ARTIGO

Envelhecimento acelerado e ocorrência de fungos para avaliação do potencial fisiológico de sementes de arroz

Accelerated aging and occurrence of fungi for evaluation of seed rice physiological potential

Diego T. Monteiro¹, Lilian M. Tunes ², Cleidionara Pacheco³, Elisa S. Lemes^4,*, Andreia da S. Almeida⁵ e Marlove F. B. Muniz⁶

 

¹ Estudante de Agronomia, Departamento de Defesa Fitossanitária, Universidade Federal de Santa Maria. E-mail:diego_agronomia@hotmail.com

² Eng. Agr., Drª Professora do Programa de Pós-graduação Ciência & Tecnologia de Sementes, Universidade Federal de Pelotas/Faculdade de Agronomia ‘Eliseu Maciel’, Brasil. E-mail: lilianmtunes@yahoo.com.br

³ Agr., Mestranda do Programa de Pós-graduação em Agronomia, Departamento de Defesa Fitossanitária, Universidade Federal de Santa Maria, Brasil. E-mail: cleidi_pacheco@hotmail.com.

⁴ Eng. Agr., Doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Ciência & Tecnologia de Sementes – Universidade Federal de Pelotas/Faculdade de Agronomia ‘Eliseu Maciel’. Rua João Jacob Bainy, nº401A, bloco 7, ap.426, CEP: 96065-340, Pelotas, RS, Brasil. *E-mail:lemes.elisa@yahoo.com.br

⁵ Dra. bolsista PNPD – CAPES Programa de Pós-Graduação em Ciência & Tecnologia de Sementes, Universidade Federal de Pelotas/Faculdade de Agronomia ‘Eliseu Maciel’, Brasil. E-mail: andreiasalmeida@yahoo.com.br

⁶ Eng. Agr., Drª. Professora Adjunta, Departamento de Defesa Fitossanitária, Universidade Federal de Santa Maria, Avenida Roraima nº 1000, cidade Universitária, Bairro Camobi, CEP: 97105-900, Santa Maria, RS, Brasil. E-mail: marlovemuniz@yahoo.com.br

 

RESUMO

O teste de envelhecimento acelerado é um dos mais difundidos para a avaliação do vigor das sementes de várias espécies cultivadas, sendo capaz de proporcionar informações com alto grau de consistência. No entanto, o desempenho das sementes envelhecidas artificialmente pode ser influenciado, de modo negativo, pela presença de fungos. Diante disso, o presente trabalho teve por objetivo estudar o teste de envelhecimento acelerado em diferentes concentrações salinas para determinar o potencial fisiológico e sanitário de cultivares de arroz. Foram utilizadas sementes de arroz das cultivares Irga 409, Irga 424 e Epagri 144. O teste de envelhecimento acelerado foi conduzido em três etapas: teste tradicional com uso de água; teste com uso de soluçõesde NaCl saturada (SS) e super saturada (SSS) durante os períodos de 24, 48, 72 e 96 horas a 42 °C. Após, foi avaliado o grau de humidade, a germinação e a sanidade das sementes. Os efeitos deletérios do teste de envelhecimento acelerado foram atenuados com o incremento de concentrações salinas. O teste de envelhecimento acelerado em SS às 48 h e em SSS às 48, 72 e 96 h permite classificar as cultivares de arroz em diferentes níveis de vigor. Sementes contaminadas por agentes fúngicos tiveram resposta positiva na germinação com o uso dos métodos com solução salina.

Palavras-chave: cloreto de sódio, cultivares, Oryza sativa L., teste de vigor.

 

ABSTRACT

The accelerated aging test is one of the most widespread for the vigor of the seeds of various cultivated species, being able to provide information with a high degree of consistency. However, the performance of the artificially aged seeds can be influenced negatively by the presence of fungi. Thus, the present work aimed to study the accelerated aging test at different salt concentrations to determine the physiological and health potential of rice cultivars. Were used seeds of rice cultivars Irga 409, Irga 424 and Epagri 144. The accelerated aging test was conducted in three stages: traditional test with water; test using saturated NaCl solution (SS) and supersaturated NaCl solution (SSS), during periods of 24, 48, 72 and 96 hours at 42 °C. After, we evaluated the degree of moisture, germination and seed health. The deleterious effects of accelerated aging test were attenuated with the increase of salt concentrations. The accelerated aging test in saturated solution (SS) for 48 h and super saturated solution (SSS) at 48, 72 and 96 hours allows classifying rice cultivars at different levels of force. Seeds contaminated by fungal agents had a positive response in germination when treated with saline solutions

Keywords: cultivars, Oryza sativa L., sodium chloride, vigor test.

 

INTRODUÇÃO

A cultura do arroz (Oryza sativa L.) tem grande importância no sistema de produção brasileiro e mundial. O Brasil está entre os dez principais produtores mundiais de arroz, e para a safra 2013/2014 a produção foi de 12,8 milhões de toneladas, 8% maior do que o volume da safra anterior. Desse total, os dois maiores estados produtores, Rio Grande do Sul (RS) e Santa Catarina (SC) produziram 74% da produção total, com destaque para o Rio Grande do Sul que produziu cerca de 8,4 milhões de toneladas (Conab, 2014).

O teste de envelhecimento acelerado é um dos mais difundidos para a avaliação do vigor das sementes de várias espécies cultivadas, sendo capaz de proporcionar informações com alto grau de consistência (Hampton e Tekrony, 1995). Este teste consiste em avaliar a resposta das sementes, por meio do teste de germinação, após estas terem sido submetidas a temperatura elevada (41ºC) e humidade relativa do ar próxima de 100%, por determinado período de exposição (Rosseto et al., 2001). Baseia-se no facto de que a taxa de deterioração aumenta consideravelmente quando as sementes são expostas a tais condições (Hampton e Tekrony, 1995). Assim, verifica-se que, em lotes de sementes com baixo vigor, há maior queda na sua viabilidade depois de expostos à situação de stresse pelo envelhecimento (Marcos Filho, 1999), de modo que existe possibilidade de serem estabelecidas diferenças no potencial fisiológico desses lotes (Panobianco e Marcos Filho, 2001).

Um aspecto importante a ser considerado no teste de envelhecimento acelerado é a diferença na absorção de água pelas sementes, pois, quando expostas à atmosfera húmida podem ocorrer variações acentuadas no grau de humidade destas. Pesquisas conduzidas com espécies que possuem sementes de médio tamanho têm revelado resultados pouco consistentes devido à variação muito acentuada do grau de humidade das amostras, após o envelhecimento (Ramos et al., 2004). Nesse sentido, vêm sendo estudadas alternativas para a condução do teste de envelhecimento acelerado com sementes dessas espécies, como a substituição da água por soluções de sais. Dependendo da solução utilizada, são obtidos níveis específicos de humidade relativa do ar, permitindo reduzir a taxa de absorção de água, a velocidade e a intensidade de deterioração das sementes (Jianhua e McDonald, 1997), sem reduzir a sensibilidade do teste.

O desempenho das sementes envelhecidas artificialmente pode ser influenciado, de modo negativo, pela presença de fungos, principalmente pelos considerados saprófitas: Rhizopus spp., Aspergillus spp., Penicillium spp. e Chaetomium spp. Silva e Silva (2000) afirmaram que Aspergillus spp. é o principal causador desse baixo desempenho. Da mesma forma que a alta incidência de Aspergillus spp. prejudica a avaliação do teste, isso também ocorre com a alta incidência de Rhizopus spp. (Rosseto et al., 2001). Segundo Silva e Silva (2000) e Rosseto et al. (2001), o teste de envelhecimento acelerado pode ser afetado pela diferença de absorção de água das sementes e também por contaminação inicial por microrganismos, interferindo dessa forma na interpretação dos dados. Torna-se necessário, então, o controlo de microrganismos durante esse teste, por adaptação de metodologia que possa assegurar seu controle.

Assim, esta pesquisa teve como objetivo estudar o teste de envelhecimento acelerado em diferentes concentrações salinas para determinar o potencial fisiológico e sanitário de cultivares de arroz.

 

MATERIAL E MÉTODOS

A pesquisa foi conduzida no Laboratório de Análises de Sementes do Departamento de Fitotecnia e no Laboratório de Fitopatologia Elocy Minusi do Departamento de Defesa Fitossanitária, da Universidade Federal de Santa Maria, RS. Foram utilizadas sementes de três cultivares de arroz: Irga 409, Irga 424 e Epagri 144.

O desempenho das sementes quanto ao potencial fisiológico foi avaliado através dos testes de teor de água, germinação, envelhecimento acelerado tradicional (água) e com o uso de solução saturada e super saturada de NaCl e o teste de sanidade.

O teor de água foi conduzido com 5 g de sementes por repetição, pelo método da estufa a 105ºC ± 3ºC, durante 24 h, de acordo com as Regras para Análise de Sementes (Brasil, 2009).

O teste de germinação foi conduzido com quatro subamostrasde 100 sementes, distribuídas em papel germitest, previamente humedecido com água destilada, na proporção de 2,5 vezes a massa do papel seco, à temperatura de 25°C. As avaliações foram realizadas aos 14 dias após o início do teste, conforme as Regras para Análise de Sementes (Brasil, 2009), sendo os resultados expressos em percentagem de plântulas normais.

Nos testes de envelhecimento acelerado tradicional e com soluções salinas foram utilizadas caixas plásticas (mini-câmaras) de 11,0 x 11,0 x 3,5 cm tipo “gerbox”, contendo 40 mL de água destilada conforme metodologia descrita por (Delouche e Baskin, 1973) ou solução de NaCl a 76% (solução saturada- SS) ou 94% (solução super saturada- SSS), usando 11 e 40 g de NaCl por 100 mL de água destilada, respectivamente. As sementes (6 g) foram distribuídas sobre tela plástica presente na caixa de maneira a formar uma camada uniforme. A metodologia com a utilização de NaCl foi descrita por Jianhua e McDonald (1997). As caixas foram mantidas em estufa do tipo BOD, a 42°C durante 24, 48, 72 e 96 horas. Decorrido cada período de envelhecimento, quatro subamostras de 50 sementes por cultivar foram submetidas ao teste de germinação, seguindo metodologia descrita anteriormente, e com avaliação realizada ao fim de sete dias. Os resultados foram expressos em percentagem de plântulas normais. Paralelamente, foi determinado o teor de água das sementes após cada período de envelhecimento, para verificar a uniformidade das condições do teste, conforme Marcos Filho (1999).

Para o teste de sanidade, foi utilizado o método do papel de filtro ou “Blotter test” (Neergaard, 1977). Foram avaliadas 200 sementes, distribuídas em quatro repetições de 50 sementes em caixas do tipo gerbox, previamente desinfetadas com uma solução de hipoclorito de sódio de 1% e álcool 70%. Estas sementes foram previamente submetidas a 24 h de embebição e posterior congelamento de 24 h para evitar a germinação. Em cada gerbox foram colocadas duas folhas de papel filtro, humedecidas com água destilada até à saturação. Sobre elas foram distribuídas as sementes, que permaneceram em incubação por cinco dias, à temperatura de 25 ± 2°C. Após operíodo de incubação as sementes foram avaliadas individualmente, utilizando-se microscópio estereoscópico, sendo contado o número de fungos germinados através de suas características.

Utilizou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado. Para comparação das médias, utilizou-se um esquema fatorial 3x4 (métodos do teste de envelhecimento acelerado e tempos de exposição dos testes). Para os teores de água, não foram realizadas análises estatísticas. Os resultados foram submetidos à análise de variância, e as médias comparadas pelo teste de Tukey (a=0,05), empregando-se o programa de análises estatísticas Sisvar (Ferreira, 2000). Utilizou-se também análise de regressão através dos polinómios ortogonais.

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O grau de humidade das sementes das quatro cultivares em função do tempo de exposição, do teste de envelhecimento acelerado está apresentado na Figura 1. Na cultivar Irga 409 (Figura 1A), podemos constatar que no teste de envelhecimento acelerado tradicional, houve uma rápida absorção de água pelas sementes, ao fim de 24 h que se manteve constante nos tempos subsequentes. Este facto é importante para a execução das avaliações de envelhecimento acelerado, considerando-se que a uniformização do teor de água das sementes é imprescindível para a padronização das avaliações e obtenção de resultados consistentes (Marcos Filho, 2005), pois dentro de certos limites (1 a 3 %), as sementes mais húmidas são mais afetadas pelas condições do envelhecimento acelerado. Para as sementes submetidas ao envelhecimento acelerado em SS também houve um aumento do grau de humidade ao fim de 24 h, porém, inferior ao observado no envelhecimento acelerado tradicional. O grau de humidade manteve-se constante até 72 h com posterior aumento em 96 h. No tratamento SSS houve absorção de água em relação ao estado inicial da semente, o que se manteve durante todo o período de envelhecimento acelerado.

Para a cultivar Irga 424, pode-se observar que no envelhecimento acelerado tradicional, o teor de água se manteve constante no período compreendido entre 0 e 72 h durante o teste, aumentando no período de 96 h. No tratamento SS obteve-se um acréscimo no teor de água das sementes no período compreendido entre zero e 24 h, que se manteve constante no decorrer do tempo até 96 h. Já nas sementes sujeitas a SSS, houve um acréscimo na absorção de água apenas a partir do período de 48 h, mantendo-se constante até as 96 h de exposição (Figura 1B).

Na cultivar Epagri 144, quer no método tradicional quer nas duas concentrações salinas testadas, observou-se um aumento na absorção de água pelas sementes no decorrer do tempo do teste de envelhecimento acelerado (Figura 1C). Em solução saturada (SS) o máximo de absorção ocorreu em 48h com posterior redução nos períodos de 72 e 96 h. No entanto, no envelhecimento acelerado tradicional e com solução super saturada (SSS), o máximo de absorção ocorreu em 96 h. Nesse caso, houve variações mais acentuadas no teor de água das sementes ao final do envelhecimento acelerado, confirmando as observações de Jianhua e McDonald (1997), os quais descreveram a metodologia. No entanto, não há registros do uso dessa metodologia alternativa em sementes de arroz. De acordo com Moreno-Martinez (1985) as alterações de humidade em sementes podem ser atribuidas ao metabolismo dos próprios fungos assim como sua higroscopicidade e a ação simples ou combinada da humidade com o efeito nocivo dos fungos pode afetar a germinação de sementes.

Os resultados da germinação inicial (0 h) indicaram diferenças entre as cultivares de sementes de arroz, destacando-se a Epagri 144 como de menor viabilidade; e Irga 409 e Irga 424 de qualidade superior.

Examinando-se os resultados do teste de envelhecimento acelerado (Quadro 1), tanto o procedimento tradicional (72 h), quanto com solução salina de NaCl (96 h), observa-se que estes permitiram a estratificação das cultivares de arroz quanto ao vigor, proporcionando a mesma separação verificada na germinação inicial (Quadro 1). De acordo com Ávila et al. (2006) em estudos com sementes de rabanete, foi constatado que o teste de envelhecimento acelerado, procedimento tradicional, permite a separação de lotes de sementes em níveis de vigor, após 48 h de envelhecimento.

No entanto, ao analisar os valores de germinação após o envelhecimento acelerado SSS, notou-se maior estratificação entre as cultivares de arroz, no período de exposição de 72 e de 96 h. Resultados semelhantes foram obtidos por Ramos et al. (2004), Tunes et al. (2009) e Tunes et al. (2011) em sementes de rúcula, cevada e azevém, respectivamente, quando constataram que o stresse provocado pelo teste de envelhecimento acelerado SSS por um período de 72 h ocasionou uma maior estratificação entre lotes com germinação semelhante e menor redução da germinação destas sementes. A adição do NaCl, que proporciona uma menor humidade relativa do ar quando comparado apenas com água, faz com que as sementes não absorvam muita água e não sofram um processo de deterioração acentuado mesmo diante de uma metodologia que causa um stresse nas sementes com a utilização de alta temperatura.

Considerando que é desejável obter resultado do teste de vigor no menor tempo possível, é mais adequado utilizar o período de 72 h de exposição em SSS, pois possibilita a economia de energia elétrica pelo equipamento, além de fornecer resultados em menor período de tempo quando comparado aos demais procedimentos analisados. Tempos longos de envelhecimento podem provocar elevada deterioração e reduzir drasticamente a germinação de algumas sementes, como ocorre em sementes de trigo (Maia et al., 2007). Segundo Rodo et al. (2000) trabalhando com sementes de cenoura, verificaram que o período de 72 h de envelhecimento, com o uso de solução saturada, é considerado adequado para a avaliação do potencial fisiológico. Também Lopes et al. (2010), estudando sementes de quiabo, verificaram que o envelhecimento acelerado por 72 h a 41 °C permitiu maior sensibilidade para identificação dos lotes em diferentes níveis de qualidade.

Podemos constatar que as condições do teste de envelhecimento acelerado com o uso de solução saturada ou solução super saturada de NaCl promoveram efeitos menos drásticos, pois ao atingir menores teores de água, o grau de deterioração das sementes foi atenuado em relação ao normalmente verificado com o uso do método tradicional. Resultados semelhantes foram obtidos em trabalho com sementes de pimentão por Panobianco e Marcos Filho (1998), rúcula por Ramos et al., (2004) e beterraba por Silva (2003) e Costa et al. (2004).

Outro aspecto a ser considerado foi que, após o envelhecimento acelerado com SS e SSS, foram observadas diferenças na incidência de fungos (Quadro 2, 3 e 4) com diminuição no número de géneros presente. Observação semelhante foi efetuada por Jianhua e McDonald (1997), pois a baixa humidade relativa no teste de envelhecimento acelerado com adição de solução salina diminuiu consideravelmente o desenvolvimento de fungos.

As sementes da cultivar Irga 409 (Quadro 2) apresentaram maiores percentagens de infecção pelo género Aspergillus, em relação aos outros fungos. O género Aspergillus contém fungos tóxicos, causadores de deterioração em sementes, que são saprófitos cosmopolitas, de disseminação fácil por esporos leves e secos. São xerofílicos ou xerotolerantes, ou seja, podem crescer em baixo potencial de água, sendo os primeiros a se desenvolverem nas condições de baixa humidade de sementes, assim dificultando o desenvolvimento de outros géneros que necessitam mais humidade (Griffin, 1994; Luz, 1995 e Puzzi, 2000). Podemos observar que com o aumento do período de exposição ao envelhecimento acelerado e da concentração de NaCl, houve um aumento na população desse fungo, em relação aos outros presentes. Verificou-se também que houve uma redução na incidência de fungos no decorrer do teste de envelhecimento acelerado com solução salina, de uma maneira geral.

A incidência de fungos na cultivar Irga 424 (Quadro 3) foi semelhante à na cultivar Irga 409 (Quadro 2), sendo que os fungos do género Aspergillus foram mais constantes. Segundo Berjak (1987), o NaCl é recomendado para a detecção de fungos de armazenamento, como os dos gêneros Aspergillus e Penicillium, devido à sua particularidade de crescer em meios de alta concentração osmótica, mas que exercem efeito inibitório ao desenvolvimento de outros fungos. Para Kikuti et al. (2005) trabalhando com sementes de pimentão, Fessel et al. (2005) com bróculos e Lopes et al. (2010) com sementes de quiabo, constataram que a utilização da solução salina fez com que os teores de água das sementes permanecessem baixos o suficiente para reduzir acentuadamente ou impedir o desenvolvimento de microrganismos.

A incidência de fungos na cultivar Epagri 144 (Quadro 4) foi maior pelos géneros Penicillium, Fusarium, Rhyzopus, Rhyzoctonia, Aspergillus, Alternaria e Trichoderma. Os fungos do género Rhyzoctonia e Trichoderma tiveram um decréscimo com o aumento da concentração salina no envelhecimento acelerado, o que não foi observado quando se usou o tratamento com água. Já para os restantes géneros, o resultado encontrado manteve-se constante no decorrer dos tempos de exposição e concentrações salinas. Jianhua e McDonald (1997), Rodo et al. (2000) e Panobianco e Marcos Filho (2001) constataram que a baixa humidade relativa do ar promovida pela adição de solução saturada de sais impede o crescimento de microrganismos, minimizando a preocupação com o efeito de patógenos associados às sementes sobre os resultados do teste de envelhecimento acelerado. Segundo Henning et al. (1997), apesar do fungo perder a viabilidade em condições com menor disponibilidade de água, o tratamento das sementes com fungicida sistémico e de contacto torna-se necessário para garantir a erradicação do patógeno e proteger a semente contra o ataque de fungos.

 

CONCLUSÕES

Os efeitos deletérios do teste de envelhecimento acelerado foram atenuados com o incremento de concentrações salinas.

O teste de envelhecimento acelerado em solução saturada (SS) às 48 h e em solução super saturada (SSS) às 48, 72 e 96 h permite classificar as cultivares de arroz em diferentes níveis de vigor.

Sementes contaminadas por agentes fúngicos tiveram resposta positiva na germinação com o uso dos métodos com solução salina.

 

REFERÊNCIAS

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Recebido/received: 2015.07.28

Aceite/accepted: 2015.12.18