UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA – UNESP
CÂMPUS DE JABOTICABAL
POTENCIAL FISIOLÓGICO DE SEMENTES DE SOJA E SUA
RELAÇÃO COM A CONDUTIVIDADE ELÉTRICA
Jéssica Pavão do Prado
Engenheira Agrônoma
2018
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Utilização do Teste de Condutividade Elétrica em Avaliação de Vigor de Sementes de Soja, Notas de estudo de Fisiologia
Um estudo sobre a utilização do teste de condutividade elétrica (ce) como alternativa para avaliação de vigor de sementes de soja. O trabalho compara o ce com outros testes de vigor, como germinação, envelhecimento acelerado, tetrazólio, classificação do vigor de plântulas e emergência de plântulas em campo. O objetivo é sugerir valores e faixa de valores de condutividade elétrica que indicam o potencial de desempenho de um lote de sementes em campo.
O que você vai aprender
- Quais são os objetivos básicos dos testes de vigor de sementes de soja?
- Como o teste de condutividade elétrica pode ajudar na avaliação de vigor de sementes de soja?
- Quais são as principais variáveis consideradas no estudo do documento e quais foram os resultados obtidos?
- Quais são as diferenças entre o teste de germinação e os testes de vigor?
- Quais testes de vigor são utilizados comercialmente para avaliar sementes de soja?
Tipologia: Notas de estudo
2022
1 / 40
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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA – UNESP
CÂMPUS DE JABOTICABAL
POTENCIAL FISIOLÓGICO DE SEMENTES DE SOJA E SUA
RELAÇÃO COM A CONDUTIVIDADE ELÉTRICA
Jéssica Pavão do Prado
Engenheira Agrônoma
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA – UNESP
CÂMPUS DE JABOTICABAL
POTENCIAL FISIOLÓGICO DE SEMENTES DE SOJA E SUA
RELAÇÃO COM A CONDUTIVIDADE ELÉTRICA
Jéssica Pavão do Prado
Orientadora: Profa. Dra. Cibele Chalita Martins
Coorientador: Prof. Dr. Roberval Daiton Vieira
Coorientador: Dr. Francisco Carlos Krzyzanowski
Dissertação de mestrado apresentada à Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias
- Unesp, Câmpus de Jaboticabal, como parte das exigências para a obtenção do título de Mestre em Agronomia (Produção Vegetal).
DADOS CURRICULARES DO AUTOR
JÉSSICA PAVÃO DO PRADO – nascida em 12 de março de 1991, na cidade de Londrina, PR. Graduada em Engenharia Agronômica (2014) pela Universidade Estadual do Norte do Paraná - UENP. Durante a graduação, desenvolveu projetos na área de Fruticultura e Floricultura, com bolsas de Iniciação Científica pela Fundação Araucária – Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Estado do Paraná. Realizou estágio curricular na Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - Embrapa Soja Londrina, PR (2014), sob orientação do pesquisador Dr. Francisco Carlos Krzyzanowski, atuando nas áreas de Produção e Tecnologia de Sementes de Soja. Em março de 2016, ingressou no curso de Mestrado no Programa de Pós-Graduação em Agronomia (Produção Vegetal), pela UNESP, Câmpus de Jaboticabal, SP, sob orientação da Profa. Dra. Cibele Chalita Martins e coorientação do Prof. Dr. Roberval Daiton Vieira e do Dr. Francisco Carlos Krzyzanowski, como bolsista CAPES. Desenvolveu a pesquisa de mestrado na Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
- Embrapa Soja
AGRADECIMENTOS
Em primeiro lugar a Deus, que sempre esteve ao meu lado e me concedeu a realização deste trabalho.
Agradeço à Minha Família, em especial aos Meus Pais Silvano Rodrigues do Prado e Vânia Pavão do Prado, pelas conversas, ajuda nos momentos mais difíceis e companhia em todas as horas. Obrigada por acreditarem sempre em mim e por todos os ensinamentos de vida, que sempre me ajudaram a crescer como pessoa. Espero que esta etapa, que agora termino, possa de alguma forma, retribuir e compensar todo o carinho, apoio e dedicação que constantemente me oferecem.
Ao meu esposo Kauhe Júlio Fonseca, agradeço todo o seu amor, carinho, admiração, e pela presença incansável com que me apoiou ao longo desta fase.
À Profa. Dra. Cibele Chalita Martins por sua disponibilidade em me orientar.
Ao meu coorientador Prof. Dr. Roberval Daiton Vieira, pelas valiosas sugestões, por todas as oportunidades proporcionadas e exemplo de profissionalismo.
Ao meu coorientador e “pai”, Dr. Francisco Carlos Krzyzanowski, pela dedicação, amizade, paciência, disponibilidade e principalmente pelos conselhos que contribuíram para a minha formação profissional e pessoal. Dr. Francisco, muito obrigada por confiar em mim! Sem o seu apoio, nada disso seria possível. O senhor me deu a possibilidade de concretizar sonhos, e a minha gratidão por tudo é eterna!
À minha amiga e mãezona, Vilma Cardoso Luiz Stroka, por todo ensinamento, generosidade, dedicação e disposição em ajudar-me em todos os momentos. Obrigada por sempre estar ao meu lado com seu amor e sabedoria.
À EMBRAPA SOJA, pela colaboração na liberação do laboratório e fornecimento de equipamentos e material para realização das análises.
Aos funcionários e estagiários do Laboratório de Fisiologia do Núcleo de Tecnologia de Sementes e Grãos pelo o auxílio na execução das análises.
À amiga Marli de Moraes Gomes pelo convívio maravilhoso e colaboração nos momentos de necessidade.
Ao Prof. Dr. Felipe Batistella Filho, à Prof.ª Dr.ª Viviane Formice Vianna, à Prof.ª Dr.ª Sandra Helena Unêda-Trevisoli, pelas valiosas sugestões apresentadas no Exame Geral de Qualificação que contribuíram para a conclusão deste trabalho.
A todos os meus amigos mais que especiais, que mesmo com a minha ausência fizeram-se presentes com palavras de apoio e vibraram com minhas conquistas. Amigos do meu coração, muito obrigada!
Ao programa de pós-graduação em Agronomia (Produção Vegetal), Unesp, Câmpus de Jaboticabal.
A vocês, todo meu carinho e gratidão.
ii POTENCIAL FISIOLÓGICO DE SEMENTES DE SOJA E SUA RELAÇÃO COM A CONDUTIVIDADE ELÉTRICA.
RESUMO - Para avaliar o vigor de lotes de sementes são necessários testes de vigor rápidos e eficientes, entre eles destaca-se o teste de condutividade elétrica por ser capaz de detectar a deterioração de semente ainda em sua fase inicial, tendo em vista a desorganização das membranas celulares. Para o teste de condutividade elétrica se estabelecer como parte do programa de controle de qualidade nas empresas produtoras de sementes são necessárias informações que correlacionem níveis de condutividade elétrica com o potencial de desempenho da semente. Desta forma o presente trabalho teve por objetivo o estudo da utilização do teste de condutividade elétrica como alternativa para avaliação de vigor de sementes de soja verificando sua relação com diferentes testes de vigor e assim sugerir valores de condutividade elétrica para determinação de valores ou faixa de valores que indicam o potencial de desempenho de um lote de sementes em campo. Para tanto, foram utilizadas sementes de soja de quatro cultivares - BRS 388 RR, BRS 1010 IPRO, BRS 1001 IPRO e BRS 1007 IPRO, cada um representado por 11 lotes divididos em quatro repetições. As sementes foram avaliadas por meio dos testes de: condutividade elétrica, germinação, tetrazólio, envelhecimento acelerado, primeira contagem de germinação, classificação do vigor de plântulas, emergência de plântulas em campo e emergência de plântulas em areia. Determinou-se também o teor de água das sementes. O teste de condutividade elétrica apresentou correlação significativa e negativa (p<0,01) para todos os testes avaliados. A análise de regressão linear possibilitou a separação dos lotes de sementes de vigor muito alto: CE < 70 μS.cm-1.g-1; alto: CE entre 71 a 90 μS.cm-1.g-1; médio: CE entre 91 a 110 μS.cm-1.g-1^ e baixo: CE > 111 μS.cm-1.g-1.
Palavras-chave: germinação, Glycine max , lixiviação de íons, vigor
iii PHYSIOLOGICAL POTENTIAL OF SOYBEAN SEEDS AND ITS RELATIONSHIP WITH ELECTRICAL CONDUCTIVITY
ABSTRACT - In order to evaluate the vigor of seed lots, fast and efficient vigor tests are necessary, among them the electrical conductivity test, because it is able to detect the seed deterioration still in its initial phase, in view of the disorganization of the cellular membranes. For the electrical conductivity test to establish as part of the quality control program in the seed producing companies, information is required that correlate levels of electrical conductivity with the potential of seed performance. In this way the present work had the objective of the study of the use of the electrical conductivity test as an alternative to evaluate the vigor of soybean seeds, verifying its relation with different vigor tests and thus to suggest values of electrical conductivity for determination of values or range of values which indicate the potential performance of a field seed batch. For this, soybean seeds of four cultivars - BRS 388 RR, BRS 1010 IPRO, BRS 1001 IPRO and BRS 1007 IPRO were used, each represented by 11 lots divided into four replicates. The seeds were evaluated through the following tests: electric conductivity, germination, tetrazolium, accelerated aging, first germination count, seedling vigor classification, emergence of seedlings in the field and emergence of seedlings in sand. The water content of the seeds was also determined. The electrical conductivity test showed significant and negative correlation (p <0.01) for all tests evaluated. The linear regression analysis allowed the separation of seed lots of very high vigor: CE <70 μS.cm-^1 .g-^1 ; high: CE between 71 to 90 μS.cm-^1 .g-^1 ; mean: CE between 91 to 110 μS.cm-^1 .g-^1 and low: CE> 111 μS.cm-^1 .g-^1.
Keywords: germination, Glycine max , leaching of ions, vigor
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2. REVISÃO DE LITERATURA
2.1 A cultura da soja
A soja [ Glycine max (L.) Merrill] é a espécie mais cultivada do agronegócio nacional, com uma área significativamente superior às alcançadas pelas demais culturas (Lorini, 2017). O plantio de soja no Brasil, na safra 2017/18, apresentou aumento da área plantada em 3,4%, em relação à safra 2016/17, atingindo 35.046,5 mil hectares e produção de 113.024,6 mil toneladas do grão, o que torna o país o segundo maior produtor mundial desta oleaginosa (CONAB, 2018). Entre as espécies produtoras de grãos, a soja é a de maior relevância no agronegócio brasileiro e mundial. Os teores médios de óleo e proteína estão em torno de 20 e 40%, respectivamente (Sediyama, 2013). Estes constituintes são utilizados pela indústria alimentícia, farmacêutica e química. Outros produtos derivados da soja incluem farinha, sabão, cosméticos, resinas, solventes, tintas, anticoncepcionais, ração animal e agora utilizada como alternativa para produção de biocombustíveis. A expansão do mercado de grãos e o sucesso da lavoura de soja dependem de diversos fatores, mas, sem dúvida, o mais importante deles é a utilização de sementes de alta qualidade, que possibilitem a implantação de lavoura com população de plantas adequada, com plantas de alto vigor, e desempenho superior no campo (Anuário Abrasem, 2014). A semente é considerada o insumo agrícola mais importante, pois conduz ao campo as características genéticas determinantes do desempenho do cultivar, ao mesmo tempo, contribui para o estabelecimento do estande. Desta maneira, a interação melhoramento genético versus organização da população de sementes representa requisito básico para uma agricultura qualificada (França-Neto et al., 2016). No mercado de produção de sementes, estima-se que a área destinada ao cultivo de soja, visando a produção de sementes, diminuiu nos últimos dois anos, em torno de 1,54%. Apesar disso, a produção do insumo cresceu, saltando de 5.307.006 t na safra 2015/16 para 5.631.457 t na etapa 2016/17, sendo os maiores produtores de
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sementes de soja os estados de Goiás, Mato Grosso, Bahia, Minas Gerais e Rio Grande do Sul (Anuário Brasileiro De Sementes, 2017).
2.2 Qualidade de sementes
O conceito de qualidade de sementes pode ser enfocado abordando os seus componentes principais: qualidade fisiológica, qualidade genética, qualidade sanitária e qualidade física. Porém, a qualidade de sementes é uma interação de seus componentes que em conjunto determinam os seus atributos (França-Neto, 2009). Assim, a semente de soja para ser considerada de alta qualidade deve apresentar características como alto vigor e germinação, que resulte em adequada emergência de plântulas em campo; sendo geneticamente pura, representando o cultivar que se deseja semear, sem misturas varietais; livre de sementes de plantas daninhas e de patógenos, sejam eles fungos, vírus, nematoides ou bactérias; composta por uma semente pura, livre de material inerte, como contaminantes, fragmentos de plantas, insetos, torrões e outras impurezas (França-Neto et al., 2016). Para Marcos-Filho (2015a) a produção de sementes de alta qualidade inclui alguns procedimentos: a escolha da região produtora; a seleção das áreas destinadas à produção, atentando às culturas anteriores, isolamento, sanidade, presença de plantas daninhas, localização e acesso, topografia, características de clima e solo; o estabelecimento de plano de sucessão de cultura; a origem e a qualidade das sementes básicas; o manejo da área; as inspeções e erradicação de plantas indesejáveis; o controle de insetos e doenças; a colheita, a secagem e o beneficiamento; as condições de armazenamento e transporte do produto e o estabelecimento de programa integrado de controle de qualidade durante todas as etapas da produção. O potencial fisiológico reúne informações sobre a germinação (viabilidade) e o vigor das sementes, assim compreende o conjunto de aptidões que permite estimar a capacidade teórica de um lote de sementes manifestar adequadamente suas funções vitais após a semeadura. Desta maneira, as informações sobre a germinação e o vigor, obtidas em laboratório, devem permitir a comparação entre lotes de sementes e avaliar
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sementes, que podem se manifestar no armazenamento ou mesmo no campo e o seu resultado possibilita uma superestimativa do potencial fisiológico (Carvalho e Nakagawa, 2000; Marcos-Filho, 1999a; Vieira, 1994a). No entanto, como os desvios em relação às condições ideais de campo são frequentes, é necessária a utilização de outros procedimentos para estimar o potencial fisiológico das sementes (Marcos-Filho, 2013; Vieira, 1994a). Como complemento ao teste de germinação, os testes de vigor têm se tornado uma ferramenta de uso cada vez mais rotineiro pela indústria de sementes, na determinação do potencial fisiológico de lotes de sementes. As empresas produtoras e as instituições oficiais têm incluído esses testes em programas internos de controle de qualidade para a garantia da qualidade das sementes destinadas à comercialização (Vieira et al., 2003). Os testes que avaliam o vigor das sementes de diferentes lotes baseiam-se em aspectos que podem estar relacionados à fisiologia, aos processos metabólicos ou, até mesmo, às características físicas das sementes. Entretanto a eficiência dos testes de vigor depende da escolha adequada do método (Marcos-Filho, 1999a). O vigor das sementes é a combinação de características que determinam o potencial de alto desempenho após a semeadura. Como consequência, existem várias técnicas para determinar sua avaliação, incluindo aquelas que, direta ou indiretamente, avaliam o atual estado metabólico das sementes para estabelecer uma relação com o armazenamento das sementes e a emergência das plântulas; esses testes incluem condutividade elétrica, tetrazólio e testes que avaliam o crescimento de plântulas. Também são realizados testes com o objetivo de identificar a tolerância das sementes ao estresse, sendo mais utilizados os testes a frio, envelhecimento acelerado e deterioração controlada (Marcos-Filho, 2015b). De acordo com Baalbaki et al. (2009), manual de vigor da Association of Official Seed Analysts - AOSA, o vigor compreende as propriedades das sementes que determinam o seu potencial para a uma rápida e uniforme emergência e desenvolvimento de plântulas normais, sob ampla faixa de condições ambientais.
6 Para a International Seed Testing Association - ISTA (2011) vigor de sementes compreende as propriedades que determinam o potencial para a emergência rápida e uniforme de plântulas, em lotes com germinação aceitável, sob ampla faixa de condições ambientais. O uso de testes de vigor é de grande utilidade no monitoramento da qualidade das sementes, a partir da maturidade, pois a queda do vigor precede a perda de viabilidade (Dias e Marcos-Filho, 1995). Segundo Marcos-Filho (1999a) os objetivos básicos dos testes de vigor são: ● Avaliar ou detectar diferenças significativas na qualidade fisiológica de lotes com germinação semelhante, complementando as informações fornecidas pelo teste de germinação; ● Distinguir, com segurança, lotes de alto dos de baixo vigor; ● Separar (ou classificar) lotes em diferentes níveis de vigor, de maneira proporcional ao comportamento quanto à emergência das plântulas, resistência ao transporte e potencial de armazenamento. Assim, o uso de um único teste de vigor (fisiológico, bioquímico ou de resistência a estresse), pode gerar informações incompletas, tanto para uma única espécie como para avaliar o potencial de desempenho das sementes sob diferentes condições ambientais (Hampton e Coolbear, 1990).
2.4 Teste de condutividade elétrica
O teste de condutividade elétrica é citado pela Associação Internacional de Análise de Sementes (ISTA, 2011) como um dos testes de vigor mais promissores, uma vez que apresenta base teórica consistente, objetividade, rapidez, facilidade de execução e possibilidade de ser padronizado como teste rotineiro devido sua reprodutibilidade (Vieira,1994a; Vieira e Krzyzanowski, 1999). O princípio do teste de condutividade elétrica baseia-se na integridade das membranas celulares, juntamente com o teste de tetrazólio é classificado como um teste bioquímico. Testes com essa característica merecem destaque, por detectar o
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semente é colocada para embeber em água, em compartimentos individualizados, sendo que o resultado expressa a situação de cada semente (Vieira e Krzyzanowski, 1999). A ISTA (2011) considera padronizado o método de massa do teste de condutividade elétrica, para sementes de ervilha, soja e feijão. A AOSA prescreve o teste para sementes de ervilha e soja. No Brasil o teste de condutividade elétrica tem sido estudado como um teste de vigor com resultados promissores para semente de soja (Vieira, 1994b; Vieira e Krzyzanowski, 1999; Marcos-Filho e Vieira, 2009; Vieira et al., 2003). Barros e Marcos-Filho (1997) em estudos de comparação de testes para avaliações rápidas de vigor de sementes de soja observaram a eficiência do teste de condutividade elétrica na separação de lotes em diferentes níveis de qualidade e o potencial de emergência das plantas em campo. Também ressaltaram a eficácia do teste na obtenção de informações rápidas e aplicáveis em programas de controle de qualidade de semente de soja. Schuab et al. (2006) em estudos realizados também com soja constataram que, entre outros testes de vigor, o teste de condutividade elétrica apresenta sensibilidade para diferenciar o potencial fisiológico dos genótipos avaliados. Para Vieira et al. (1999) o teste de condutividade elétrica permite estimar com alto grau de precisão o desempenho de lotes de sementes de soja em campo, dependendo das condições climáticas presentes. Trabalhos para determinar valores de referência no intuito de diferenciar o vigor de lotes de sementes pelo teste de condutividade elétrica vêm sendo realizado para algumas espécies, como o girassol (Szemruch et al., 2015) e o soja (Vieira, 1994a; Vieira et al. 1999; Vieira et al., 2004; Colete et al., 2004). O desenvolvimento de trabalhos em busca da identificação desses valores de referência é muito importante, pois permite o estabelecimento de parâmetros associados ao nível de vigor de lotes de sementes, a comparação com resultados obtidos em outros testes e, consequentemente, o estabelecimento de padrões a serem seguidos em programas internos de controle de qualidade nas empresas produtoras de
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sementes. Por esse motivo, há necessidade da intensificação dessas pesquisas, sempre associando valores à porcentagem de emergência das plântulas em campo (Vieira et al., 1994ab, 2004; Colete et al., 2004; Marcos-Filho, 2015a).