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Colheita e beneficiamento de sementes de algumas espécies da Caatinga

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Colheita e beneficiamento de sementes de algumas espécies da Caatinga

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Matias et al., 2014

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Ornellas et al., 2022

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Germinação e armazenamento de sementes de jurema-rosa

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Germinação e armazenamento de sementes de jurema-rosa

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Este estudo investigou a germinação e o armazenamento das sementes de Mimosa verrucosa, também chamada de jurema-da-flor-rosa.

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Armazenamento de sementes de umburana-de-cheiro em diferentes embalagens e ambientes

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Armazenamento de sementes de umburana-de-cheiro em diferentes embalagens e ambientes

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Araújo et al., 2017

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The Caatinga biome (Brazilian semi-arid vegetation) has a significant biological diversity compared with other semi-arid regions of the world. This biodiversity is extremely important for local communities to which this biome provides timber, food, medicine and forage (; ; ). Uncontrolled exploitation of natural resources of Caatinga has caused severe degradation of vegetation, mainly because of deforestation due to agricultural activities, without allowing species regeneration or reforestation ().

This region's climate presents average temperatures of approximately 26 °C, with little annual variation and rainfall lower than 750 millimetres per year (). The vegetation is conditioned to water deficit throughout the year, which is mainly related to stochastic rainfall events associated with high temperatures and high light intensity, which cause a high evaporative demand and consequent desiccation of the soil (). This climatic instability, together with human occupation, threatens the native biodiversity of Caatinga ( Leal et al., 2005 LEAL, I.R.; SILVA, J.M.C.; TABARELLI, M.; LACHER-JR., T.E. Changing the course of biodiversity conservation in the Caatinga of Northeastern Brazil. Conservation Biology, v.19, n.3, p.701-706, 2005. 10.1111/j.1523-1739.2005.00703.x ; ). A significant part of Caatinga has suffered from drought since 2011 (), leading to lower seedling recruitment, the death of adult trees and loss of biodiversity.

The Amburana cearensis tree is native to South-America, typical of the Caatinga biome and often explored by local populations for its medicinal potential, leading this species to extinction (). It is known for its medicinal properties: the bark and seeds are used to produce popular medications to treat pulmonary diseases, cough, asthma, bronchitis and whooping cough ( Maia, 2008MAIA, G.N. Caatinga: árvores e arbustos e suas utilidades. São Paulo: Editora Leitura e Arte, 2008. 413p. ). Therefore, A. cearensis is currently listed in the global IUCN list as an endangered species and was listed in the Brazilian national list of endangered species until 2015 ().

Seed deterioration is inevitable, even when seeds are placed in appropriate preservation environments (). Factors such as temperature and humidity can influence the process of seed deterioration during storage (). Therefore, it is imperative to ascertain, for all species, efficient methods and conditions to store seeds to maintain their viability. Thus, in endangered species, there is an urgent need to determine seed conservation strategies that involve the maintenance of a high level of seed germination, seedling establishment and the preservation of their physiological potential during seed storage. Some studies have reported alternative storage conditions for Caatinga species seeds such as the use of plastic containers in a dry chamber and freezer environments for Caesalpinia pyramidalis (); paper, cotton, plastic or aluminium foil bags maintained in a refrigerator or freezer for Myracrodruon urundeuva seeds (); and maintenance of seeds inside the fruits of Caesalpinia leiostachya (). However, all of the methods mentioned above show oscillations in seed vigour due to different methods of packing seeds for storage.

To maintain the quality of stored seeds, factors such as seed moisture and storage temperature are important. Although the seed quality cannot be improved during the storage period, it can be maintained for a long period (). Moreover, to better understand seed behaviour in storage, it is essential to verify factors such as tolerance of these species to low temperatures. Thus, this study aimed to evaluate the quality of A. cearensis seeds in different storage conditions.

Amburana cearensis seeds used in this experiment were harvested in the Caatinga biome in Lagoa Grande, state of Pernambuco (S 8º34'04,00''; O 040º10'18,00''; Figure 1), from dehiscent fruits in August 2013. Fresh seeds were readily evaluated for seed quality and were compared with the stored seeds.

Seed storage: Seeds were stored in four different conditions including craft paper bags enclosed in airtight containers in refrigerator (4±3 °C, 60±4% RH), craft paper bags enclosed in airtight container in a laboratory environment (25±4 °C, 19±3% RH), craft paper bags in laboratory environment (25±4 °C, 56±6% RH) and polypropylene tubes in liquid nitrogen (-196 °C). The seeds remained in these conditions for 27 months. Seed samples were removed from each storage condition to evaluate seed quality. Temperature and relative humidity were monitored with a data logger: Hobo data logger - model U10-003. The experimental design was completely randomized in split-plots along time, with four replicates. Four different storage conditions were considered as plots and the storage time was considered as sub plots.

Before storage, all seeds were put in a container with silica gel for 60 min to standardize the water content at approximately 9%. Seeds in cryopreservation were placed in Falcon tubes in a container with liquid nitrogen. Seeds removed from liquid nitrogen were immediately placed in a refrigerator (5±3 °C, 60±4% UR) for 60 min, allowing gradual thawing and relative rewarming of samples ( Pritchard and Nadarajan, 2008 PRITCHARD, H.W.; NADARAJAN, J. Cryopreservation of orthodox (desiccation tolerant) seeds. In Plant Cryopreservation: A Practical Guide (pp. 485-501). Springer New York. 2008. DOI 10.1007/978-0-387-72276-4_19 ).

To evaluate the quality of fresh and stored seeds, four replicates of 25 seeds were used in germination and seedling emergence tests and quantifying sugar metabolism in germinating seeds during 27 months.

Water content: The water content was determined by the oven method at 105±3 °C for 24 hours, using two samples of 10 seeds and the results were expressed as a percentage based on the seed fresh weight ().

Germination test: Were carried out on germination paper soaked with distilled water at a proportion of 2.5 times the dry paper weight. Seeds were germinated in a BOD chamber at 30 °C with a 12-hour photoperiod (). Seed germination scoring was performed daily until seedling establishment, which occurred after approximately 15 days. The seeds were considered as germinated at 1 mm radicle emergence.

Final germination (FG, %); germination uniformity (GU; time elapsed between 20% and 80% germination, days⁻²) and germination rate (reciprocal of time to reach 50% of final germination, GR, days⁻¹) were also estimated ().

Seedling emergence test: These tests were performed by sowing fresh and stored seeds in polystyrene trays containing the commercial substrate Plantmax® and arranging the trays in a greenhouse with a controlled environment (40% luminosity with black shading screens and manual irrigation according to plant requirements). The emergence was evaluated daily for 30 days (), and final emergence (FE, %), emergence rate (reciprocal of time to reach 50% of final emergence, ER, days⁻¹) and average 30 days seedling height (SH) were calculated.

Total soluble sugars and reducing sugars quantification: The extractions were performed by grinding a 0.5 g root sample (c. 10 seedlings) in a sterile mortar with 10 mL of distilled water. The mixture was centrifuged at 3.000 x g for 20 minutes without refrigeration. The supernatant was collected to microtubes and kept in a freezer at -20 °C until reducing sugars () and total soluble sugars (; ) assays. Four replicates of each sample were maintained.

Statistical analysis: Data were tested for normality and homogeneity of variance before comparing means using the Shapiro-Wilk and Levene's tests, both at 0.05 probability level. Non-normal percentage data were arcsine-transformed and re-tested. Continuing non-normal data were analysed by the non-parametric Kruskal-Wallis test at 0.05 probability level. For normal data, the Tukey test was used at 0.05 probability level. Fresh seeds were compared with stored seeds by the Dunnett (normal data) and Kruskal-Wallis (non-normal data) tests at 0.05 probability level.

A. cearensis seeds showed an initial water content of 9.2%, which did not change during storage, regardless of the conditions.

Germination (FG), germination rate (GR), emergence (FE), emergence rate (ER) and total soluble sugars (TSS) data were not normally distributed and/or were not homogeneous, and therefore, the media test used was Kruskal-Wallis.

Storage conditions influenced the germination behaviour of A. cearensis seeds. Seeds from the laboratory environment packed only in paper bags showed decreased FG in the 27 th month differing statistically from fresh seeds and 6-months of storage. Seeds kept in airtight containers in the refrigerator and laboratory did not show germination differences compared to fresh seeds over time. Seeds stored in liquid nitrogen showed different FG compared with fresh seeds and storage conditions with airtight container in the 24 th month ( Table 1).

Amburana cearensis seeds kept in the laboratory without a container showed decreased GR (high-speed germination), and this difference was statistically significant compared with seeds kept in airtight containers in the laboratory in the 27 th month of storage. Except for the 12 th month, the seeds stored in the laboratory without a container (which can be attributed to an outlier) did not show differences in GR compared with fresh seeds. Moreover, there were differences between seeds stored in the laboratory without a container and those in liquid nitrogen (N ₂) container at 6 and 12 months ( Table 2).

The GU of seeds in liquid nitrogen differed from that of fresh seeds as of 12 th month and showed slow germination, which was twice as slow compared with that of fresh seeds ( Table 3).

FE percentage in the greenhouse conditions for A. cearensis stored seeds showed that the refrigerator-stored seeds maintained their vigour in comparison to fresh seeds and over storage time. Seeds stored in the laboratory environment, packed in paper bags and in a liquid nitrogen container showed lower FE percentage than fresh seeds in the 21 st month of storage. Following similar behaviour, A. cearensis seeds stored in airtight containers in a laboratory environment showed a reduction in the values in the 21 st month of storage and showed differences compared to fresh seeds in the 24 th and 27 th months ( Table 4).

Regarding ER and seedlings height (SH) of stored seeds in the laboratory without a container, the latter two storage evaluations were different compared with fresh seeds and the former two storage evaluations ( Tables 5 and 6). We also noticed this trend in the SH of seeds kept in a container in the laboratory ( Table 6). There were also significant losses in SH between months 9 and 12 for seeds maintained in the laboratory environment (with and without airtight container).

In all storage conditions, the roots of A. cearensis seedlings showed a slight decrease in TSS content until the 21 st month, with lower values followed by an increase up to the last evaluation month. Among all storage conditions, no differences were observed in the levels of TSS in stored seeds compared to fresh seeds ( Table 7).

Seeds in liquid N ₂ also differed in ER and SH compared with the two former storage evaluations. However, the differences in ER were observed only in the 12 th month, and the latest storage evaluation of SH differed from that of the fresh seeds ( Tables 5 and 6).

Reducing sugars (RS) content in the liquid nitrogen stored seeds reached higher values at 21 months of storage compared with roots of fresh seeds and seeds stored in the laboratory without a container (determined by Dunnett's test). The RS content of the roots of seeds stored in the laboratory without container showed significantly lower values in the 12 th month compared with the former two storage evaluations ( Table 8).

Seeds of A. cearensis support a water content as low as 5.27% () during storage; thus, they have an orthodox behaviour that allows their storage for a long period of low temperatures and relative humidity (), with a reduced respiratory rate ( Nascimento, 2009NASCIMENTO, W.M. (Org.). Tecnologia de sementes de hortaliças. Brasília, DF: Embrapa Hortaliças, 2009. 432 p. ). The water content of A. cearensis seeds in this study was the same (9.2%) in all storage environments. ) observed values ranging from 6.25 to 15.89% in seeds kept in the laboratory and 6.31 to 9.52% in seeds stored in the refrigerator; the worst emergence values were attributed to a high water content.

Storage method in a laboratory environment without an airtight container reduced the FG and GR compared with the fresh seeds and those stored in the laboratory in airtight containers respectively. Irrespective of the differences in FG and GR, A. cearensis seed germination was higher than 70% and demonstrated the capacity of survival even with high temperature and relative humidity (RH) oscillations based on the average daily oscillations. Therefore, A. cearensis seeds stored in airtight containers and, consequently without variations in RH, were not influenced by daily temperature fluctuations and did not lose their viability. The laboratory seeds exposed to natural environment showed decreasing viability over time (). The laboratory seeds exposed to natural environment showed decreasing viability over time (Guedes et al., 2012). In laboratory conditions, the combination of high temperatures and RH can cause damage to A. cearensis seeds, by decreasing vigour and favouring the development of harmful microorganisms. In this way, only highly vigorous seeds are likely to survive.

The lower FG of seeds stored in liquid N ₂, after 24 months of storage, could be attributed to the time of withdrawal of the seeds from the N ₂ flasks to the refrigerator. The seeds were observed to have tissue disruption during thawing when they were removed from liquid N ₂ ( Table 1).

Difference on the time between first and last 20% of germinated seeds (GU) as of the 12 th month in liquid N ₂ stored seeds compared with fresh seeds could be explained by the viability loss at low storage temperature. The low storage temperature induced greater germination uniformity with potentially delayed values that suggest a capacity for wide spread germination over time over by a natural need of survival of the species ( Table 3). Notwithstanding the differences presented in relation to fresh seeds, the values obtained in N ₂ did not differ significantly from those in other treatments.

Amburana cearensis seeds had high viability with 90% of germination in the 27 th month for seeds stored in airtight containers in the laboratory and liquid N ₂ and showed low emergence for this same period in the field. FE was demonstrated to be a good test to determine the deteriorated or low seed vigour seed because the FE test is thinner (detectable) and easily determines the seed vigour of A. cearensis seeds. Many authors support the possibility of a relationship between emergence and seed vigour (; ; ). For example, FE can also be used to separate accessions for use in reforestation and conservation.

Higher RH in the laboratory could be responsible for differences in vigour for the ER of seeds stored without containers, which may be influenced at the end of the storage period by the non-environmental control during the storage period ( Table 5). Seed vigour is associated with the deterioration process (), which may have occurred in seeds stored in the laboratory outside of the airtight containers.

Reserve mobilization in the A. cearensis germinated seeds was directly influenced by the ultra-low storage temperatures ( Tables 7 and 8). These results evidenced the mobilization of reserve compounds in the cotyledons (source) and their translocation to the root (drain) when the seeds were stored at low temperatures in the last 3 storage periods evaluated. Therefore, the selective mobilization of sugars at low temperatures can be highlighted, and their levels could be attributed to stress factors.

Storing seeds in airtight containers in a laboratory environment can maintain their quality for at least one year ( Table 4). This allows the maintenance of high seed vigour until seedling production in nurseries for reforestation in the next rainy season. Seeds should be kept well preserved at least until the next season, which is the period when flowering generally occurs. Under laboratory environments, seeds typically lose their viability within months (), and Caatinga seedlings can only be sown at a specific time (January to May) of soil water availability ( Meiado et al., 2012 MEIADO, M.V.; SILVA, F.F.S.; CARVALHO, D.C.A.; SIQUEIRA FILHO, J.A. Diaspore of the caatinga: a review. Flora of the Caatingas of the São Francisco River: Natural History and Conservation. Rio de Janeiro: Andrea Jakobsson Estúdio Editorial, 2012. p.306-365. ). Therefore, these studies, through the response of germinability time, allow progress in our understanding of seed storage. Moreover, cryopreservation and defrosting techniques should be improved for this species.

It is not advisable to store A. cearensis seeds in a laboratory environment without airtight containers.

Amburana cearensis seeds kept in a refrigerated environment maintain their viability for at least two years.

Mobilization of reserve compounds is directly influenced when seeds are stored at low temperatures.

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Seed quality of Amburana cearensis (Allemão) A.C. Sm. (Fabaceae) is influenced by storage condition

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The Caatinga biome (Brazilian semi-arid vegetation) has a significant biological diversity compared with other semi-arid regions of the world. This biodiversity is extremely important for local communities to which this biome provides timber, food, medicine and forage (; ; ).

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Video sobre trabalho apresentado no XXI Congresso Brasileiro de Sementes

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Video sobre trabalho apresentado no XXI Congresso Brasileiro de Sementes

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Sementes de pereiro mantêm alta qualidade fisiológica nos primeiros 3 anos de armazenamento em câmara fria e conseguem manter sua viabilidade por pelo menos 4 anos

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QUALIDADE FISIOLÓGICA DE SEMENTES DE PEREIRO ARMAZENADAS EM CÂMARA FRIA

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Video sobre trabalho apresentado no XXI Congresso Brasileiro de Sementes

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Video sobre trabalho apresentado no XXI Congresso Brasileiro de Sementes

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Caracterização biométrica de frutos e sementes de Handroanthus spongiosus (Rizzini) S. Grose

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Caracterização biométrica de frutos e sementes de Handroanthus spongiosus (Rizzini) S. Grose

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Artigo científico sobre estresses ambientais e germinação de sementes de aroeira. 

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Artigo científico sobre estresses ambientais e germinação de sementes de aroeira. 

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OLIVEIRA et al., 2019

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Climate projections published in the Fifth Assessment Report by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) indicate increasing emission of greenhouse gases (GHG) as the primary cause for temperature changes. As an outcome, future climate scenarios include a increase of the average global temperature and a decrease in the precipitation levels (), which can alter the salinity of the soil (; ). In some areas more susceptible to the risks imposed by climate alterations, such as the Caatinga biome in Brazil's Northestern region, the aridity may be intensified, which might even lead to desertification () and increased soil salinity.

Climate change may have important consequences to all stages of plant development, from seed germination to growth and establishment of species (). Germination is an ecophysiological process fundamental to plant diversity (), which depends on the environmental conditions to which seeds are subjected to. Thus, the capacity of seeds for germinating in a broad variety of conditions assures the survival and regeneration of species ().

The knowledge of the environmental conditions which interfere in production and germination of seeds is fundamental. Temperature influences germination by affecting the speed of water imbibition, and also on biochemical and enzymatic reactions ruling the entire process (). Changes in the environmental temperature may also affect the permeability of membranes (). Thus, germination only occurs within certain species-specific temperature limits ().

The germinative process depends on the availability of water and its movement through the tissues surrounding the seed. In this sense, the excess of salt in the substrate affects the availability of water to seeds, by inhibiting or slowing down its absorption (). Besides, the buildup of Na⁺ and Cl⁻ ions causes ruptures in seed tegument layers and has a toxic effect, which might lead to the death of seeds (). In the field, such conditions are naturally induced by low precipitation levels, soil salinization, and high temperatures, phenomena that can compromise the germination, initial development, and recruitment of plants, even of those that are well-adapted to hot-dry climates.

Myracrodruon urundeuva Allemão (Anacardiaceae), known as aroeira-do-sertão, is a species widely spread throughout the Brazilian territory, which also plays an essential socioeconomic role. Its bark is rich in phenolic compounds with cicatrizing and anti-inflammatory properties (). Also, its wood has considerable mechanical resistance and does not putrefy easily, thus being largely used in construction and furniture. However, since its use is mostly connected to uncontrolled exploitation, its survival is critically under threat ().

Some studies have been conducted to better understand the germination behavior of M. urundeuva exposed to different environmental factors (; ). However, there are no studies that predict germination in future climate scenarios, simultaneously considering seed lots obtained from different harvests, of varying physiological quality, and the response to alterations in temperature and water availability. This information is essential to appraise the adaptation capacity of this species ().

The primary objective of this work was to evaluate the influence of environmental conditions on the germination of different lots of M. urundeuva. Thus, different temperatures (simulating thermal stress) and osmotic potentials, obtained with polyethylene glycol - PEG (simulating drought stress) and NaCl (simulating salt stress), were assessed. The hypothesis tested was that seeds with different physiological qualities respond differently to these environmental stresses. Besides that, thermal and osmotic limits were determined, based on thermal time, hydrotime and halotime models (; ). The goal was to evaluate the efficiency of those models and describe the germinative behavior of M. urundeuva seeds in adverse conditions. Lastly, current climate data and projections were used to predict how these seeds might germinate in future climate scenarios.

Harvest and seed processing

Diaspores of M. urundeuva were collected directly from mother-plants in a partially human-degraded Caatinga area at the municipality of Lagoa Grande, Brazilian state of Pernambuco (8°34'13.1"S, 40°11'02.2"W). The harvests occurred between August and September of 2010, 2011, 2012, and 2013, from the same population. Seed processing included a manual pre-cleaning, in which diaspores had the wings detached, and branches were removed. Then, a seed blower was used to clean off any remaining dirt (). The diaspores were packed in cloth bags (permeable) and placed inside a cold chamber (T=10 °C, RH=45%), where they remained until January 2014. The water content of M. urundeuva seed lots at the beginning of the germination experiments was of 9.47; 9.36; 10.02; and 10.04% for the lots harvested in 2010, 2011, 2012, and 2013, respectively (Brasil, 2009).

Previous and future climate data

Monthly data on air temperature and precipitation of the different harvests were gathered at the Automated Agro-meteorological Station of Bebedouro, at Embrapa Semiárido, based in Petrolina, state of Pernambuco (09°09' S, 40°22'W) within a distance of 64.5 km from the mother-trees ( Figure 1). Historical average data (from 1970 to 2017), concerning the Meteorological Field Station of Caatinga and obtained by the Agro-meteorology Laboratory at Embrapa Semiárido (09°13'S, 40°29'W), were also used. The RCP 8.5 scenario was taken as a forecast, giving an average temperature rise of 3.5 ºC (IPCC, 2014) and a precipitation reduction of 40% () until 2100.

Germination of seeds at different temperatures and osmotic potentials

Prior to the germination experiments, the diaspores were submerged in neutral detergent for five minutes. Then, the seeds were extracted by manually removing the exocarp and mesocarp of the diaspores under running water, with the aid of a steel sieve. Next, the seeds were superficially disinfested by immersion in a commercial chlorine solution (bleach) for three minutes, and then they were treated with the fungicide Captan ® (3 mL. L⁻¹) for another three minutes.

The experimental design was completely randomized, and three replicates of 50 seeds were used in every trial assessing the influence of environmental conditions on the germination of M. urundeuva. To evaluate the effect of temperature, a 7x4 factorial scheme was employed, which corresponded to seven constant temperatures (10, 15, 20, 25, 30, 35, and 40 °C) and the seed lots from four harvest-years (2010, 2011, 2012, and 2013). The effect of drought was analyzed using an 6x4 factorial scheme, with six osmotic potentials (0, -0,2, -0,4, -0,6, -0,7 e -0,8 MPa) using aqueous solutions of polyethylene glycol- PEG 6000 and the four seed lots. The effect of salinity was analyzed by using an 8x4 factorial scheme, with eight osmotic potentials obtained from NaCl solutions (0, -0.072, -0.144, -0.216, -0.288, -0.360, -0.432, and -0.504 MPa) and the four seed lots.

Myracrodruon urundeuva seeds from different lots were sown in acrylic boxes (dimensioned 11 x 11 x 3.5 cm), containing two blotting paper sheets as substrate. They had been moistened with distilled water or one of the solutions (NaCl or PEG6000) mentioned above, in a proportion of 2.5 times the dry paper weight (). Next, the seeds were incubated for 14 days, in a 12 h photoperiod, at constant temperatures of 10 to 40 ºC (temperature effect) or 25 ºC (osmotic or salinity effect). Germination was, considered as 1 mm of primary root visible, and was evaluated 12 h after setting the experiment, and then at every hour until its stabilization.

The physiological quality of the seeds was appraised by the final germination percentage (G%) after 14 days () and by the germination speed index (GSI) (). The data were subject to analysis of variance with the software Assistat, and then submitted to regression analysis ().

Obtaining thermal time and hydrotime of seeds

The cumulative germination was plotted as a function of time for each temperature, and then fitted to sigmoidal Boltzmann curves. The germination rate (GR) was calculated as a reciprocal function of the time necessary to reach 50% germination (1/t ₅₀) (). By knowing the GR values associated with each temperature, linear regression analysis was performed. They allowed the calculation of the interception on the x-axis, at the sub- and supra-optimum temperature ranges, generating estimates for the base temperature (T b) and ceiling temperature (T c). Below and above these values, respectively, the GR is equal to zero (; ). The interception between the two regression lines at the sub- and supra-temperatures was used to estimate the optimum temperature (T o) ().

The thermal time of the population that germinated at sub-optimum temperatures (θ Tsub) and that of the population that germinated at supra-optimum (θ Tsupra) temperatures were estimated using the following equations:

Where T it the germination temperature; T b is the base temperature; T c is the ceiling temperature; and t is the time since the imbibition started ().

The germination percentages corresponding to each osmotic potential (ψ) studied were graphically represented as a function of time. Then, a regression analysis was conducted, as above mentioned, to determine the interception on the x-axis, producing estimates of the base osmotic potential (ψ b), below which the GR is null (). Germination responses concerning the osmotic potential were also described according to the hydrotime (θ H) or halotime (θ HNaCl) scale, which was calculated for each osmotic and salt treatment as follows (Gummerson, 1986; ; ):

Where ψ is the osmotic potential; ψ b is the osmotic base potential; and t is the time since imbibition started.

Germination prediction for current and future climate

Previous climate data and the future RCP 8.5 scenario () were used to calculate the environmental thermal sum and to predict seed germination, by using the parameters T b, T c, T o, θ T, ψ b, and θ H.

The heat sum was calculated weekly (as long as the precipitation of the week in analysis had reached a minimum level of 20 mm (); according to the following equation:

Where T m is the average week temperature; T b is the base temperature, below which germination does not occur; and t is the number of days until reaching the thermal time for germination (θ T).

Effects of the environmental stress on germination

All seed lots of M. urundeuva (2010, 2011, 2012, and 2013) showed germination rates above 70%, by the end of 14 days (336 h) of evaluations at temperatures between 20 to 35 ºC ( Figures 2, and 3A). In addition, the beginning of germination was earlier at temperatures from 25 ºC to 35 ºC. At this range, 24 h (lots 2010, 2011, and 2013) to 28 h (lot 2012) of imbibition were necessary for germination ( Figure 2), and the maximum GSI value was obtained ( Figure 3B). Seeds of the 2013 lot were more tolerant to high temperature, with a 40% germination rate, even when subjected to 40 ºC. Such an outcome contrasts with the other lots, whose germination remained below 10% ( Figures 2, and 3A). On the other hand, by the end of the evaluation period, the lots harvested in 2010 and 2013 showed germination values of 10 and 11%, respectively, when incubated at 10 ºC ( Figures 2, 3A).

The germination rate (GR) has commonly been used to obtain the germination limits of seeds of several species (; ; ; , ; ) due to its linear relation with temperature (). On account of that, the temperature limits, as well as the sub- and supra-optimum thermal times ( Figure 4) could be calculated for germination of M. urundeuva seeds. All seed lots germinated at a wide thermal range, with base temperature (T b) below 10 ºC, except for the 2011 lot (10.3 °C). The values of ceiling temperature (T c) of all seed lots studied were above 40 ºC ( Figure 4). About 5% germination of the 2010 seed ocurred at 10 and 40 ºC ( Figure 3A), showing tolerance to a broader temperature range (7.4-50.7 oC) than the other lots ( Figure 4), even after four years of storage.

Fresh seeds of M. urundeuva collected in 2007 from the same population, exhibited maximum germination at 25 ºC, and no germination at 40 ºC (), while the seeds from all lots collected between 2010 and 2013 showed some germination at 40 ºC, and optimum temperature (T o) varied between 26.6 to 34.7 oC ( Figure 3). These results indicate that lots from different harvests can respond differently to environmental conditions during the germination stage.

The adequate temperatures to evaluate M. urundeuva seeds are known to be 25 ºC or 20-30 ºC, based on seeds harvested from regions with milder temperatures than those studied in this work (Brasil, 2013). Such a difference indicates that the surrounding conditions where the mother-plants are found can affect seeds responses to the environment ().

Germination in all M. urundeuva seed lots was gradually reduced as the osmotic potential increased ( Figures 5, 6). Seeds of the 2012 lot started to germinate after 28 h imbibition; while in those of 2011, 2012, and 2013 lots, the process only began after 40 h of imbibition ( Figure 5). By the end of the evaluation period, the maximum germination was verified in all lots when seeds were submitted to up to -0.4 MPa. At -0.6 MPa, seeds of 2010 lot still germinated above 60% ( Figure 6), but at -0.8 MPa, seeds of all lots failed to germinate. Other Caatinga-native species, such as Zizyphus joazeiro (), Mimosa ophthalmocentra (), Cenostigma pyramidale (sin. Poincianella pyramidalis), and Anadenanthera colubrina () showed the same behavior regarding water restriction.

The inclination of the regression curves for germination rate showed that the 2010 lot was the most vigorous and tolerant to water restrictions, reaching a base water potential (ψ b) of -1.1 MPa ( Figure 7). Seed vigour can be accounted for such a tolerance to negative osmotic potentials, since 2010 had higher rainfall volume than other harvests, during sprouting (October to June) and flowering of male and female individuals (June to September and July to August, respectively) () producing bigger and more vigourous seeds. Studies on the phenophases of M. urundeuva in a semi-arid environment verified that fruitification occurs from August to November (). Variations in the precipitation levels were observed between different seed harvests ( Figure 1), which affected the levels of activity and intensity of each phenophase. Water availability patterns during the phenophases, mostly during flowering and fruitification, is probably the main factor ruling plant reproduction in tropical regions, especially in dry tropical forests ().

Seeds of the 2010, 2011, and 2013 harvests showed a germination rate relatively higher than those of the 2012 lot when there was no water restriction involved. Also, even though seeds harvested from 2011-2013 exhibited similar ψ b (-0.8 to -0.9 MPa), the hydrotime (θ HPEG) proved that 2012 seeds required more time to conclude their germination in water restriction. This response is in agreement with the low vigor of the lot, which, in its turn, might be linked to an unusually severe drought, with 65% less rainfall than the historical average (; ), mainly during the flowering season ( Figure 1).

As for the effect of salinity on M. urundeuva seeds, in general, treatments with osmotic potential above -0.216 MPa commenced germination more quickly when compared to the other osmotic potentials tested ( Figure 8). The maximum germination, by the end of 14 days (336 h) evaluation, was verified in seeds of all lots at osmotic potential above -0.072 MPa. Below -0.144 MPa, as the NaCl concentration increased, the germination percentage reduced significantly and gradually until its total inhibition at -0.504 MPa ( Figure 9A). The germination speed index (GSI) of seeds of all lots showed higher values when in distilled water, rather than in the other treatments ( Figure 9 B). This is likely to be the consequence of both ionic toxicity and osmotic stress that can delay germination by affecting physiological and metabolic phenomena in the embryonic tissues ().

The models generated from M. urundeuva germination rates at different NaCl concentrations indicated that the 2010, 2011, and 2012 lots were more tolerant to salinity than the 2013 lot ( Figure 10). The base osmotic potential (ψ b) presented values between -0.5 to -0.7 MPa for the saline solutions assessed ( Figure 10). Also, the reduction in osmotic potential induced by NaCl had a more detrimental effect on the germination rate than that produced by PEG6000 ( Figures 8 and 10). This fact might be the outcome of the Na⁺ buildup, which alters the ionic equilibrium and the availability of mineral nutrients, thus decreasing the cellular division and embryonic development (). The values of halo-time (θ HNaCl) were also different among the studied lots, and the 2012 lot required more time to complete germination in saline conditions ( Figure 10).

The ability to germinate under extreme conditions allows the geographical and temporal distribution of a species, therefore optimizing its survival (). So, the success of a species in heterogeneous environments relies on its plasticity (). This capacity was evidenced in the present study by evaluating lots of M. urundeuva at different environmental conditions. The responses displayed by this species are associated with its diverse strategies to adapt to its surroundings ().

Predictions for germination in future climate conditions

The heat sum for seed germination was estimated based on the climate data and thermal threshold parameters (equation 4). However, only weeks in which the precipitation surpassed a minimum of 20 mm were taken into account, because this is the ideal rainfall volume to maintain the Caatinga soil moisture at adequate levels for germination for one week (). For the current climate, the heat sum for germinating seeds of older lots (2010-2012) remained between 35 to 40 ºCd⁻¹, and for seeds of younger lots, it was 25 ºCd⁻¹. For the predictions of future climate conditions, even with more thermal energy existing in the environment, the estimated heat sum was similar to that of the current climate ( Figure 11). Also, the average environmental temperature will never surpass the ceiling temperature (T c) for this species germination ( Figure 4), indicating that the future warming will not restrict the germination of these seeds.

On the other hand, a 40% reduction in the rainfall volume, as predicted by the RCP-8.5 scenario, will result a decrease in the number of weeks with enough available water for seed germination and initial development of M. urundeuva, thus restraining the recruitment of seedlings. This trend can already be verified in the drought years of 2011 to 2017 (), as well as in the rainy season between 2016 and 2017, when the precipitation levels remained below 20 mm per week. In both cases, the emergence of seedlings of M. urundeuva from seed banks was compromised ().

Myracrodruon urundeuva seeds are tolerant to a broad range of temperatures and osmotic potentials. Nevertheless, such a tolerance depends on the physiological quality of the lots.

Salinity had an effect more detrimental to M. urundeuva seed germination than water restriction.

Climate models allowed identifying M. urundeuva germinative responses in future climate scenarios, which indicate that the lack of rainfall will affect seed germination and initial development, regardless of temperature increase.

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Environmental stress, future climate, and germination of Myracrodruon urundeuva seeds 1

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Climate projections published in the Fifth Assessment Report by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) indicate increasing emission of greenhouse gases (GHG) as the primary cause for temperature changes. As an outcome, future climate scenarios include a increase of the average global temperature and a decrease in the precipitation levels (), which can alter the salinity of the soil (; ).

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Armazenamento de longo prazo de sementes de Anadenanthera colubrina (Vell.) Brenan

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Vc tem que assistir esse vídeo!!!

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EXTRA EXTRA! Sementes de angico podem ser armazenadas a frio por 3 anos  sem perder a viabilidade

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Efeito da temperatura na germinação de sementes de quixabeira de diferentes procedências.

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Silva & Dantas, 2013

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Identificando sementes sensíveis à dessecação

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Qualidade fisiológica de sementes de  mulungu em diferentes condições de armazenamento

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RIBEIRO et al., 2018

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Sementes de aroeira-do-sertão podem ser armazenadas por até 2 anos e ambiente seco

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Aspectos fisiológicos da germinação e armazenamento de sementes de umburana-de-cheiro

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Araujo 2017 (tese UEFS)

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Vieira et al., 2001

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Qualidade fisiológica de sementes de diferentes árvores matrizes de catingueira-verdadeira

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Qualidade fisiológica de sementes de diferentes árvores matrizes de catingueira-verdadeira

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Lima et al., 2014

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FITOTECNIA

ARTIGO CIENTÍFICO

Qualidade fisiológica de sementes de diferentes árvores matrizes de Poincianella pyramidalis (Tul.) L. P. Queiroz

Physiological quality of seeds from different parent trees of Poincianella pyramidalis (Tul.) L. P. Queiroz

Cosmo Rufino de LimaI; Riselane de Lucena Alcântara BrunoII; Katiane da Rosa Gomes da SilvaIII,; Mauro Vasconcelos PachecoIV; Edna Ursulino AlvesII

IPrograma de Pós-Graduação em Agronomia/CCA-UFPB, Areia-PB, Brasil, cosmoagr@hotmail.com

IIDepartamento de Fitotecnia e Ciências Ambientais/CCA-UFPB, Campus II, Areia-PB, Brasil, lanebruno.bruno@gmail.com; ednaursulino@cca.ufpb.br

IIIPrograma Nacional de Pós-Doutorado (PNPD), Universidade Federal da Paraíba, Areia-PB, Brasil, katrgs@gmail.com

IVUniversidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), Unidade Acadêmica Especializada em Ciências Agrárias (UECIA), Macaíba-RN, pachecomv@hotmail.com

RESUMO

A catingueira [ Poincianella pyramidalis (Tul.) L. P. Queiroz] é uma espécie arbórea endêmica do bioma Caatinga, bastante explorada devido ao seu potencial madeireiro, forrageiro e farmacológico. Face à relevância de sua importância, este trabalho teve o objetivo de avaliar a qualidade fisiológica das sementes entre matrizes de P. pyramidalis por meio de testes fisiológicos para fins de restauração ambiental. O estudo de campo foi conduzido na Fazenda Açude, município de Soledade-PB, onde foram selecionados 28 matrizes de catingueira, sendo as análises, realizadas no Laboratório de Análise de Sementes do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal da Paraíba. Foram avaliadas as seguintes variáveis: teor de água, peso de mil sementes, número de sementes por quilograma, germinação, vigor {primeira contagem e índice de velocidade de germinação, comprimento e massa seca de plântulas, emergência, índice de velocidade e primeira contagem de emergência, envelhecimento acelerado (procedimento tradicional e solução saturada de NaCl)}. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, com os dados submetidos à análise de variância e a comparação entre as médias realizadas pelo teste de Scott-Knott a 5% de probabilidade. Com base nos resultados, a qualidade fisiológica das sementes de Poincianella pyramidalis varia mesmo quando oriundas de matrizes de uma única área de coleta; o teste de envelhecimento acelerado, utilizado no método tradicional, no período de 24 horas e à temperatura de 41 ºC mostra ser o teste de vigor mais eficiente na avaliação do potencial fisiológico das sementes de P. pyramidalis.

Palavras-chave: Vigor. Caatinga. Semiárido. Catingueira.

ABSTRACT

Known locally as 'catingueira', Poincianella pyramidalis (Tul.) L. P. Queiroz is an arboreal species endemic to the Caatinga which is extensively exploited for its timber, forage and pharmacological potential. Given the relevance of this importance, the objective of this work was to evaluate the physiological quality of seeds among parent trees of P. pyramidalis using physiological tests, for the purposes of environmental restoration. The field study was carried out at the Fazenda Açude Farm, in the town of Soledad, Paraíba, Brazil, where 28 parent catingueira trees were selected. The analyses were done at the Laboratory for Seed Analysis, in the Centre for Agricultural Sciences of the Federal University of Paraíba. The following variables were evaluated: water content, thousand seed weight, number of seeds per kilogram, germination, vigor {first count and rate of germination index, seedling length and dry weight, emergence, emergence rate index and emergence first count, accelerated aging (traditional procedure and saturated NaCl solution)}. The experimental design was completely randomized, with the data undergoing variance analysis and the comparison of averages using the Scott-Knott test at 5% probability. Based on the results, the physiological quality of Poincianella pyramidalis seeds varies even when coming from trees in the same area, the accelerated aging test as used in the traditional method, for a period of 24 hours and at a temperature of 41 ºC, is shown to be the most efficient means of testing vigour when evaluating the physiological potential of the seeds of P. Pyramidalis.

Key words: Vigour. Caatinga. Semiarid. Catingueira.

INTRODUÇÃO

O semiárido do nordeste brasileiro apresenta uma grande diversidade de espécies, que compõem o estrato herbáceo, arbustivo e arbóreo. Dentre as espécies que ainda carecem de estudos encontra-se a catingueira [ Poincianella pyramidalis (Tul.) L. P. Queiroz], endêmica do Bioma Caatinga com múltiplas utilidades tais como: potencial madeireiro, medicinal, uso veterinário, restauração florestal, forragem para o gado e aplicações industriais (MAIA, 2004).

Nesse sentido, pesquisas que busquem estudar o potencial das espécies endêmicas da Caatinga são de grande importância, principalmente quando surgem políticas públicas a exemplo da Lei nº 10.711, de 5 de agosto de 2003; de acordo com o capítulo XII, da Lei de sementes e mudas, o qual faz abordagem acerca "das espécies florestais, nativas ou exóticas e das de interesse medicinal ou ambiental", a coleta de sementes florestais nativas é normalmente realizada para a recomposição de áreas de preservação permanentes, produção de madeira ou outros produtos não madeireiros (DAVIDE; SILVA, 2008).

Para obtenção de sementes de boa qualidade devem-se escolher plantas que apresentem características superiores às demais da mesma espécie, efetuando-se os procedimentos de marcação e mapeamento no campo, monitoramento, coleta e qualidade das sementes para que futuramente se possa manipular o material corretamente (HIGA; SILVA, 2006).

Após as operações de coleta, extração e beneficiamento segue-se a etapa do controle de qualidade das sementes em laboratório, cujo objetivo principal é determinar o valor das sementes de uma matriz antes de ser selecionada a árvore como produtora de sementes. Dentre as análises usuais, a determinação do teor de água é essencial, além da avaliação da qualidade física realizada por meio dos testes de peso de mil sementes, número de sementes por quilograma e caracterização biométrica.

Para se determinar o nível de qualidade das sementes, um dos meios utilizados é o teste de germinação, realizado sob condições de temperatura e substratos ideais para cada espécie (PASSOS et al., 2008). Entretanto, este teste pode ter pouca eficiência para estimar o desempenho no campo, onde as condições nem sempre são favoráveis. Desta forma, os resultados de emergência das plântulas em campo podem ser consideravelmente inferiores ao teste de germinação em laboratório (GUEDES et al., 2009).

A tecnologia de sementes, como segmento do processo de produção, tem procurado aprimorar os testes usados para avaliar o potencial fisiológico das mesmas, com o objetivo de que os resultados expressem o máximo de desempenho dos lotes de sementes sob condições de campo (DUTRA; VIEIRA 2004).

Diante dessas constatações, foram desenvolvidos vários métodos para avaliar o vigor de sementes, como complemento ao teste de germinação (GARCIA; NOGUEIRA; ABREU, 2004). Dentre eles o teste de envelhecimento acelerado tem sido bastante utilizado (TORRES; NEGREIROS, 2008). Esse teste tem como princípio promover uma rápida deterioração de sementes, quando expostas a condições adversas de temperatura e umidade relativa do ar, os quais são os fatores ambientais mais relacionados à deterioração (GARCIA; NOGUEIRA; ABREU, 2004).

Diante do exposto e da importância da espécie, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a qualidade fisiológica das sementes de P. pyramidalis obtidas de diferentes árvores matrizes.

MATERIAL E MÉTODOS

O estudo de campo foi conduzido na Fazenda Açude, município de Soledade-PB, na microrregião do Curimataú Ocidental, no Agreste Paraibano, entre as coordenadas -7º7'22" de latitude e -36º19'33" de longitude, localizada a 10 km da rodovia BR-230.

As 28 matrizes selecionadas estavam distribuídas por toda a área, as quais possuíam grande número de inflorescências, boa formação da copa e aparência fitossanitária, bem como com altura variando entre 1,5 a 4 metros; em seguida, estas foram georeferenciadas e catalogadas em fichas de identificação individual.

Os frutos foram colhidos manualmente, tomando-se o cuidado para não provocar danos mecânicos nos mesmos e nas sementes. Imediatamente após a colheita, as amostras de frutos e sementes foram encaminhadas ao Laboratório de Análise de Sementes do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal da Paraíba (LAS/CCA/UFPB), para a realização das seguintes avaliações (físicas e fisiológicas):

Teor de água das sementes: determinado pelo método da estufa a 105 ± 3 ºC por 24 horas de acordo com Brasil (2009), com quatro repetições de 25 sementes cada;

Peso de mil sementes: foi efetuada através da pesagem de oito subamostras de 100 sementes, em balança analítica com sensibilidade de 0,001 g. O peso de 100 sementes foi calculado pela multiplicação do peso médio obtido nas subamostras por 10, de acordo com as recomendações das Regras para Análise de Sementes (BRASIL, 2009);

Número de sementes por quilograma: calculou-se o número de sementes por quilograma em oito repetições de 100 sementes de cada matriz, de acordo com metodologia descrita por Oliveira (2007);

Teste de germinação: as sementes foram desinfestadas em solução de hipoclorito de sódio (5% i.a. durante 1 minuto) sendo, em seguida, submetidas ao teste de germinação em germinador tipo Biochemical Oxigen Demand (B.O.D.), regulada a regime alternado de temperatura 20-30 ºC (LIMA et al., 2011) e fotoperíodo de oito horas, onde a temperatura mais alta correspondeu ao período luminoso simulado através de lâmpadas fluorescentes tipo luz do dia (4 x 20 W). As sementes foram distribuídas entre o substrato areia, previamente esterilizado em autoclave a 120 ºC durante 2 h, dispostas em caixas acrílicas transparentes (gerbox) com dimensões de 11 x 11 x 3,5 cm. O substrato foi umedecido com água destilada a 60% de sua capacidade de retenção de água, segundo Brasil (2009). O número total de sementes germinadas ao 13º dia após a semeadura foi avaliado o (BRASIL, 2013; LIMA et al., 2011), sendo os resultados expressos em porcentagem de plântulas normais;

Primeira contagem de germinação: correspondeu à porcentagem acumulada de plântulas, observando-se a emergência dos cotilédones e o surgimento do hipocótilo, ao 6º dia após o início do teste de germinação (BRASIL, 2013; LIMA et al., 2011);

Índice de velocidade de germinação (IVG): foi determinado de acordo com a equação proposta por Maguire (1962);

Comprimento de plântulas: ao final do teste de germinação, o comprimento de plântulas normais de cada repetição foi determinado com o auxílio de uma régua graduada em centímetros, sendo os resultados expressos em centímetros por plântula;

Massa de matéria seca de plântulas: foi determinada acondicionando as plântulas normais de cada repetição em estufa com circulação de ar forçada, regulada a 65 ºC, até atingirem peso constante. A pesagem do material seco foi realizada em balança com precisão de 0,001 g e os resultados expressos em gramas por plântula (NAKAGAWA, 1999);

Emergência em campo: a avaliação da emergência foi realizada em canteiros localizados na área experimental do CCA/UFPB, com semeadura a 2 cm de profundidade, após desinfestação das sementes em solução de hipoclorito de sódio 5% i.a. durante 1 minuto. Foram realizadas contagens diárias do número de plântulas normais, observando-se a emergência dos cotilédones e hipocótilo, até a estabilização da emergência. Os resultados foram expressos em porcentagem de plântulas normais;

Primeira contagem de emergência: correspondeu à porcentagem acumulada de plântulas normais ao 6º dia após o início do teste;

Índice de velocidade de emergência (IVE): determinado de acordo com a equação proposta por Maguire (1962);

Envelhecimento acelerado: foram utilizadas sementes provenientes das matrizes classificadas como superiores pelo teste de germinação, em quantidade suficiente para distribuição uniforme das mesmas sobre uma tela de alumínio fixada no interior de caixas plásticas do tipo gerbox, funcionando como compartimento individual (mini-câmara). No interior dessas mini-câmaras foram adicionados 40 mL de água destilada e, em seguida, as mesmas foram transferidas para um germinador tipo B.O.D. regulado a 41 ºC, durante três períodos de envelhecimento (24; 48 e 72 horas). Após esse período, quatro repetições de 25 sementes por tratamento foram submetidas ao teste de germinação, computando-se a porcentagem de plântulas normais por repetição. O teor de água das sementes, antes e após os diferentes períodos de envelhecimento, foi determinado através do método da estufa a 105 ± 3 ºC por 24 h, utilizando-se duas subamostras com 20 sementes cada (BRASIL, 2009);

Envelhecimento acelerado com solução saturada de NaCl: conduzido de forma semelhante ao descrito para o procedimento tradicional, adicionando-se, porém, ao fundo de cada caixa plástica, 40 mL de solução saturada de NaCl (40 g de sal/100 mL de água destilada), estabelecendo um ambiente com 76% de UR (JIANHUA; MCDONALD, 1996).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Na análise de variância para as variáveis peso de mil sementes e número de sementes por quilograma ( Tabela 1) constatou-se efeito significativo a 5% de probabilidade pelo teste F.

O teor inicial de água das sementes provenientes de cada planta de catingueira não apresentou grande variação (menor ou igual a 2%) ( Tabela 2). Esse fato é importante na execução dos testes de vigor, considerando que a uniformização do teor de água das sementes é imprescindível para a padronização das avaliações e obtenção de resultados consistentes (MARCOS FILHO, 1999).

Em relação ao peso de mil sementes e número de sementes por quilograma ( Tabela 2), houve variação de 97,29 a 196,01 g e 5.103 a 10.293 sementes kg⁻¹, respectivamente. Estes dados estão de acordo com a Instrução Normativa de 17 de janeiro de 2013, que complementa as Regras para Análise de Sementes com as particularidades das espécies florestais (BRASIL, 2013).

Verifica-se pela análise de variância para a qualidade fisiológica das sementes provenientes das 28 matrizes de catingueira que houve efeito significativo ao nível de 5% de probabilidade pelo teste F para todas as variáveis estudadas ( Tabela 3).

Os resultados relativos ao potencial fisiológico inicial das sementes oriundas de 28 matrizes de Poincianella pyramidalis estão na Tabela 4. Pelos valores obtidos no teste de germinação verifica-se que 6 matrizes (10; 12; 22; 44; 46 e 53) expressaram percentual de germinação superior às demais matrizes estudados. Vale ressaltar que o teste de germinação é o mais utilizado para avaliar a qualidade fisiológica das sementes de várias espécies, no entanto, ele é realizado em condições ótimas, e nem sempre reflete o comportamento destas no campo, conforme mostra os resultados de porcentagem de emergência em campo ( Tabela 4), onde os maiores valores foram obtidos nas sementes oriundas das matrizes 22; 12; 46 e 53, com as provenientes das matrizes 10 e 44, que estavam no grupo das com maior porcentagem de germinação, sendo a porcentagem de emergência inferior.

Variabilidade na qualidade fisiológica das sementes de Tabebuia chrysotricha (Mart. Ex A. DC.) StandI. proveniente de diferentes matrizes também foram observados nos testes de germinação e de envelhecimento acelerado (SANTOS et al., 2009).

A maior expressão do vigor foi obtida pelo aumento da velocidade de formação das plântulas, observada pela maior porcentagem de plântulas na primeira contagem proveniente das matrizes 12; 22; 46; 10 e 44 e, pelo índice de velocidade de germinação com resultados semelhantes àqueles da porcentagem de germinação, incluindo as matrizes 36; 14 e 27 entre o grupo com as maiores médias. Entretanto, em sementes de Solanum sessiliflorum Dunal, em lotes com melhor desempenho na ocasião da primeira contagem de germinação os resultados do índice de velocidade de germinação foram inferiores (PEREIRA; MARTINS FILHO, 2010).

Os resultados da avaliação do desempenho das plântulas, em relação ao comprimento, podem ser observados na Tabela 4, onde se verifica que as sementes oriundas das matrizes demonstraram superioridade, exceto nas matrizes 14; 27; 28; 37; 41; 43 e 50 houve redução no desempenho. Para a massa de matéria seca de plântulas, o maior valor foi observado naquela proveniente das sementes da matriz 22 (61,3 mg plântula⁻¹), diferindo significativamente dos demais.

Em relação aos dados de emergência, observa-se que as matrizes 22; 12; 46 e 53 proporcionaram valores significativamente superiores àqueles obtidos nas demais matrizes, enquanto quando o vigor foi avaliado pela primeira contagem e índice de velocidade de emergência, o maior vigor foi encontrado nas sementes procedentes das matrizes 12 e 22.

Dessa forma, das 28 matrizes de P. pyramidalis pesquisadas, baseado nos dados de germinação das seis melhores, foi possível separar as mesmas em diferentes níveis de vigor, sendo, pelo teste de PCG as matrizes 22; 12; 46; 10 e 44 superiores a matriz 53; pelo teste de MS a matriz 22 superior as matrizes 12; 46; 10; 44 e 53; pelo teste de E (%) as matrizes 22; 12; 46 e 53 superiores as matrizes 10 e 44; pelos testes PCE (%) e IVE as matrizes 22 e 12 superiores as matrizes 46; 10; 44 e 53. Pelos testes de IVG e CP não foi possível observar diferença significativa quanto ao nível de vigor das matrizes ( Tabela 4).

Os resultados relativos ao teor de água inicial das sementes e os teores atingidos após os períodos de envelhecimento acelerado, tradicional e em solução salina, estão apresentados na Tabela 5. No início do teste houve variação quanto ao teor de água inicial das sementes, entre 13,3 (matrizes 10 e 46) a 12,4% (matriz 22), entretanto, essa diferença (1,9%) não afetou significativamente os resultados obtidos nos testes fisiológicos, como recomendado por Marcos Filho (2005).

Um aspecto importante a ser considerado no teste de envelhecimento acelerado é a diferença na absorção de água pelas sementes, pois, quando expostas a atmosfera úmida ocorrem variações no teor de água destas (TUNES et al., 2011). Essas variações podem provocar mudanças na intensidade de deterioração, pois quanto maior o teor de água das sementes, maior a sensibilidade à alta temperatura e umidade relativa do ar que ocorrem durante o teste (LIMA et al., 2011).

Com relação aos resultados do teor de água das sementes após o envelhecimento acelerado ( Tabela 5), independente do período empregado (24; 48 e 72 h) de exposição das sementes no método tradicional, houve acréscimo nos teores de água das seis matrizes, comparativamente aos teores de água iniciais das mesmas. Todavia, vale ressaltar que ao utilizar o método de envelhecimento acelerado com solução salina, nos mesmos períodos utilizados, ocorreu decréscimo dos valores quando comparados aos teores de água iniciais das diferentes matrizes avaliadas.

Na Tabela 6 estão os resultados da análise de variância referentes à avaliação do envelhecimento acelerado das sementes oriundas de seis matrizes de P. pyramidalis. Verifica-se que houve efeito significativo a 5% de probabilidade pelo teste F em todos os períodos de exposição ao envelhecimento.

Os dados referentes ao teste de envelhecimento acelerado tradicional e em solução salina encontram-se na Tabela 7, onde os resultados obtidos para esses testes indicaram a utilização da temperatura de 41 ºC e o período de 24 h de exposição em envelhecimento acelerado tradicional como o procedimento mais adequado para a avaliação do potencial fisiológico das sementes oriundas das matrizes de P. pyramidalis, pois, os dados obtidos neste teste se relacionaram com os obtidos no teste de emergência em campo ( Tabela 4). Cabe destacar que o envelhecimento acelerado tradicional no período de 24 horas otimiza a avaliação fisiológica das sementes em menor tempo, além de ser menos oneroso, por não necessitar da utilização do sal.

As sementes de várias espécies florestais podem se comportar de maneira diferente quando submetidas a períodos e temperaturas de envelhecimento. A exposição das sementes de Anadenanthera colubrina, a partir de 24 h às condições adversas de temperatura e umidade, promove redução na viabilidade (GARCIA; NOGUEIRA; ABREU, 2004).

Em trabalho desenvolvido com sementes de Caesalpinia echinata Lam., Lamarca; Leduc; Barbedo (2009) verificaram que a germinação e o vigor diminuíram progressivamente desde o início do período de envelhecimento acelerado até o último período (72 horas). Comportamento contraditório foi observado neste trabalho quando as sementes foram submetidas nos diferentes períodos de exposição e em ambos os métodos de envelhecimento acelerado utilizados.

O teste de envelhecimento acelerado com solução salina nos três períodos (24; 48 e 72 h) empregados de exposição nas sementes, apesar de terem ranqueado as mesmas, não é eficiente pelo fato de a extratificação das matrizes não se relacionarem com os dados obtidos na emergência em campo ( Tabela 4). Outros autores constataram ser este o método mais promissor para classificar lotes de sementes de amendoim (ROSSETO; LIMA; GUIMARAES, 2004), grama bermuda (SILVA et al., 2010) e trigo (PEDROSO et al., 2010) em diferentes níveis de vigor.

CONCLUSÕES

1. A qualidade fisiológica das sementes de Poincianella pyramidalis varia entre as matrizes de uma única área de coleta;

2. O teste de envelhecimento acelerado, utilizado no método tradicional, no período de 24 horas e à temperatura de 41 ºC mostra ser o teste de vigor mais eficiente na avaliação do potencial fisiológico das sementes de P. pyramidalis.

AGRADECIMENTOS

À CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior) e ao CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico), pelas bolsas concedidas para pesquisadores e estudantes de Pós-Graduação.

Recebido para publicação em 29/05/2013,

aprovado em 26/12/2013

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Qualidade fisiológica de sementes de diferentes árvores matrizes de Poincianella pyramidalis (Tul.) L. P. Queiroz

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FITOTECNIA ARTIGO CIENTÍFICO Qualidade fisiológica de sementes de diferentes árvores matrizes de Poincianella pyramidalis (Tul.) L. P. Queiroz Physiological quality of seeds from different parent trees of Poincianella pyramidalis (Tul.) L. P.

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Maturação fisiológica de sementes de sabiá

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Maturação fisiológica de sementes de sabiá

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Alves et al., 2005

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Maturação fisiológica de sementes de sabiá

Physiological maturation of "sabiá" seeds

Edna Ursulino AlvesI; Rubens SaderII; Riselane de Lucena Alcântara BrunoIII; Adriana Ursulino AlvesIV

IDepto de Produção Vegetal, FCAV/UNESP, Via de Acesso Prof. Paulo Donato Castellane, s/nº, 14.884-900, Jaboticabal–SP; bolsista CAPES; e-mail: ursulinoalves@hotmail.com

IIDepto de Produção Vegetal – FCAV-UNESP; e-mail: rsader@fcav.unesp.br

IIIDepto de Fitotecnia – CCA-UFPB, Areia-PB; e-mail: lane@cca.ufpb.br

IVAluna do Curso de Graduação em Agronomia, CCA-UFPB, Areia-PB.; bolsistas PIBIC/CNPq; e-mail: adrianaursulino@bol.com.br

RESUMO

O objetivo desta pesquisa foi estudar o processo de maturação de sementes de sabiá ( Mimosa caesalpiniifolia Benth.). Foram realizadas dezesseis colheitas semanais de frutos e sementes de árvores, no município de Areia – Paraiba, no período de agosto a novembro de 2001. As colheitas iniciaram-se aos 105 dias e estenderam-se até os 210 dias após a antese. Foram avaliadas as dimensões, o teor de água e a massa fresca e seca de frutos e sementes, bem como a germinação e o vigor (primeira contagem de germinação, comprimento e massa fresca e seca das plântulas). Concluiu-se que a maturidade fisiológica das sementes de sabiá ocorre entre 154 e168 dias após a antese, podendo a colheita ser realizada até 189 dias após a antese, uma vez que a partir deste período ocorre elevada perda de frutos e sementes devido à dispersão natural.

Termos para indexação: Mimosa caesalpiniifolia Benth, época de colheita, germinação, vigor.

ABSTRACT

The objective of this research was to study the maturation process of the Mimosa caesalpiniifolia Benth. seeds. The seeds and fruits were collected from plants located, Areia County, State of Paraíba, Brazil. Were made sixteen weekly fruits and seeds harvests of starting from 105 days after anthesis in the period of August up to November, 2001. Were evaluated the fruits and, seeds dimensions, the moisture content; the fruits and, seeds fresh and dry weight mass, the germination percentage; and first germination count, length and the seedling fresh and dry weight mass. According to the obtained results, it was observed that the physiological maturity of Mimosa caesalpiniifolia occurred from 154 days after the anthesis extending up to 168. The harvesting cannot be delayed beyond 189 days after the due to a great loss of fruits and seeds caused by natural dispersion.

Index terms: Mimosa caesalpiniifolia Benth, harvesting, germination, vigor.

INTRODUÇÃO

A espécie Mimosa caesalpiniifolia Benth. é uma planta pioneira, decídua, heliófita, com ocorrência preferencial em solos profundos, tanto em formações primárias como secundárias (Lorenzi, 2000). Nativa da região Nordeste do Brasil, pertence à família Mimosaceae, com denominação de sabiá ou sansão-do-campo (Ribeiro, 1984). Sua propagação ocorre via sementes, que apresentam dormência e, por ocasião da dispersão natural há grandes perdas devido a disseminação dos craspédios, pequenos segmentos unisseminados que formam uma vagem.

O estudo da maturação é importante porque é uma forma de se conhecer o comportamento das espécies no tocante à sua reprodução, possibilitando, assim, prever o estabelecimento e a época adequada de colheita. Além disso, pode-se obter material genético de boa qualidade fisiológica, que é a base para os programas de melhoramento, silviculturais, conservação genética e recuperação de áreas degradadas (Figliolia & Kageyama, 1994). A época ideal de colheita, juntamente com as técnicas empregadas, são aspectos importantes na produção de sementes, devido ao fato de apresentarem reflexos diretos na qualidade, uma vez que a velocidade de maturação varia entre espécies e entre árvores de uma mesma espécie e se altera conforme o ano e local de colheita (Figliolia, 1995).

O processo de maturação das sementes resulta de alterações morfológicas, fisiológicas e funcionais, como aumento de tamanho, variações no teor de água, vigor e acúmulo de massa seca, que se sucedem desde a fertilização do óvulo até o momento em que as sementes estão maduras (Carvalho & Nakagawa, 2000). O ponto de maturidade fisiológica é alcançado quando a semente atinge os valores máximos de massa seca, poder germinativo e vigor (Popinigis, 1985). Nesse ponto, as sementes desligam-se da planta mãe, cessa a translocação de fotossintetizados e, a partir daí, ocorrem alterações fisiológicas que levam à secagem das sementes (Barros,1986).

A maturidade fisiológica das sementes é geralmente acompanhada por visíveis mudanças no aspecto externo e na coloração dos frutos e das sementes (Souza & Lima, 1985 e Figliolia, 1995). Por isso, a literatura especializada, relata que a coloração dos frutos e das sementes também pode ser considerada como um importante índice na determinação da maturidade fisiológica (Corvello et al., 1999 e Fowler & Martins, 2001).

A mudança de coloração dos frutos mostrou-se um índice eficaz para auxiliar na determinação da maturidade fisiológica das sementes de Anadenanthera macrocarpa (Benth.) Brenan (Souza & Lima, 1985), Myroxylon balsamum (L.) Harms (Aguiar & Barciela, 1986), Eucalyptus grandis Hill ex Maiden (Aguiar et al., 1988), Tabebuia avellanedae Lorentz ex Griseb. (Barbosa et al., 1992a), Copaifera langsdorffii Desf. (Barbosa et al., 1992b), Podocarpus lambertii Klotzsch (Ragagnin et al., 1994), Torresia acreana Ducke (Firmino et al., 1996), Atriplex cordobensis Gandoger et Stuckert (Aiazzi et al., 1998), Aniba rosaeodora Ducke (Rosa & Ohashi, 1999) e Cedrela fissilis Vell. (Corvello et al., 1999).

Com referência ao tamanho dos frutos e sementes, a literatura indicou tratar-se de importante índice de maturação, mas que deve ser utilizado apenas como parâmetro auxiliar e avaliado conjuntamente com outros indicadores de maturação (Barbosa, 1990; Figliolia, 1995).

Estudando a maturação de sementes de Torresia acreana Ducke, Firmino et al. (1996) verificaram que o tamanho do fruto também pode ser usado para determinação do momento ideal de colheita. No entanto, esse parâmetro não foi eficiente para determinação do ponto de maturidade fisiológica das sementes de Eucalyptus grandis Hill ex Maiden (Aguiar et al., 1988), de Copaifera langsdorffii Desf. (Barbosa et al., 1992b) e de Cnidosculus phyllacanthus Pax & K. Hoffm. (Silva, 2002).

O teor de água foi considerado, quando associado a outras características, como um dos principais índices que evidencia o processo de maturação e, muitas vezes é sugerido como ponto de referência para indicar a condição fisiológica das sementes (Firmino et al., 1996; Martins & Silva, 1997 e Silva, 2002). Também, Borges et al. (1980) verificaram que a maturidade fisiológica de sementes de orelha-de-negro ( Enterolobium contortisiliquum (Vell.) Morong), nas condições de Viçosa – MG, ocorreu quando o teor de água encontrava-se em torno de 22%.

A germinação é uma característica de difícil avaliação, uma vez que o fenômeno da dormência pode interferir acentuadamente nos resultados do teste de germinação. O vigor de uma semente, durante a maturação, é uma característica que acompanha, de maneira geral e na mesma proporção, o acúmulo de massa seca. Assim, uma semente atingiria seu máximo vigor quando se apresentasse com a sua máxima massa seca, podendo, é claro, haver defasagens entre as curvas, em função da espécie e condições ambientais (Carvalho & Nakagawa, 2000).

De acordo com Barbosa et al. (1992a), o peso seco máximo das sementes de Tabebuia avellanedae Lorentz ex Griseb. foi obtido 105 dias após a antese, ocasião em que se observou uma elevação acentuada nos valores de porcentagem e índice de velocidade de germinação. Firmino et al. (1996) observaram que o comprimento e a massa seca da parte aérea e da raiz de plântulas de Torresia acreana Ducke obtidas de sementes provenientes de frutos verdes apresentaram menores valores, indicando que nesse estádio as sementes apresentavam-se com vigor ligeiramente inferior, quando comparadas com as sementes oriundas de frutos dos outros estádios de coloração.

De uma forma geral, a literatura tem mostrado que a associação de diferentes índices de maturação tem permitido uma melhor avaliação do ponto de maturidade fisiológica das sementes de espécies florestais nativas. Em virtude disso, alguns pesquisadores procuram, sempre que possível, associar quatro ou mais índices para determinar a maturidade de sementes (Barbosa, 1990).

Estudando o processo de maturação de sementes de Anadenanthera macrocarpa (Benth.) Brenan, Souza & Lima (1985) observaram que a massa fresca e o índice de velocidade de germinação foram os índices que melhor caracterizaram a maturidade. Aguiar & Barciela (1986) relataram que em Myroxylon balsamum (L.) Harms a colheita pode ser iniciada na décima sétima semana após o florescimento, quando os frutos/sementes apresentaram-se totalmente amarelos e umidade de 45%. Para Eucalyptus grandis Hill ex Maiden, Aguiar et al. (1988) observaram que a colheita das sementes deverá ser baseada na coloração, presença de fendas e no teor de água dos frutos.

O conteúdo de massa seca de frutos e sementes, juntamente com a coloração dos frutos e capacidade germinativa das sementes de Inga uruguensis Hook et Arn foram considerados os melhores parâmetros para determinação do momento ideal de colheita (Figliolia & Kageyama, 1994). Em Torresia acreana Ducke, Firmino et al. (1996) também consideraram a massa seca e o tamanho das sementes como adequados para auxiliar na determinação do ponto de maturidade fisiológica das sementes e, em Dalbergia nigra (Vell.) Fr. All. ex Benth., a umidade e o conteúdo de massa seca das sementes foram ressaltados por Martins & Silva (1997).

Sendo assim e, diante da escassez de informações sobre Mimosa caesalpiniifolia Benth., o objetivo da presente pesquisa foi estudar o processo de maturação das sementes para determinação do ponto de maturidade fisiológica.

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento de campo foi conduzido entre abril e novembro de 2001 em área com vegetação nativa de Mimosa caesalpiniifolia Benth. A fase de laboratório foi realizada no Laboratório de Análise de Sementes do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal da Paraíba, em Areia – Paraíba, situada a 574,62 m de altitude, 6º58'S de latitude e 35º42' WGr. Conforme a classificação bioclimática de Gaussem, nesta área predomina o bioclima 3dth nordestino sub-seco, com precipitação pluvial média anual de 1.400 mm.

Caracterização das árvores e marcação das inflorescências - marcaram-se mais de 100 árvores matrizes, as mais vigorosas e com boa aparência fitossanitária, com altura de quatro a oito metros e idade de aproximadamente 10 anos. Na segunda quinzena de abril, após se constatar que 50% das inflorescências das árvores selecionadas encontravam-se em antese, procedeu-se a marcação dessas inflorescências, por toda a copa das árvores, utilizando-se fios de lã. A partir de 26/4/2001, as plantas foram monitoradas e a cada sete dias foram feitas medições aleatórias de oito amostras de 25 frutos.

Colheita dos frutos e sementes - foram iniciadas aos 105 e estenderam-se até os 210 dias após a antese. A cada sete dias, frutos e sementes foram colhidos manualmente, com auxilio de tesoura de poda, tomando-se o cuidado para não provocar danos mecânicos nos frutos e sementes. Imediatamente após a colheita, amostras de frutos e sementes foram acondicionadas em embalagens plásticas e encaminhadas ao laboratório, dentro de caixas térmicas, para evitar que ocorressem alterações no teor de água, para as seguintes avaliações.

Dimensões de frutos e sementes - O comprimento, a largura e a espessura dos frutos e das sementes foram mensurados com o auxílio de um paquímetro digital, onde as medições dos frutos foram iniciadas, no campo experimental, a partir do décimo quarto dia até os 189 dias após a antese. As sementes foram avaliadas a partir de 105 dias, época a partir da qual todas as avaliações foram feitas em condições de laboratório. Foram utilizadas oito amostras de 25 frutos e sementes, obtidos de diferentes posições na árvore, sendo os resultados expressos em milímetros.

Teor de água de frutos e sementes – determinado pelo método da estufa a 105 ± 3 ºC, durante 24 horas (Brasil, 1992), com oito amostras de 25 craspédios (segmentos unisseminados dos frutos) e de 25 sementes para cada época de colheita. Após o período de secagem, as amostras foram colocadas em dessecador por 10 minutos e, em seguida feitas as pesagens em balança analítica com precisão de 0,001 g.

Massa fresca e massa seca de frutos e sementes - determinada conjuntamente com o teor de água, em todas as épocas de colheita a partir dos 105 dias após a antese, antes e após permanência de oito amostras de 25 craspédios ou sementes, em estufa a 105 ± 3 ºC por 24 horas, sendo os resultados expressos em gramas.

Teste de germinação - após cada colheita, uma amostra de frutos foi colocada à sombra para secar por oito dias, posteriormente, as sementes foram extraídas manualmente e utilizadas nos testes de germinação. Quando os frutos e sementes foram colhidos com a coloração marrom, a semeadura foi realizada logo após chegada ao laboratório. Os testes de germinação foram instalados em caixas plásticas transparentes de 11x11x03 cm, com tampa, contendo, como substrato, duas folhas de papel filtro na base e uma na parte superior cobrindo as sementes. Após o semeio, as caixas foram postas em germinador, regulado à temperatura alternada de 20-30ºC e fotoperíodo de oito horas, com oito amostras de 25 sementes. As contagens foram realizadas no terceiro (Martins et al., 1992) e décimo dia (Torres et al., 1994) após a semeadura; Primeira contagem de germinação realizada no terceiro dia após a semeadura, onde foi computada a porcentagem de plântulas que apresentavam a raiz primária de comprimento ³ 3 cm, conforme recomendações de Martins et al. (1992); Comprimento de plântulas – no final do teste de germinação, o hipocótilo e a raiz primária das plântulas normais foram medidos com o auxílio de uma régua graduada em centímetros, sendo os resultados expressos em centímetros por plântula e Massa fresca e massa seca de plântulas – depois de concluído o teste de germinação, as plântulas normais, após retirada dos cotilédones, foram pesadas e, em seguida colocadas em estufa de ventilação forçada, regulada a 80 ºC, durante 24 horas. Decorrido esse período, as plântulas foram retiradas da estufa, colocadas em dessecadores e, em seguida pesadas em balança analítica com precisão de 0,001 g, sendo os dados expressos em g por plântula (Nakagawa, 1999).

Procedimento Estatístico - delineamento estatístico utilizado foi inteiramente casualizado e, os dados foram submetidos a análise de variância e de regressão polinomial, em função das dezessete épocas de colheita, onde foram testados os modelos linear, quadrático e cúbico, sendo selecionado para explicar os resultados, o modelo significativo de maior ordem, que promovesse estimativas de possíveis ocorrências.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

De acordo com a Figura 1, foram verificados efeitos significativos de ordem quadrática para o comprimento e a largura e, cúbica para a espessura dos frutos. Observou-se que o comprimento e a largura aumentaram gradativamente ao longo do processo de maturação, com valor máximo estimado de 106,08 e de 12,32 mm, respectivamente, aos 129 e 136 dias após a antese. Com relação a espessura, os valores máximos estimados de 2,93 mm foram verificados aos 152 dias após a antese. Na época em que as dimensões dos frutos atingiram os valores máximos, o teor de água encontrava – se acima de 60%.

Após os frutos terem atingido o tamanho máximo (comprimento, largura e espessura), observou-se decréscimo em seus valores, com oscilações devidas, entre outros fatores, a grande variabilidade existente entre as árvores. O tamanho dos frutos não foi considerado um índice visual eficaz para auxiliar na determinação do ponto de maturidade fisiológica das sementes, devido ao fato de terem atingido tamanho máximo antes do ponto de maturidade fisiológica.

Os resultados referentes a largura e espessura dos frutos de Mimosa caesalpiniifolia Benth. foram semelhantes aos obtidos para tamanho dos frutos de Torresia acreana Ducke (Firmino et al., 1996) e divergentes daqueles obtidos para Pterogyne nitens Tul. (Carvalho et al., 1980), Grevillea banksii R. BR. (Silveira, 1982), Copaifera langsdorffii Desf. (Barbosa et al., 1992b), Myroxylon balsamum (L.) Harms (Aguiar & Barciela, 1986), Eucalyptus grandis Hill ex Maiden (Aguiar et al., 1988) e Cnidosculus phyllacanthus Pax & K. Hoffm. (Silva, 2002), onde o tamanho dos frutos não foi um bom parâmetro para auxiliar na determinação do ponto de maturidade fisiológica das sementes.

Pela Figura 2, observou-se que o tamanho das sementes, em termos de comprimento, largura e espessura, ajustaram-se a modelos quadráticos. As sementes atingiram comprimento e largura máximos estimados aos 154 dias após a antese, cujos valores foram de 8,60 e 8,23 mm, respectivamente. Referindo-se a espessura, constatou-se valor máximo estimado de 2,05 mm, aos 156 dias após a antese.

No presente trabalho, o padrão de crescimento das sementes foi semelhante ao descrito por Carvalho & Nakagawa (2000) ao relatarem que, de uma maneira geral, as sementes aumentam de tamanho rapidamente, atingindo o máximo num período de tempo curto, em relação à duração total do período de maturação. Segundo Silveira (1982), essa relativa rapidez com que as sementes atingem tamanho máximo deve-se, possivelmente, a necessidade que as sementes têm de manter um alto teor de água durante a fase de mais intenso acúmulo de massa seca.

As sementes de Grevillea banksii R. BR. (Silveira, 1982), Copaifera langsdorffii Desf. (Barbosa et al., 1992b) e de Dalbergia nigra (Vell.) Fr. All. ex Benth (Martins & Silva, 1997) apresentaram desenvolvimento semelhante ao das sementes de M. caesalpiniifolia Benth.

De acordo a Figura 3, verificou-se que os teores de água de frutos e sementes ajustaram-se a modelos cúbicos. Os maiores valores para o teor de água dos frutos foi de 72,0%, alcançado aos 123 dias após a antese e para as sementes foi de 82,1% verificado aos 119 dias após a antese. Após esses períodos observou-se redução lenta no teor de água de frutos e sementes até 147 dias após a antese. A partir desta data houve uma acentuada queda nesses teores de água.

Esta variação no teor de água, durante o processo de maturação, foi comentada por Carvalho & Nakagawa (2000) como fato esperado, uma vez que já foi observada para sementes de inúmeras espécies florestais nativas, a exemplo de Enterolobium contortisiliquum (Vell.) Morong (Borges et al., 1980), Eucalyptus grandis Hill ex Maiden (Aguiar et al., 1988), Copaifera langsdorffii Desf. (Barbosa et al., 1992b), Dalbergia nigra (Vell.) Fr. All. ex Benth. (Martins & Silva, 1997) e de Cnidosculus phyllacanthus Pax & K. Hoffm. (Silva, 2002).

No presente trabalho, o teor de água dos frutos e das sementes constituiu-se em índice eficaz para auxiliar na determinação da maturidade fisiológica das sementes. Resultados semelhantes foram obtidos com sementes de Pterogyne nitens Tul (Carvalho et al., 1980), Anadenanthera macrocarpa (Benth.) Brenan (Souza & Lima, 1985) e de Podocarpus lambertii Klotzsch (Ragagnin et al., 1994).

Os dados referentes ao acúmulo de massa fresca e seca nos frutos e sementes ajustaram-se a modelos quadráticos ( Figura 4). Verificaram-se valores máximos de massa fresca (5,724 g) e seca (3,652 g), nos frutos aos 153 e 150 dias após a antese, respectivamente. Com relação a massa fresca e seca das sementes, os valores máximos estimados foram de 2,289 e 1,484 g, atingidos aos 163 e 155 dias após a antese, respectivamente. Tal comportamento foi semelhante ao descrito por Carvalho e Nakagawa (2000), que o acúmulo de massa seca em uma semente em formação se faz, inicialmente, de maneira lenta, em seguida começa uma fase de rápido e constante acúmulo, até que um máximo é atingido, o qual é mantido por algum tempo, podendo, no final, sofrer um pequeno decréscimo, como resultado de perdas pela respiração.

A utilização da massa seca como índice de maturação também foi eficaz para determinação do ponto de maturidade fisiológica de sementes de Grevillea banksii R. BR. (Silveira, 1982), Anadenanthera macrocarpa (Benth.) Brenan (Souza & Lima, 1985), Myroxylon balsamum (L.) Harms (Aguiar & Barciela, 1986), Eucalyptus grandis Hill ex Maiden (Aguiar et al., 1988), Tabebuia avellanedae Lorentz ex Griseb. (Barbosa et al., 1992a), Torresia acreana Ducke (Firmino et al., 1996), Dalbergia nigra (Vell.) Fr. All. ex Benth. (Martins & Silva, 1997), Cedrela fissilis Vell. (Corvello et al., 1999) e de Cnidosculus phyllacanthus (Silva, 2002). No entanto, Barbosa et al. (1992b) observaram que o acúmulo de massa seca nos frutos e nas sementes de Copaifera langsdorffii Desf. não foi um bom indicador de maturidade fisiológica.

Os dados referentes à germinação ajustaram-se a modelo quadrático ( Figura 5), com máxima porcentagem de germinação (98%) ocorrendo aos 178 dias após a antese. Referindo-se aos dados da primeira contagem de germinação, os dados ajustaram-se a modelo cúbico, onde a primeira contagem foi máxima (98%) aos 183 dias após a antese.

A germinação máxima de sementes de Anadenanthera macrocarpa (Benth.) Brenan ocorreu aos 220 dias após a frutificação (Souza & Lima, 1985), de Myroxylon balsamum (L.) Harms aos 118 dias após o florescimento (Aguiar & Barciela, 1986), de Tabebuia avellanedae Lorentz ex Griseb. e de Copaifera langsdorffii Desf. aos 95 e 203 dias após a antese, respectivamente (Barbosa et al., 1992a e b), de Podocarpus lambertii Klotzsch., aos 131 dias após o florescimento (Ragagnin et al., 1994) e de Dalbergia nigra (Vell.) Fr. All. ex Benth. aos 335 dias após o florescimento (Martins & Silva, 1997).

De acordo com a Figura 6, observou-se que o comprimento da raiz primária e do hipocótilo das plântulas ajustaram-se a modelos quadráticos. Verificou-se que o comprimento máximo estimado (8,39 cm) da raiz primária ocorreu aos 180 dias após a antese. Com relação ao comprimento do hipocótilo, os valores máximos estimados (3,50 cm) foram obtidos aos 169 dias após a antese.

Conforme a Figura 7, foram verificados efeitos significativos de ordem quadrática para a massa fresca e seca das plântulas. Referindo-se a massa fresca das plântulas, os valores máximos estimados (0,0518g) foram obtidos aos 183 dias após a antese. Com relação a massa seca das plântulas, constatou-se que aos 193 dias após a antese ocorreram os valores máximos estimados (0,0080 g).

Resultados semelhantes foram obtidos por Firmino et al. (1996), em estudo sobre processo de maturação de sementes de Torresia acreana Ducke, ao verificarem que os maiores valores de massa seca da raiz primária e da parte aérea de plântulas ocorreram naquelas oriundas de frutos colhidos em estádios de desenvolvimento bem avançados.

CONCLUSÃO

Para Mimosa caesalpiniifolia Benth. o período de maturidade fisiológica, nas condições de Areia – Paraíba, ocorre entre 154 e 168 dias após a antese e, a colheita não poderá ser retardada além dos 189 dias após a antese devido a elevada perda de frutos e sementes por dispersão natural.

Submetido em 03/12/2003. Aceito para publicação em 19/10/2004.

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Maturação fisiológica de sementes de sabiá

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Maturação fisiológica de sementes de sabiá Physiological maturation of "sabiá" seeds Edna Ursulino AlvesI; Rubens SaderII; Riselane de Lucena Alcântara BrunoIII; Adriana Ursulino AlvesIV IDepto de Produção Vegetal, FCAV/UNESP, Via de Acesso Prof.

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ESTUDO DA MATURAÇÃO DE SEMENTES DE CARVALHO-VERMELHO

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ESTUDO DA MATURAÇÃO DE SEMENTES DE CARVALHO-VERMELHO

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Lopes & Soares, 2006

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A qualidade de sementes de aumburana-de-cheiro  é influenciada pelas condições de armazenamento

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A qualidade de sementes de aumburana-de-cheiro  é influenciada pelas condições de armazenamento

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Araujo et al., 2017

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The Caatinga biome (Brazilian semi-arid vegetation) has a significant biological diversity compared with other semi-arid regions of the world. This biodiversity is extremely important for local communities to which this biome provides timber, food, medicine and forage (; ; ). Uncontrolled exploitation of natural resources of Caatinga has caused severe degradation of vegetation, mainly because of deforestation due to agricultural activities, without allowing species regeneration or reforestation ().

This region's climate presents average temperatures of approximately 26 °C, with little annual variation and rainfall lower than 750 millimetres per year (). The vegetation is conditioned to water deficit throughout the year, which is mainly related to stochastic rainfall events associated with high temperatures and high light intensity, which cause a high evaporative demand and consequent desiccation of the soil (). This climatic instability, together with human occupation, threatens the native biodiversity of Caatinga ( Leal et al., 2005 LEAL, I.R.; SILVA, J.M.C.; TABARELLI, M.; LACHER-JR., T.E. Changing the course of biodiversity conservation in the Caatinga of Northeastern Brazil. Conservation Biology, v.19, n.3, p.701-706, 2005. 10.1111/j.1523-1739.2005.00703.x ; ). A significant part of Caatinga has suffered from drought since 2011 (), leading to lower seedling recruitment, the death of adult trees and loss of biodiversity.

The Amburana cearensis tree is native to South-America, typical of the Caatinga biome and often explored by local populations for its medicinal potential, leading this species to extinction (). It is known for its medicinal properties: the bark and seeds are used to produce popular medications to treat pulmonary diseases, cough, asthma, bronchitis and whooping cough ( Maia, 2008MAIA, G.N. Caatinga: árvores e arbustos e suas utilidades. São Paulo: Editora Leitura e Arte, 2008. 413p. ). Therefore, A. cearensis is currently listed in the global IUCN list as an endangered species and was listed in the Brazilian national list of endangered species until 2015 ().

Seed deterioration is inevitable, even when seeds are placed in appropriate preservation environments (). Factors such as temperature and humidity can influence the process of seed deterioration during storage (). Therefore, it is imperative to ascertain, for all species, efficient methods and conditions to store seeds to maintain their viability. Thus, in endangered species, there is an urgent need to determine seed conservation strategies that involve the maintenance of a high level of seed germination, seedling establishment and the preservation of their physiological potential during seed storage. Some studies have reported alternative storage conditions for Caatinga species seeds such as the use of plastic containers in a dry chamber and freezer environments for Caesalpinia pyramidalis (); paper, cotton, plastic or aluminium foil bags maintained in a refrigerator or freezer for Myracrodruon urundeuva seeds (); and maintenance of seeds inside the fruits of Caesalpinia leiostachya (). However, all of the methods mentioned above show oscillations in seed vigour due to different methods of packing seeds for storage.

To maintain the quality of stored seeds, factors such as seed moisture and storage temperature are important. Although the seed quality cannot be improved during the storage period, it can be maintained for a long period (). Moreover, to better understand seed behaviour in storage, it is essential to verify factors such as tolerance of these species to low temperatures. Thus, this study aimed to evaluate the quality of A. cearensis seeds in different storage conditions.

Amburana cearensis seeds used in this experiment were harvested in the Caatinga biome in Lagoa Grande, state of Pernambuco (S 8º34'04,00''; O 040º10'18,00''; Figure 1), from dehiscent fruits in August 2013. Fresh seeds were readily evaluated for seed quality and were compared with the stored seeds.

Seed storage: Seeds were stored in four different conditions including craft paper bags enclosed in airtight containers in refrigerator (4±3 °C, 60±4% RH), craft paper bags enclosed in airtight container in a laboratory environment (25±4 °C, 19±3% RH), craft paper bags in laboratory environment (25±4 °C, 56±6% RH) and polypropylene tubes in liquid nitrogen (-196 °C). The seeds remained in these conditions for 27 months. Seed samples were removed from each storage condition to evaluate seed quality. Temperature and relative humidity were monitored with a data logger: Hobo data logger - model U10-003. The experimental design was completely randomized in split-plots along time, with four replicates. Four different storage conditions were considered as plots and the storage time was considered as sub plots.

Before storage, all seeds were put in a container with silica gel for 60 min to standardize the water content at approximately 9%. Seeds in cryopreservation were placed in Falcon tubes in a container with liquid nitrogen. Seeds removed from liquid nitrogen were immediately placed in a refrigerator (5±3 °C, 60±4% UR) for 60 min, allowing gradual thawing and relative rewarming of samples ( Pritchard and Nadarajan, 2008 PRITCHARD, H.W.; NADARAJAN, J. Cryopreservation of orthodox (desiccation tolerant) seeds. In Plant Cryopreservation: A Practical Guide (pp. 485-501). Springer New York. 2008. DOI 10.1007/978-0-387-72276-4_19 ).

To evaluate the quality of fresh and stored seeds, four replicates of 25 seeds were used in germination and seedling emergence tests and quantifying sugar metabolism in germinating seeds during 27 months.

Water content: The water content was determined by the oven method at 105±3 °C for 24 hours, using two samples of 10 seeds and the results were expressed as a percentage based on the seed fresh weight ().

Germination test: Were carried out on germination paper soaked with distilled water at a proportion of 2.5 times the dry paper weight. Seeds were germinated in a BOD chamber at 30 °C with a 12-hour photoperiod (). Seed germination scoring was performed daily until seedling establishment, which occurred after approximately 15 days. The seeds were considered as germinated at 1 mm radicle emergence.

Final germination (FG, %); germination uniformity (GU; time elapsed between 20% and 80% germination, days⁻²) and germination rate (reciprocal of time to reach 50% of final germination, GR, days⁻¹) were also estimated ().

Seedling emergence test: These tests were performed by sowing fresh and stored seeds in polystyrene trays containing the commercial substrate Plantmax® and arranging the trays in a greenhouse with a controlled environment (40% luminosity with black shading screens and manual irrigation according to plant requirements). The emergence was evaluated daily for 30 days (), and final emergence (FE, %), emergence rate (reciprocal of time to reach 50% of final emergence, ER, days⁻¹) and average 30 days seedling height (SH) were calculated.

Total soluble sugars and reducing sugars quantification: The extractions were performed by grinding a 0.5 g root sample (c. 10 seedlings) in a sterile mortar with 10 mL of distilled water. The mixture was centrifuged at 3.000 x g for 20 minutes without refrigeration. The supernatant was collected to microtubes and kept in a freezer at -20 °C until reducing sugars () and total soluble sugars (; ) assays. Four replicates of each sample were maintained.

Statistical analysis: Data were tested for normality and homogeneity of variance before comparing means using the Shapiro-Wilk and Levene's tests, both at 0.05 probability level. Non-normal percentage data were arcsine-transformed and re-tested. Continuing non-normal data were analysed by the non-parametric Kruskal-Wallis test at 0.05 probability level. For normal data, the Tukey test was used at 0.05 probability level. Fresh seeds were compared with stored seeds by the Dunnett (normal data) and Kruskal-Wallis (non-normal data) tests at 0.05 probability level.

A. cearensis seeds showed an initial water content of 9.2%, which did not change during storage, regardless of the conditions.

Germination (FG), germination rate (GR), emergence (FE), emergence rate (ER) and total soluble sugars (TSS) data were not normally distributed and/or were not homogeneous, and therefore, the media test used was Kruskal-Wallis.

Storage conditions influenced the germination behaviour of A. cearensis seeds. Seeds from the laboratory environment packed only in paper bags showed decreased FG in the 27 th month differing statistically from fresh seeds and 6-months of storage. Seeds kept in airtight containers in the refrigerator and laboratory did not show germination differences compared to fresh seeds over time. Seeds stored in liquid nitrogen showed different FG compared with fresh seeds and storage conditions with airtight container in the 24 th month ( Table 1).

Amburana cearensis seeds kept in the laboratory without a container showed decreased GR (high-speed germination), and this difference was statistically significant compared with seeds kept in airtight containers in the laboratory in the 27 th month of storage. Except for the 12 th month, the seeds stored in the laboratory without a container (which can be attributed to an outlier) did not show differences in GR compared with fresh seeds. Moreover, there were differences between seeds stored in the laboratory without a container and those in liquid nitrogen (N ₂) container at 6 and 12 months ( Table 2).

The GU of seeds in liquid nitrogen differed from that of fresh seeds as of 12 th month and showed slow germination, which was twice as slow compared with that of fresh seeds ( Table 3).

FE percentage in the greenhouse conditions for A. cearensis stored seeds showed that the refrigerator-stored seeds maintained their vigour in comparison to fresh seeds and over storage time. Seeds stored in the laboratory environment, packed in paper bags and in a liquid nitrogen container showed lower FE percentage than fresh seeds in the 21 st month of storage. Following similar behaviour, A. cearensis seeds stored in airtight containers in a laboratory environment showed a reduction in the values in the 21 st month of storage and showed differences compared to fresh seeds in the 24 th and 27 th months ( Table 4).

Regarding ER and seedlings height (SH) of stored seeds in the laboratory without a container, the latter two storage evaluations were different compared with fresh seeds and the former two storage evaluations ( Tables 5 and 6). We also noticed this trend in the SH of seeds kept in a container in the laboratory ( Table 6). There were also significant losses in SH between months 9 and 12 for seeds maintained in the laboratory environment (with and without airtight container).

In all storage conditions, the roots of A. cearensis seedlings showed a slight decrease in TSS content until the 21 st month, with lower values followed by an increase up to the last evaluation month. Among all storage conditions, no differences were observed in the levels of TSS in stored seeds compared to fresh seeds ( Table 7).

Seeds in liquid N ₂ also differed in ER and SH compared with the two former storage evaluations. However, the differences in ER were observed only in the 12 th month, and the latest storage evaluation of SH differed from that of the fresh seeds ( Tables 5 and 6).

Reducing sugars (RS) content in the liquid nitrogen stored seeds reached higher values at 21 months of storage compared with roots of fresh seeds and seeds stored in the laboratory without a container (determined by Dunnett's test). The RS content of the roots of seeds stored in the laboratory without container showed significantly lower values in the 12 th month compared with the former two storage evaluations ( Table 8).

Seeds of A. cearensis support a water content as low as 5.27% () during storage; thus, they have an orthodox behaviour that allows their storage for a long period of low temperatures and relative humidity (), with a reduced respiratory rate ( Nascimento, 2009NASCIMENTO, W.M. (Org.). Tecnologia de sementes de hortaliças. Brasília, DF: Embrapa Hortaliças, 2009. 432 p. ). The water content of A. cearensis seeds in this study was the same (9.2%) in all storage environments. ) observed values ranging from 6.25 to 15.89% in seeds kept in the laboratory and 6.31 to 9.52% in seeds stored in the refrigerator; the worst emergence values were attributed to a high water content.

Storage method in a laboratory environment without an airtight container reduced the FG and GR compared with the fresh seeds and those stored in the laboratory in airtight containers respectively. Irrespective of the differences in FG and GR, A. cearensis seed germination was higher than 70% and demonstrated the capacity of survival even with high temperature and relative humidity (RH) oscillations based on the average daily oscillations. Therefore, A. cearensis seeds stored in airtight containers and, consequently without variations in RH, were not influenced by daily temperature fluctuations and did not lose their viability. The laboratory seeds exposed to natural environment showed decreasing viability over time (). The laboratory seeds exposed to natural environment showed decreasing viability over time (Guedes et al., 2012). In laboratory conditions, the combination of high temperatures and RH can cause damage to A. cearensis seeds, by decreasing vigour and favouring the development of harmful microorganisms. In this way, only highly vigorous seeds are likely to survive.

The lower FG of seeds stored in liquid N ₂, after 24 months of storage, could be attributed to the time of withdrawal of the seeds from the N ₂ flasks to the refrigerator. The seeds were observed to have tissue disruption during thawing when they were removed from liquid N ₂ ( Table 1).

Difference on the time between first and last 20% of germinated seeds (GU) as of the 12 th month in liquid N ₂ stored seeds compared with fresh seeds could be explained by the viability loss at low storage temperature. The low storage temperature induced greater germination uniformity with potentially delayed values that suggest a capacity for wide spread germination over time over by a natural need of survival of the species ( Table 3). Notwithstanding the differences presented in relation to fresh seeds, the values obtained in N ₂ did not differ significantly from those in other treatments.

Amburana cearensis seeds had high viability with 90% of germination in the 27 th month for seeds stored in airtight containers in the laboratory and liquid N ₂ and showed low emergence for this same period in the field. FE was demonstrated to be a good test to determine the deteriorated or low seed vigour seed because the FE test is thinner (detectable) and easily determines the seed vigour of A. cearensis seeds. Many authors support the possibility of a relationship between emergence and seed vigour (; ; ). For example, FE can also be used to separate accessions for use in reforestation and conservation.

Higher RH in the laboratory could be responsible for differences in vigour for the ER of seeds stored without containers, which may be influenced at the end of the storage period by the non-environmental control during the storage period ( Table 5). Seed vigour is associated with the deterioration process (), which may have occurred in seeds stored in the laboratory outside of the airtight containers.

Reserve mobilization in the A. cearensis germinated seeds was directly influenced by the ultra-low storage temperatures ( Tables 7 and 8). These results evidenced the mobilization of reserve compounds in the cotyledons (source) and their translocation to the root (drain) when the seeds were stored at low temperatures in the last 3 storage periods evaluated. Therefore, the selective mobilization of sugars at low temperatures can be highlighted, and their levels could be attributed to stress factors.

Storing seeds in airtight containers in a laboratory environment can maintain their quality for at least one year ( Table 4). This allows the maintenance of high seed vigour until seedling production in nurseries for reforestation in the next rainy season. Seeds should be kept well preserved at least until the next season, which is the period when flowering generally occurs. Under laboratory environments, seeds typically lose their viability within months (), and Caatinga seedlings can only be sown at a specific time (January to May) of soil water availability ( Meiado et al., 2012 MEIADO, M.V.; SILVA, F.F.S.; CARVALHO, D.C.A.; SIQUEIRA FILHO, J.A. Diaspore of the caatinga: a review. Flora of the Caatingas of the São Francisco River: Natural History and Conservation. Rio de Janeiro: Andrea Jakobsson Estúdio Editorial, 2012. p.306-365. ). Therefore, these studies, through the response of germinability time, allow progress in our understanding of seed storage. Moreover, cryopreservation and defrosting techniques should be improved for this species.

It is not advisable to store A. cearensis seeds in a laboratory environment without airtight containers.

Amburana cearensis seeds kept in a refrigerated environment maintain their viability for at least two years.

Mobilization of reserve compounds is directly influenced when seeds are stored at low temperatures.

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Seed quality of Amburana cearensis (Allemão) A.C. Sm. (Fabaceae) is influenced by storage condition

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The Caatinga biome (Brazilian semi-arid vegetation) has a significant biological diversity compared with other semi-arid regions of the world. This biodiversity is extremely important for local communities to which this biome provides timber, food, medicine and forage (; ; ).

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Descongelamento de sementes de ipê-cascudo

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Descongelamento de sementes de ipê-cascudo

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Alencar et al., 2018

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Freire et al., 2018

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Video sobre trabalho apresentado no XXI Congresso Brasileiro de Sementes

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Video sobre trabalho apresentado no XXI Congresso Brasileiro de Sementes

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Calibração e validação de espectrômetro Vis-NIR portátil para a avaliação do teor de água de sementes de Anadenanthera colubrina (Vell.) Brenan

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Calibração e validação de espectrômetro Vis-NIR para a avaliação do teor de água de sementes

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Produção biossalina de mudas florestais da Caatinga

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Produção biossalina de mudas florestais da Caatinga

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Impacto do aumento da temperatura no banco de sementes do solo de Caatinga

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Vídeo apresentado e premiado no Congresso da Sociedade Brasileira de Restauração Ecológica 2018

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Vídeo apresentado e premiado no Congresso da Sociedade Brasileira de Restauração Ecológica 2018

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Impacto do aumento da temperatura no banco de sementes do solo de Caatinga

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Predicting the germination in future climate of the Caatinga.

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Video apresentado e premiado no Congresso da SOBRE/2018

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Video apresentado e premiado no Congresso da SOBRE/2018

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Predicting the germination in future climate of the Caatinga.

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Armazenamento de longo prazo de sementes de Anadenanthera colubrina (Vell.) Brenan

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Armazenamento de longo prazo de sementes de Anadenanthera colubrina (Vell.) Brenan

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Vc tem que assistir esse vídeo!!!

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EXTRA EXTRA! Sementes de angico podem ser armazenadas a frio por 3 anos  sem perder a viabilidade

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Avaliando a qualidade fisiológica de sementes pequenas

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Avaliando a qualidade fisiológica de sementes pequenas

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Dantas et al., 2013