaio que continha as sementes e 10 mL de solução de triton 0,01 %. A suspensão obtida foi transferida para outro tubo de ensaio.
A contagem do número de esporos foi feita em câmara tipo “Neubauer” diretamente a partir de uma alíquota da suspensão. Os resultados foram expressos em números de esporos.mL-1.
Ao final do armazenamento,
determinou-se o grau de umidade de acordo com a Regra para Análise de Sementes (Brasil, 1992)
O segundo ensaio (Figura 1) foi
simultaneamente instalado em dois
germinadores: um germinador que contém o equipamento modificador de atmosfera e o outro, sem o equipamento. Em ambos os casos, as amostras de sementes de feijão foram armazenadas sob temperatura de 30ºC e umidade relativa acima de 90% durante 10 dias. Neste ensaio (Figura 1), os tratamentos foram dispostos em um fatorial (2 x 2 x 2 x 2) formado pelos seguintes fatores: semente deteriorada e semente não deteriorada; semente inoculada e semente não inoculada, armazena-mento com o equipaarmazena-mento modificador de atmosfera e armazenamento sem o equipamento modificador de atmosfera; sementes próximas do equipamento cerca de 2cm e afastadas cerca de 30cm. Cada unidade experimental foi replicada duas vezes.
As sementes deterioradas foram obtidas a partir de amostras de feijão com 18% de umidade mantidas no ambiente em sacos de polietileno por um período de 30 dias. Foram consideradas como sementes não deterioradas aquelas sementes mantidas em câmara fria a 5 ºC sem apresentar nenhum sinal visível de presença de fungos.
Cada unidade experimental constituiu-se de 75g de sementes. As sementes das unidades experimentais inoculadas receberam 0,75 mL de uma suspensão de esporos de A. flavus contendo 106 esporos.mL-1 diluídos em solução 5% de triton 0,3%. As sementes das unidades experimentais que não foram inoculadas receberam apenas 0,75 mL da solução pura de triton.
Deve-se ressaltar que não nenhum desenvolvimento visível de micélio foi observado sobre as sementes inoculadas
modificador de atmosfera, enquanto nos demais tratamentos, este crescimento foi intenso. Com o equipamento modificador de atmosfera Sem o equipamento modificador de atmosfera Sementes localizadas a 30 cm do equipamento Sementes localizadas a 2cm do equipamento Germinador 1 Germinador 2 Legenda:
Semente deteriorada inolculada Semente deteriorada não inoculada Semente não deteriorada inoculada Semente não deteriorada não inoculada
Figura 1. Representação esquemática do segundo ensaio
Nesse ensaio, procedeu-se somente acontagem do número de esporos. Para avaliar a quantidade de esporos, foram retiradas três amostras de 10 sementes para lavagem em solução de triton 0,01 %. As sementes foram colocadas em tubos de ensaio juntamente com a solução de triton e agitadas em vortex durante 2 minutos. Em seguida, a suspensão foi coletada em um segundo tubo de ensaio e as sementes eliminadas. Amostras da suspensão foram retiradas para contagem do número de
esporos numa câmara Neubauer em
microscópio óptico.
Os resultados de potencial de inóculo foram expressos em número de esporos.mL-1.
A umidade das sementes antes do período de armazenamento e após ele foi determinada de acordo com as Regras para Análise de Sementes (Brasil, 1992).
Os resultados das variáveis observadas foram analisados, utilizando-se o programa SAS para análise estatística e o teste “F” para avaliar a significância de cada fator e suas interações. As médias dos tratamentos significativos foram comparadas a partir da diferença mínima significativa (DMS) calculada para cada variável dependente estudada.
RESULTADOS E DISCUSSÃO Primeiro Ensaio
Neste ensaio, como as sementes que
receberam inoculação foram colocadas
próximas aos aparelhos no tratamento com equipamento modificador de atmosfera e as sementes sem inoculação ficaram afastadas cerca de 30cm, ocorreu um confundimento entre os efeitos da inoculação e da posição das sementes.
O índice de ocorrência de Aspergillus sp. nas sementes com armazenadas na presença e na ausência do equipamento modificador de atmosfera em condições artificiais são apresentados na Tabela 1. Nota-se que o índice de ocorrência de Aspergillus sp. nas sementes inoculadas foi significativamente maior, ao nível de 5% de probabilidade (P>0,05), do que o índice de ocorrência desse fungo nas sementes não inoculadas, independentemente da presença do equipamento modificador de atmosfera. Entretanto, o índice de ocorrência de Aspergillus sp. nas sementes inoculadas armazenadas com equipamento modificador de atmosfera foi significativamente menor (P>0,05) do que o índice de ocorrência do fungo nas sementes inoculadas e armazenadas sem o equipamento. Por outro lado, não foram observadas diferenças significativas (P>0,05) entre as médias do índice de ocorrência das sementes não inoculadas armazenadas com e sem o equipamento.
Tabela 1. Índice de Ocorrência (IO), em porcentagem, de Aspergillus sp. detectado em sementes de
feijão, após dez dias de armazenamento a 30 ºC e UR de 95%, na presença e na ausência do equipamento modificador de atmosfera
Armazenamento Índice de Ocorrência (%)
Semente inoculada Semente não inoculada
Com equipamento Sem equipamento 46,81 70,96 30,52 28,25 DMS: Diferença mínima significativa : 12,12
Na Tabela 2 é apresentada a análise de variância dos resultados do teste de sanidade.
Utilizando-se o teste F para comparar as médias do índice de ocorrência observou-se que todos os fatores, inclusive a interação, foram
significativos ao nível de 5 % de probabilidade (Tabela 2).
Na Tabela 3 encontram-se os valores da contagem do número de esporos. A análise de variância dos dados observados é apresentada na Tabela 4.
Tabela 2. Análise de variância dos resultados do teste de sanidade no primeiro ensaio
Fonte GL QM F P Modelo 3 1.136,99 20,64 * Equipamento 1 417,37 7,58 * Inoculação 1 2.515,18 45,67 * Equipamento x Inoculação 1 478,42 8,69 * Erro 8 55,08 - -
* Significativo, pelo teste “F” ao nível de 5% de probabilidade.
Tabela 3. Número de esporos totais em amostras de sementes armazenadas com temperatura de 30 ºC
e UR de 95 %, na presença e na ausência do equipamento modificador de atmosfera
Armazenamento Número de Esporos.mL-1
Semente inoculada Semente não inoculada
Com equipamento Sem equipamento 1,21 106 6,70 106 3,78 106 4,65 106 Diferença mínima significativa (DMS): 2,42 106
Tabela 4. Análise de variância dos resultados da contagem do número de esporos totais
Fonte GL QM F P Modelo 3 1,55 1013 7,04 * E.M.A 1 3,02 1013 13,74 * Inoculação 1 2,09 1011 0,09 ns E.M.A. x Inoculação 1 1,60 1013 7,28 * Erro 8 2,20 1012
Significativo, pelo teste “F” ao nível de 5% de probabilidade. Na Tabela 3, observa-se que as
sementes armazenadas com equipamento
modificador de atmosfera apresentaram uma contagem média significativamente (P>0,05) menor de esporos do que aquelas sem o equipamento. Entretanto, não se observaram diferenças significativas (P>0,05) entre as médias do número de esporos das sementes inoculadas. Por outro lado, a interação entre o
efeito do equipamento modificador de
atmosfera e o efeito da inoculação foi
significativa (Tabela 4). A média de contagem de esporos nas sementes inoculadas do tratamento com equipamento modificador de
atmosfera foi significativamente menor
(P>0,05) do que a média de esporos nas sementes sem inoculação do mesmo tratamento. No entanto, para as sementes armazenadas sem o equipamento modificador de atmosfera, as médias de contagem de esporos com inoculação
e sem inoculação não diferiram
Na Tabela 5, são apresentados os valores médios do grau de umidade das sementes após dez dias de armazenamento em condições controladas na presença e na
ausência do equipamento modificador de atmosfera. No início do armazenamento, as sementes apresentavam 18% (b.u.) de umidade.
Tabela 5. Grau de umidade (%) de sementes de feijão após 10 dias de armazenamento em ambiente
com temperatura de 30 ºC e UR de 95%, na presença e na ausência do equipamento modificador de atmosfera
Armazenamento Grau de Umidade (%)
Semente inoculada Semente não inoculada
Com equipamento Sem equipamento 18,0 24,9 20,4 23,9 Observa-se que os maiores valores de
umidade correspondem às sementes com maior nível de deterioração e que as sementes inoculadas armazenadas na presença do
equipamento modificador de atmosfera
permaneceram com o mesmo valor inicial de umidade.
A partir desses resultados, percebe-se que o equipamento modificador de atmosfera apresentou efeito somente nas sementes que foram inoculadas. Entretanto, estas sementes
estavam localizadas mais próximas ao
equipamento.
Os resultados deste primeiro ensaio, em
razão da ausência da casualização, acarretando um confundimento entre a inoculação e a
posição das sementes em relação ao
equipamento modificador de atmosfera, foram considerados preliminares, levando à realização de um segundo ensaio.
Segundo ensaio
Os resultados da contagem do número de esporos na superfície das sementes após dez dias de armazenamento são apresentados na Tabela 6. A análise de variância dos resultados observados é apresentada na Tabela 7.
Tabela 6. Número de esporos.mL-1 de suspensão, obtidos a partir de 10 sementes de feijão após 10 dias de armazenamento a 30 ºC e UR de 95%, na presença e na ausência do equipamento modificador de atmosfera
Número de Esporos . mL-1 Localização das
sementes
Deterioração Inoculação Com equipamento Sem equipamento
Próximas 2cm do equipamento Deteriorada Inoculada 4,77 106 13,0 106 Não Inoculada 3,65 106 14,0 106 Não Deteriorada Inoculada 1,16 106 14,0 106 Não Inoculada 1,00 106 2,71 106 Afastadas 30cm do equipamento Deteriorada Inoculada 16,0 106 5,84 106 Não Inoculada 13,0 106 8,32 106 Não Deteriorada Inoculada 8,96 106 2,16 106 Não Inoculada 5,88 106 2,91 106
Diferença mínima significativa (DMS): 7,53 106 Na Tabela 6, observa-se que, em média, a menor contagem de esporos ocorreu nas
sementes próximas ao equipamento
modificador de atmosfera, confirmando os resultados observados no primeiro ensaio.
A partir da análise de variância (Tabela
7), observa-se que os únicos fatores
significativos (P>0,05) foram a deterioração e a interação do equipamento modificador de atmosfera com a localização.
Observa-se na Tabela 6 que o número de esporos sobre a superfície das sementes
deterioradas foi significativamente maior (P>0,05) do que na superfície das sementes não deterioradas, independentemente dos demais fatores. Além disto, esse número de esporos foi significativamente menor (P>0,05) nas sementes localizada próxima ao equipamento modificador de atmosfera no tratamento que
utilizou este equipamento durante o
armazenamento. No armazenamento sem o
equipamento modificador de atmosfera
ocorreram contagens de esporos
localizações. Esses valores, porém, relacionaram-se todos com as sementes não deterioradas.
Na Tabela 8, são apresentados os valores do grau de umidade das sementes após o segundo ensaio em condições artificiais. Semelhantemente ao teste anterior, os maiores valores de umidade correspondem aos
tratamentos cujas sementes apresentaram maior nível de deterioração. Observa-se que, em média, o grau de umidade das sementes
localizadas próximas ao equipamento
modificador de atmosfera manteve-se próximo ao valor inicial de 18% (b.u.).
Tabela 7. Análise de variância dos resultados da contagem do número de esporos totais do segundo
ensaio Fonte GL QM F P Modelo 15 5,16 1013 3,64 * Deterioração ( D ) 1 1,93 1014 13,63 * Equipamento (E) 1 9,59 1012 0,68 ns D x E 1 3,53 1009 0,00 ns Inoculação ( I ) 1 2,87 1013 2,02 ns D x I 1 1,73 1013 1,22 ns E x I 1 8,00 1006 0,00 ns D x E x I 1 2,43 1013 1,71 ns Localização ( L ) 1 9,11 1012 0,64 ns D x L 1 4,23 1012 0,30 ns E x L 1 4,01 1014 28,25 * D x E x L 1 9,28 1012 0,65 ns I x L 1 1,02 1013 0,72 ns D x I x L 1 9,14 1012 0,64 ns E x I x L 1 4,53 1013 3,19 ns D x E x I x L 1 1,31 1013 0,93 ns Erro 16 1,42 1013
* Significativo, pelo teste “F” ao nível de 5% de probabilidade.
Tabela 8. Grau de umidade das sementes de feijão após 10 dias de armazenamento a 30ºC e UR de
95% na presença e na ausência do equipamento modificador de atmosfera Grau de umidade (%)
Bloco Sementes Com E.M.A. Sem E.M.A.
Próximo 2cm do equipamento
Deteriorada inoculada 18,5 29,3
Deteriorada não inoculada 16,9 29,5
Não deteriorada inoculada 17,9 30,8
Não deteriorada não inoculada 16,9 28,5
Afastado 30cm do equipamento
Deteriorada inoculada 22,3 26,1
Deteriorada não inoculada 22,5 28,5
Não deteriorada inoculada 21,2 25,1
Não deteriorada não inoculada 21,6 25,1
Os resultados desse teste confirmam as observações preliminares do teste anterior, esclarecendo o efeito dos fatores confundidos no primeiro ensaio, inoculação e localização. Assim, a localização das sementes próximas ao
equipamento modificador de atmosfera
apresentou-se como o fator que provocou as diferenças observadas.
A partir desses resultados, verificou-se portanto, que o equipamento modificador de atmosfera apresentou um efeito restrito às suas proximidades e que foi incapaz de impedir o desenvolvimento dos fungos de sementes já
deterioradas, apresentando efeito somente em sementes não deterioradas.
Esta observação é coerente ao considerar que a provável causa dos efeitos de redução do desenvolvimento de fungos ocasionados por esse equipamento relatados na literatura é a oxidação de propágulos de microrganismos conforme foi proposto por Borém et al. (1998). Uma vez infectada, a semente não será beneficiada pela presença do equipamento modificador de atmosfera, pois a oxidação dos propágulos presentes no ar apenas diminui a
probabilidade de infecção por reduzir a quantidade de inóculo no ambiente.
CONCLUSÕES
Com base nos resultados deste trabalho concluiu-se que o equipamento modificador de
atmosfera foi capaz de impedir o
desenvolvimento de fungos em sementes não deterioradas localizadas próximas 2 cm do equipamento e foi incapaz de impedir o desenvolvimento dos fungos tanto em sementes já deterioradas localizadas próximas ao equipamento como em todas as sementes localizadas a cerca de 30 cm do aparelho.
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