Espacios. Vol. 37 (Nº 31) Año 2016. Pág. 12

Qualidade fisiológica de sementes de sorgo biomassa (Sorghum bicolor L. Moench)

Physiological quality of seeds of biomass sorghum (Sorghum bicolor l. Moench)

Raiane Scandiane da SILVA 1; Taiana Paula Streck VENDRUSCOLO 2; Marcilene Alvez CASTRILLON 3; Petterson Baptista da LUZ 4; Carla Corrêa LIMA 5; Marco Antonio Aparecido BARELLI 6

Recibido: 03/06/16 • Aprobado: 28/06/2016


Conteúdo

1. Introdução

2. Material e Métodos

3. Resultados e Discussão

4. Conclusões

Referências


RESUMO:

O sorgo biomassa é uma alternativa promissora para geração de energia através da queima de sua biomassa lignocelulósica. O objetivo foi avaliar a qualidade fisiológica de sementes de sorgo biomassa. Utilizaram-se nove genótipos e a avaliação da qualidade fisiológica foi efetuada mediante a condução de testes de germinação e de vigor. O delineamento foi inteiramente casualizado com quatro repetições. Os dados foram submetidos ao teste de normalidade e análise de variância, e as médias comparadas pelo teste de Scott-Knott. O teste de primeira contagem e envelhecimento acelerado foram mais eficientes em detectar diferenças de vigor entre genótipos de sorgo biomassa.
Palavras-chave: Germinação, vigor, genótipos, envelhecimento acelerado.

ABSTRACT:

Sorghum biomass is a promising alternative for power generation by burning their lignocellulosic biomass. The objective was to evaluate the physiological quality of sorghum biomass seeds. Were used nine genotypes and physiological quality evaluation was performed by conducting germination and vigor tests. The experiment was completely randomized with four replications. The data were submitted to normality test and analysis of variance, and means were compared by the Scott-Knott test. The first count and accelerated aging test were more efficient in detecting vigor differences between biomass sorghum genotypes.
Key words: germination, vigor, genotypes, accelerated aging.

1. Introdução

O sorgo (Sorghum bicolor L. Moench) é considerado o quinto cereal mais produzido no mundo, podendo ser cultivado em áreas com solos de baixa fertilidade, déficits hídricos e estresses ambientais (Chielle et al., 2013).  A versatilidade do sorgo se estende desde o uso de seus grãos como alimento humano e animal; como matéria prima para produção de etanol; o uso de suas panículas para produção de vassouras; às inúmeras aplicações de sua forragem na nutrição de ruminantes e, no caso do sorgo biomassa, para a geração de eletricidade a partir da queima de biomassa lignocelulósica (Olweny et al., 2013). Estudos vêm sendo desenvolvidos para avaliar o potencial dessa cultura para a produção de energia (Parrella et al., 2010; Olson et al., 2012; Carrillo et al., 2014).

Um aspecto importante visando o melhor aproveitamento do potencial do sorgo biomassa é a utilização de sementes de alta qualidade, principalmente quanto aos componentes genético e fisiológico. No entanto, ainda são escassos os estudos direcionados à avaliação do potencial fisiológico de sementes de sorgo biomassa.

 A utilização de sementes de alta qualidade é essencial para implantação de quaisquer espécie e sistema de cultivo, pelo fato de permitir a expressão do potencial máximo da cultivar em questão (Barbosa et al., 2012), refletindo diretamente na sua produção final.

Nesta avaliação, rotineiramente, é usado o teste de germinação (Brasil, 2009), porém, a utilização apenas do teste de germinação pode não fornecer resultados satisfatórios para detectar diferenças no potencial fisiológico das sementes (Radke et al., 2016).

De modo complementar, são utilizados os resultados dos testes de vigor para identificar diferenças na qualidade fisiológica dos lotes ou genótipos testados (Jesus et al., 2014), considerando-se que os testes de vigor fornecem índices mais sensíveis do potencial fisiológico, que não são detectados no teste de germinação (Marcos Filho, 2005). 

Diferentes testes de vigor têm sido utilizados para avaliar a qualidade fisiológica de sementes. Entre os mais utilizados, estão:

Teste de condutividade elétrica: que tem se destacado por sua facilidade de execução, baixo custo, rapidez, repetibilidade e fácil interpretação de resultados (Abreu et al., 2011). Ele baseia-se na premissa de que o vigor está diretamente relacionado com a integridade do sistema de membranas celulares.

 Teste de envelhecimento acelerado: é capaz de proporcionar informações consistentes sobre o desempenho de lotes de sementes no campo e após o armazenamento, permitindo a classificação dos lotes em diferentes níveis de vigor (Kikute et al., 2012; Amaro et al., 2014). Nesse teste as sementes são expostas a níveis elevados de temperatura e umidade relativa do ar, assim sementes de baixa qualidade deterioram-se mais rápido que as sementes mais vigorosas. Além de ser muito utilizado para avaliar o vigor de diversas espécies.

Teste de frio: funciona como instrumento de grande valor para a seleção prévia de lotes de sementes, quanto ao seu desempenho e vigor, em uma ampla faixa de condições ambientais (Vieira & Krzyzanowski, 1999; Alvarenga et al., 2013). Ele tem como principio a exposição das sementes a baixa temperatura, alta umidade do substrato e agentes patogênicos no solo, quando o mesmo for conduzido no solo (Oliveira et al., 2015a). Dessa forma as sementes menos vigorosas têm o seu desempenho reduzido.

Assim, o presente trabalho teve o objetivo avaliar a qualidade fisiológica de genótipos de sorgo biomassa.

2. Material e Métodos

O experimento foi conduzido no Laboratório de Sementes e Plantas Ornamentais da Universidade do Estado de Mato Grosso (UNEMAT) em Cáceres – MT. Foram utilizadas sementes de nove genótipos de sorgo biomassa (201429b022-1, 201429b015-2, 201429B030-3, 201429B033-4, 201429B023-5, 201429B021-6, 201429B024-7, 201429B018-8 e 201429B029-9), concedidos pelo Programa de Melhoramento da Embrapa Milho e Sorgo, localizada no município de Sete Lagoas – MG.

As sementes foram coletadas na área experimental do Laboratório de Recursos Genéticos & Biotecnologia, da Universidade do Estado de Mato Grosso, em Cáceres-MT. A área está circunscrita a 16°04’59” de latitude Sul e 57°39’01” de longitude Oeste, com precipitação média anual de 1.335 mm e altitude de 118 m (Neves et al., 2011). O solo da região foi classificado como latossolo vermelho amarelo distrófico (Embrapa, 2006).

Inicialmente, as sementes foram desinfestadas em solução de hipoclorito de sódio 2 % durante um minuto e enxaguadas em água destilada, após foi determinado o teor de água das sementes, pelo método da estufa, a 105 °C (+/- 3 °C), durante 24 horas, de acordo com as RAS (Brasil, 2009), e seus resultados expressos em porcentagem.  A avaliação da qualidade fisiológica das sementes de sorgo biomassa foi determinada pelos seguintes testes:

Teste de germinação: Foram utilizadas quatro repetições de 50 sementes de cada genótipo avaliado, distribuídas uniformemente sobre duas folhas de papel germitest, umedecidas com água destilada na proporção de 2,5 vezes o peso do papel seco, acondicionado à 25 °C em câmera BOD. As avaliações foram feitas no quarto e décimo dia após a semeadura e os resultados foram expressos em porcentagem de plântulas normais (Brasil, 2009).

Primeira contagem da germinação: realizada simultaneamente com o teste de germinação, considerando-se a percentagem de plântulas normais obtidas no quarto dia após a semeadura (Brasil, 2009).

Teste de envelhecimento acelerado: utilizou-se o método adaptado conforme Marcos Filho (1999), colocando-se, aproximadamente, 200 sementes de cada genótipo distribuídas em camada única sobre tela de alumínio, acoplada ao interior de uma caixa plástica tipo gerbox, contendo, no fundo, 40 mL de água destilada. Em seguida, as caixas foram tampadas e transferidas para uma incubadora tipo BOD, a 43 °C, onde permaneceram durante 72 horas. Após o período de envelhecimento, as sementes foram submetidas ao teste de germinação e avaliadas conforme citado anteriormente.

Teste de condutividade elétrica: foi conduzido com quatro repetições de 50 sementes de cada genótipo, as quais foram pesadas e acondicionadas em recipientes contendo 75 mL de água destilada, mantidas em câmara de germinação, à temperatura constante de 25 °C, por 24 horas. Após o período de condicionamento, a condutividade elétrica da solução foi medida por meio de leitura em condutivímetro, sendo os resultados expressos em µS.cm-1.g-1, conforme descrito por Vieira & Krzyzanowski (1999).

Teste de frio: foram utilizadas quatro repetições de 50 sementes de cada genótipo avaliado, distribuídas uniformemente sobre duas folhas de papel germitest umedecidas com água destilada na proporção de 2,5 vezes o peso do papel os rolos foram acondicionados em sacos plásticos e colocados na BOD, à temperatura de 10 ºC durante sete dias. Após esse período o teste foi remontado e as sementes colocadas para germinar a 25 ºC, e as contagens realizadas ao quarto e decimo dia.

O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, com nove tratamentos e quatro repetições, separadamente, para cada genótipo avaliado. Os dados foram submetidos ao teste de normalidade e, posteriormente, a análise de variância, com o auxílio do programa SISVAR, e as médias comparadas pelo teste Scott-Knott a 5% de probabilidade.

3. Resultados e Discussão

O resumo da análise de variância para as variáveis: germinação (GERM), primeira contagem da germinação (PCG), envelhecimento acelerado (ENV), condutividade elétrica (COND) e teste de frio (FRIO) encontra-se na Tabela 1. Pode-se observar que todos os testes de vigor utilizados apresentaram diferença significativa a 5% pelo teste F.

Tabela 1. Quadrados médios, médias e coeficiente de variação (CV) da análise de variância
dos testes de germinação e vigor de sementes de sorgo biomassa, Cáceres-MT.

FV

GL

Quadrados Médios

GERM

PCG

ENV

COND

FRIO

Genótipo

8

721,94 *

601,77 *

304,25*

1286,67*

82,77*

Resíduo

27

93,59

79,11

43,29

116,82

29,44

Médio

 

68,61

70,22

81,50

79,29

84,27

C.V (%)

 

14,10

14,10

8,07

13,62

6,44

* significativos ao nível de 5% de probabilidade, respectivamente, pelo teste F.

Na Tabela 2 estão apresentadas as médias para o grau de umidade, teste de germinação, primeira contagem do teste de germinação, envelhecimento acelerado, teste de frio e condutividade elétrica dos diferentes genótipos de sorgo biomassa.

Houve uma variação relativamente pequena entre o grau de umidade dos lotes de sementes de sorgo biomassa, variando de 9,74% a 11,46% (Tabela 2). Marcos Filho et al. (1999), enfatiza que a uniformização do teor de água para as sementes é imprescindível para a padronização das avaliações e obtenção de resultados consistentes, e ainda recomenda que esse teor deve estar entre 11% a 13%. Os dados do teor de água não foram analisados estatisticamente, servindo desta forma apenas para a caracterização inicial dos lotes de sementes avaliados.

A germinação das sementes dos diferentes genótipos de sorgo biomassa variou de 46,5% a 86,5% . Pode-se observar que alguns genótipos avaliados não apresentaram o padrão mínimo de germinação recomendado para a comercialização de sementes de sorgo, que está estabelecida em 80% (Brasil, 2009). Tal fato pode ser explicado em função das altas temperaturas, alta umidade e as chuvas frequentes ocorridos na época da colheita, as quais podem resultar em uma rápida e extensiva deterioração, causando baixa germinação e baixo vigor das sementes (Delouche, 2002).

Tabela 2. Valores médios do grau de umidade, teste de germinação, primeira contagem,
envelhecimento acelerado, teste de frio e condutividade elétrica, de sementes de genótipos de
sorgo biomassa, Cáceres-MT.

Genótipos

Grau de

Umidade

Germinação

Primeira contagem

Env. Acelerado

Frio

Condutividade

Elétrica

 

%

µS cm-1 g-1

1

10.11

46,5 b

50.5 b

65.5 c

87.0 a

85.49 b

2

11.46

83.0 a

83.0 a

88.5 a

83.5 a

92.28 b

3

10.59

61,5 b

62.0 b

85.0 a

79.5 a

65.86 c

4

11.46

77.0 a

77.0 a

91.5 a

84.5 a

70.68 c

5

9,84

62.0 b

63.0 b

72.0 c

76.0 a

62.58 c

6

9,74

86.5 a

88.0 a

87.5 a

91.0 a

70.73 c

7

11,41

57.5 b

61.5 b

79.5 b

82.5 a

68.88 c

8

9,96

64.0 b

67.5 b

76.5 b

87.0 a

119.87a

9

10,83

79.5 a

79.5 a

87.5 a

87.5 a

77.29 c

Médias seguidas da mesma letra na coluna, não diferem entre si, pelo teste Scott-Knott, a 5% de probabilidade.

Sementes com germinação abaixo do padrão estabelecido para a comercialização apresentam menor possibilidade de expressar o seu potencial fisiológico, de originar plântulas normais, fortes e sobreviverem às condições desfavoráveis de campo (Oliveira et al., 2015b).

Netto et al. (1997), avaliando o efeito de danos mecânicos sobre a qualidade fisiológica de sorgo granífero, encontraram valores de germinação que variaram de 76% a 47% dependendo do nível do dano da semente. Brites et al. (2011), avaliando germinação em diferentes espécies forrageiras tropicais, obteve porcentagens que variaram de 59% a 31% de sementes germinadas sem nenhum tratamento prévio.

De acordo com os dados do teste de germinação, observa-se os genótipos 2, 4, 6, e 9 foram iguais estatisticamente e superiores aos demais, apresentando melhor germinação, indicando assim serem os genótipos com melhor qualidade fisiológica. Já os genótipos 1, 3, 5, 7 e 8 mostraram-se como os de menor qualidade.

Avaliando-se os resultados do teste de vigor pela primeira contagem de germinação, observa-se que o teste proporcionou resultados iguais aos do teste de germinação, classificando os genótipos em dois níveis de vigor. Os genótipos 2, 4, 6 e 9 apresentaram melhor qualidade em relação aos demais. Já os genótipos 1, 3, 5, 7 e 8 apresentaram qualidade inferior.

Resultados semelhantes aos deste estudo foram encontrados por Silva et al. (2014); Silva et al. (2015) e Amaro et al. (2015), onde verificaram que o teste de germinação e da primeira contagem classificaram os lotes de forma igual. Amaro et al. (2015) comenta ainda, que esses resultados indica sensibilidade desse teste além da já proporcionada pelo teste de germinação em detectar diferentes níveis de qualidade fisiológica dos diferentes genótipos estudados.

Nesse sentido, Marcos Filho (1999), destaca a importância da utilização de um número maior de testes para se determinar o nível da qualidade das sementes, em função da variação da eficiência dos procedimentos disponíveis.

Nesse contexto, o teste de envelhecimento acelerado foi eficiente em identificar genótipos com diferentes níveis de vigor (Tabela 2). Verificou-se, que os genótipos 2, 3, 4, 6 e 9 foram classificados como os mais vigorosos. Já os genótipos 1 e 5 apontaram ser os menos vigorosos neste teste. Ainda foram classificados como nível intermediário de vigor os genótipos 7 e 8.

Marcos Filho (2015) comenta que o principal objetivo de um teste de vigor, é identificar diferenças fisiológicas entre lotes de sementes comercializáveis com maior sensibilidade em comparação com o teste de germinação. Portanto podemos inferir que o teste de envelhecimento acelerado pode ser considerado eficiente em determinar o vigor em sementes de sorgo, uma vez que a classificação dos genótipos com maior  vigor no presente teste, foi o que apresentou resultados mais semelhante ao resultado obtido no teste de germinação.

Mendes et al. (2010), avaliando o potencial fisiológico de lotes de sementes de mamona, também obteveram resultados satisfatórios utilizando o teste de envelhecimento acelerado à 41ºC por 72h. Segundo os autores a condução do teste nessa temperatura, é indicada para a avaliação da qualidade fisiológica de sementes de diversas espécies.

Amaro et al. (2014) relata ainda que o teste de envelhecimento acelerado é capaz de proporcionar informações com alto grau de consistência, identificando lotes mais vigorosos e que, consequentemente, apresentarão sementes com deterioração mais reduzida, mantendo sua viabilidade durante o processo de armazenagem.

Quando os genótipos foram avaliados pelo teste de frio verifica-se que não houve diferença significativa, tornando difícil a separação dos genótipos quanto ao seu nível de vigor. Resultados semelhantes foram encontrados por Kikute et al. (2012), onde os autores também não encontraram diferenças estatísticas entre 12 lotes de cultivares de alface avaliadas utilizando o teste de frio. A importância da temperatura na manifestação de processos fisiológicos de sementes pode ser visto a partir do teste de frio e envelhecimento acelerado (Alvarenga et al., 2013).

O teste de condutividade elétrica também se mostrou eficiente em separar os genótipos em diferentes níveis de vigor, como observado no teste de envelhecimento acelerado. Os resultados mostram que os genótipos 3, 4, 5, 6, 7 e 9 foram iguais estatisticamente, apresentando menor quantidade de íons lixiviados liberados na solução pelas sementes de sorgo no período de 24 horas, indicando assim maior vigor desses genótipos. Os demais genótipos apresentaram uma maior quantidade de íons lixiviados na solução, apontado serem os genótipos com menor qualidade fisiológica no presente teste.

O teste de condutividade elétrica proporcionou o ranqueamento entre os genótipos semelhantes ao obtido nos testes de germinação, primeira contagem de germinação e envelhecimento acelerado, onde indicou os genótipos 4, 6, e 9 como os de maior vigor em todos os testes citados. Porem colocou neste mesmo grupo, genótipos de baixa qualidade fisiológica, indicado nos outros testes.

Ullmann et al. (2015), relata que maiores valores da condutividade elétrica expressa uma maior desorganização da células das membranas das sementes. Nesse sentido nota-se que os genótipos 1, 2 e 8 apresentaram maiores valores de íons lixiviados na solução, consequentemente apresentarão sementes mais suscetíveis aos danos causados por interferência externa, como condições ambientais e ações de patógenos, comprometendo dessa forma sua qualidade e vigor.

Estudos realizados por Vasquez et al. (2011) com sorgo forrageiro, utilizando varias combinações de temperatura e período de exposição ao estresse do envelhecimento acelerado, relatam que o teste de condutividade elétrica conduzido à 25 °C por 24 h de embebição é a melhor combinação capaz de proporcionar uma estratificação adequada de diferentes níveis de vigor para sementes de sorgo.

4. Conclusões

Genótipos de sorgo biomassa apresentam diferenças no que se refere à qualidade fisiológica das sementes.

Os genótipos 2 e 6 apresentaram qualidade fisiológica superior em relação aos demais genótipos avaliados.

O teste de primeira contagem e envelhecimento acelerado foram eficientes para avaliar a qualidade fisiológica dos genótipos em estudo, sendo uma boa opção para detectar diferenças de vigor entre genótipos de sorgo biomassa.

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1. Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento de Plantas, UNEMAT - Universidade do Estado de Mato Grosso, Cáceres, MT, Brasil - raiane.scandian@gmail.com
2. Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento de Plantas, UNEMAT - Universidade do Estado de Mato Grosso, Cáceres, MT, Brasil.
3. Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento de Plantas, UNEMAT - Universidade do Estado de Mato Grosso, Cáceres, MT, Brasil.

4. Docente do Programa de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento de Plantas, UNEMAT - Universidade do Estado de Mato Grosso, Cáceres, MT, Brasil.

5. Docente da UNEMAT - Universidade do Estado de Mato Grosso, Cáceres, MT, Brasil.

6. Docente do Programa de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento de Plantas, UNEMAT - Universidade do Estado de Mato Grosso, Cáceres, MT, Brasil.


Revista Espacios. ISSN 0798 1015
Vol. 37 (Nº 31) Año 2016

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