INTRODUÇÃO

A conservação de sementes é uma atividade importante para manter e assegurar as necessidades básicas de alimentação, vestuário e proteção do homem. O armazenamento das sementes é um passo fundamental para manter a viabilidade e germinação; assim como reduzir ao mínimo o processo de deterioração das sementes. A resposta das sementes às condições de armazenamento é diferente entre espécies, cultivares e inclusive entre lotes (^{Maia et al., 2011}; Matsue et al., 2015).

Existem fatores que afetam a qualidade das sementes durante o armazenamento como a temperatura, umidade relativa, pragas, doenças, entre outros. As condições tropicais complicam a gestão e conservação de sementes. A germinação e o vigor são afetados pelas altas temperaturas e umidade presentes nesses tipos de clima (^{Kandil et al., 2013}). Nessas condições pode-se favorecer a presença de espécies reativas de oxigênio que estão relacionadas com o início do deterioração das sementes via detrimento funcional e estrutural das proteínas e material genético (^{Kurek et al., 2019}). Uma gestão adequada durante o armazenamento pode reduzir e atrasar consideravelmente o deterioração e perda na viabilidade das sementes (^{Gebeyehu, 2020}). No caso de sementes de feijão tem sido reportados mudanças na estrutura celular das testas, tornando-as duras e nalguns casos obscurecendo-as, o que indica um incremento na presença de compostos fenólicos e um aumento da atividade da enzima peroxidase (^{Rios et al., 2002}). Por isso, recomenda-se um armazenamento no máximo de cinco meses para evitar os problemas de endurecimento (^{Mederos, 2006}), que em alguns casos relacionam-se com latência da semente o problemas de imbebição da mesma (^{Morales-Santos et al., 2017}). A temperatura e umidade são fatores fundamentais na conservação. Tem sido observado que altas temperaturas aceleram o processo de endurecimento das sementes de feijão (^{Brackmann et al., 2002}). Segundo ^{Sadaka et al. (2016}) é necessário estimar o tempo de armazenamento apropriado, que dependerá da temperatura de armazenamento e teor de umidade da semente. ^{Farias et al. (2022}) recomendam até 9 meses de armazenamento em câmaras frias com uma umidade da semente de 10-13 %. Enquanto, ^{Hendges et al. (2017}) mencionam que temperaturas de armazenamento de 10 °C, evitam perdas em sementes de feijão ao manter baixos níveis metabólicos e de respiração (^{Srivastava et al., 2015}), devido a que durante o tempo de armazenamento as sementes vão apresentando perdas por deterioração, manifestando baixa velocidade e porcentagem de germinação (^{Cassol et al., 2016}).

O objetivo do trabalho consistiu em avaliar o efeito das condições de armazenamento sob condição ambiental no trópico e sob frio na resposta à germinação em diferentes cultivares de feijão-preto.

MATERIAIS E MÉTODOS

Foram utilizadas 12 cultivares de feijão-preto (‘Veracruz’, ‘Cotaxtla 91’, ‘Medellín’, ‘Jamapa’, ‘Exp. 1’, ‘Comapa’, ‘8025’, ‘Huasteco 81’, ‘INIFAP’, ‘Tropical’, ‘Michigan’ y ‘Exp. 2’). As cultivares foram produzidas no ciclo outono-inverno 2020-2021 na localidade de Castamay, município de Campeche, Mexico, nas coordenadas 19° 48’ 52” N e 90° 25’ 58” O. As amostras foram acondicionadas e trasladadas às instalações do Campo Experimental Mocochá do Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), localizada no município de Mocochá, Yucatán, México, no km 25 da estrada Mérida-Motul (21° 06' 26,9" N 89° 26' 20,1" W).

De cada cultivar foi obtida uma amostra de um quilo de semente, a qual foi dividida em duas amostras de 500 g, as quais foram colocadas em sacos de alumínio com dupla barreira hermética. Todas as cultivares foram armazenadas com uma umidade de 13 g H₂O kg^-1 ms. O primeiro lote completo de amostras das cultivares foi colocado em condições de ambiente do laboratório. O segundo lote foi acomodado em geladeira (Whirpool® modelo Admiral). Em ambos os ambientes se contou com um data logger (Watch Dog Serie 1000. Mod. 1600), programado para registrar temperatura e umidade relativa durante o tempo de armazenamento de 18 meses (Figura 3).

Prévio ao armazenamento, registrou-se o peso de 100 sementes de acordo com a metodologia proposta por ^{Moreno (1996}), assim por cada cultivar tomaram-se aleatoriamente oito amostras de 100 sementes, logo pesadas com auxílio de uma báscula digital (Velab®, modelo VE-1000), ao finalizar o tempo de armazenamento, de novo pesadas as amostras de cada cultivar por tipo de armazenamento e foi determinado o peso de 100 sementes de acordo com a metodologia mencionada.

Durante os meses de armazenamento (início, 3, 6, 9, 12 e 18) tomaram-se amostras aleatórias de cada uma das cultivares, de cada tipo de armazenamento foi determinado a porcentagem de germinação. Para isso, preparam se quatro repetições de 25 sementes, seguindo o procedimento da ISTA (2005). Em toalhas de papel previamente umedecidos com água destilada, colocaram-se as sementes distribuídas uniformemente e foram dobradas em forma de rolo, e em seguida colocaram-se em forma vertical na câmara de germinação a 25 °C ± 1. A primeira contagem foi realizada quatro dias depois da sementeira, e um segundo registro aos sete dias. Contabilizou-se o número de plântulas normais e anormais, ambos os resultados foram reportados em percentagem.

As análises estatísticas realizaram-se por separado, para o peso de 100 sementes foi utilizado um delineamento completamente ao acaso (DCA) com um arranjo fatorial duplo, onde o fator um foram as cultivares e fator dois, o tipo de armazenamento. Em relação com a resposta à germinação, foi usado o mesmo delineamento (DCA), porém com arranjo fatorial triplo, onde o fator um foram as cultivares, o fator dois, o tempo de armazenamento e o fator três, o tipo de armazenamento. As comparações de médias de Scott-Knott (0,05) foram feitas com o software R.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Dentro das variáveis avaliadas foram observadas diferenças (p ≤ 0,05), tanto nos fatores simples quanto nas interações. No caso da variável peso de 100 sementes, as cultivares foram diferentes. A cultivar ‘Comapa’ superou com 3,86 g a cultivar ‘Medellín’, que registrou o menor peso, porém, o peso de 100 sementes não produziu diferenças devidas ao tipo de armazenamento, mas foi possível observar leves aumentos. Para as sementes armazenadas em refrigeração, o peso incrementou 0,04 g, enquanto que em condições ambientais o aumento foi de 0,34 g, este é um processo natural devido a que as sementes constantemente entram em equilíbrio com o ambiente; contudo, isto pode afetar negativamente a longevidade das sementes no armazenamento ao acelerar o processo de deterioro (^{Bakhtavar et al., 2019}; ^{Antonio-Bautista et al., 2020}). Já na interação da cultivar com o tipo de armazenamento observaram-se diferenças (p ≤ 0,05), porém, manteve-se a tendência da cultivar ‘Comapa’ com as sementes de maior peso e ‘Medellín’ com as sementes com menor peso (Figura 1). Não obstante, as cultivares ‘Comapa’ e ‘Exp. 2’ apresentaram maior incremento de peso em condições ambientais com aumentos de 0,68 e 0,65 g, respectivamente, enquanto as cultivares ‘Veracruz’ e ‘Michigan’ somente incrementaram 0,02 g com relação ao peso inicial. No caso do armazenamento em frio, ‘Exp. 1’ e ‘Tropical’ registraram maior aumento em peso com valores de 0,38 e 0,31 g, respectivamente, quando comparadas com as cultivares ‘Veracruz’, ‘INIFAP’ e ‘Medellín’, que registraram, ao final da avaliação, reduções em peso de 0,20, 0,26 e 0,15 g, respectivamente (Figura 1). Por outro lado, a germinação registrada foi diferente nas 12 cultivares, ‘Veracruz’, ‘Cotaxtla 91’, ‘Medellín’, ‘Jamapa’, ‘Exp. 1’ e ‘Comapa’ não foram diferentes (p≤0,05) e tiveram a porcentagem de germinação mais alta, enquanto ‘Michigan’ e ‘Exp. 2’ foram as cultivares com menor porcentagem de germinação, registrando 12,75 e 14,83 pontos porcentuais menos que a cultivar ‘Veracruz’, que obteve a maior porcentagem de germinação, e junto com a cultivar ‘Cotaxtla’ apresentaram a maior porcentagem de plântulas anormais (Quadro 1).

Figura 1 Peso de 100 sementes de feijão-preto em diferentes tipos de armazenamento. 

O tipo de armazenamento influiu na germinação, assim sob refrigeração superou em 6 pontos porcentuais a condição ambiental, resposta que coincide com outros trabalhos (^{Stanisavljević et al., 2020}), onde a temperatura de armazenamento é fundamental na resposta da germinação. Na interação das cultivares contra o tipo de armazenamento observaram-se diferenças (p≤0,05). As cultivares ‘Jamapa’ e ‘Cotaxtla 91’ mantiveram a germinação acima do 50 % quando se mantiveram em refrigeração, porém, em condições ambientais a germinação diminuiu drasticamente, assim ‘Jamapa’ perdeu 10,2 pontos porcentuais, enquanto ‘Cotaxtla 91’ registrou 7,2 pontos porcentuais de redução. A cultivar ‘Exp. 2’ foi fortemente afetada, em condições de refrigeração registrou 13,8 pontos porcentuais abaixo de ‘Jamapa’, e a diferença entre armazenamento em refrigeração ou ambiente foi de 8,5 pontos porcentuais. Cabe mencionar que a melhor média de germinação foi para ‘Veracruz’, mas quando se submetem a condições de refrigeração, a melhor resposta obtive-se com a cultivar ‘Jamapa’, porém, a cultivar ‘Veracruz’ somente reduziu 5,16 pontos porcentuais entre armazenamento refrigerado e ambiental (Figura 2).

Figura 2 Germinação de sementes de 12 cultivares de feijão-preto submetidas a dois tipos de armazenamento. 

As cultivares que apresentaram maiores reduções na germinação, dependendo do tipo de armazenamento, foram ‘Jamapa’ e ‘INIFAP’ com 10,2 e 11,7, respectivamente. Observou-se que algumas cultivares, apesar de não se destacarem na germinação, não apresentaram fortes afetações na germinação dependente do armazenamento. ‘Medellín’ e ‘Comapa’ somente reduziram 2,17 e 2,83 pontos porcentuais, ou seja, pode-se considerar que toleram melhor as condições de armazenamento sem afetar de forma importante a germinação. As temperaturas de armazenamento oscilaram entre 2 e 6 °C para as condições refrigeradas, a excepção do mês de fevereiro na qual se apresentou um prejuízo na refrigeração que incrementou a temperatura em média até 12 °C e umidade relativa de 50 % (Figura 3). Isto pode ter influenciado a resposta da germinação durante o período de armazenamento.

Figura 3 Temperatura e umidade relativa durante o armazenamento de 12 cultivares de feijão-preto na Península de Yucatán, México. 

Ao analisar a resposta da germinação com base no tempo de armazenamento esta diminuiu consideravelmente. Após os 18 meses reduziu 48 % em média com relação à germinação inicial, e incrementou-se a porcentagem de plântulas anormais em 11,49 pontos porcentuais (Quadro 1). A média de germinação obtida durante o sexto mês foi menor que aos nove meses, enquanto que a porcentagem de plântulas anormais foi superior aos nove meses, esta variação atribuiu-se às avarias na refrigeração, que causou aumento da temperatura e umidade dentro da geladeira (Figura 3). Em quanto à interação das cultivares com relação ao tempo de armazenamento, todas as cultivares presentaram afetações e registram-se diferenças (p≤0,05) na resposta, a maioria das cultivares reduziram a germinação durante o tempo de avaliação e aumentaram as plântulas anormais, por exemplo, ‘Exp. 2’ e ‘Veracruz’ diminuiram a germinação até 64 e 60 %, respectivamente, enquanto ‘Michigan’, ‘8025’, ‘Jamapa’, ‘Medellín’, ‘Tropical’ e ‘INIFAP’ presentaram reduções acima do 50 %, a cultivar ‘Comapa’ apresentou uma redução de 27 % ao final da avaliação, e a porcentagem de plântulas anormais manteve-se entre 11 e 22 %, enquanto ‘Veracruz’ passou de 10 % a 45 % de plântulas anormais ao final da avaliação (Figura 4). Nesse sentido, também ^{Tahir et al. (2023}) observaram que o aumento na atividade de formas ativas de oxigênio em sementes de arroz durante o armazenamento levou à diminuição da germinação; além disso, as espécies reativas de oxigênio (ROS), em vários tipos de sementes armazenadas, foram aumentando com a deterioração, reduzindo a germinação (^{Stegner et al., 2022}). Inclusive com essas reduções obtidas, a gestão das sementes sob armazenamento refrigerado foi a melhor opção. Verificaram-se diferenças (p≤0,05) na germinação entre armazenar em condições ambientais, as quais oscilaram entre 25 e 30 °C, e 55 e 65 % de umidade relativa (Figura 3), contra armazenar em refrigeração (4 °C e 13 % HR), reportando-se uma redução de 4 pontos porcentuais (Quadro 1).

Figura 4 Germinação e plântulas anormais de 12 cultivares de feijão-preto armazenadas por diferentes períodos. a) 0 meses; b) 3 meses; c) 6 meses; d) 9 meses; e) 12 meses e f) 18 meses. 

Durante os 18 meses de avaliação manteve-se esta tendência, a resposta de maior germinação nas sementes armazenadas sob refrigeração (Figura 5), com excepção de 18 meses que apresentou uma leve redução de 4 pontos porcentuais sem que seja significativamente diferente (p≤0,05); de igual forma, a presença de plântulas anormais foi incrementando; em média foram 19 % de plântulas anormais em condição ambiental contra 18 % das sementes refrigeradas durante o período de avaliação, porém, aos 18 meses incrementou mais do 100 % com relação ao mês do início, na porcentagem de plântulas anormais que indica deterioração de sementes armazenadas (Figura 5). Os resultados obtidos coincidem com os reportados por vários autores, que explicam como a umidade relativa e temperatura de armazenamento podem influir na resposta da germinação, afetando a qualidade fisiológica das sementes (^{Gonçalves Francisco & Usberti, 2008}; ^{Pérez Camacho et al., 2012}; ^{Hendges et al., 2017}; ^{Muñoz-Gutiérrez et al., 2022}). A viabilidade das sementes está diretamente relacionada com o poder da germinação e está dependerá do tempo e condições do armazenamento, sementes armazenadas a temperaturas e umidade relativa altas associam-se com altas taxas de respiração e incremento da atividade enzimática (^{Gebeyehu, 2020}). Nesse sentido, ^{Rios et al. (2002}) reportam aumento do composto polifenoloxidase, relacionado com o escurecimento das testas. ^{Rani et al. (2013}) reportam, em sementes de feijão de coloração bege com listras marrons, reduções da germinação, incremento na presença de ácidos gordos livres e mudança na cor das testas, com o aumento no tempo de armazenamento e temperatura. Segundo ^{Stegner et al. (2022}) e ^{Kurek et al. (2019}) a presença de compostos como os tocoferóis contribuem para reduzir os danos que se apresentam durante o armazenamento. Esses autores reportam altas concentrações destes compostos em sementes de feijão, isso permite manter a germinação até cinco anos, porém, existem fatores que influenciam a concentração desses compostos como o solo, a temperatura, a umidade durante a produção e enchimento da semente (^{Haro et al., 2020}) e estas concentrações afetam a longevidade em armazenamento. Outros autores indicam que a longevidade das sementes relaciona-se com a quantidade de lipídos que contêm, assim espécies com altas concentrações de lipídos podem ter menor vida de armazenamento, enquanto as sementes com muita proteína e/ou carboidratos apresentam menos danos (^{Nagel & Börner, 2010}). Para feijão reportam-se altas concentrações de proteínas (14 a 33 %), um 56 % de carboidratos, 12 % de água, 4,5 % de fibra, 4 % de cinza e 1,5 % de lipídos (Rios et al., 2002; ^{Morales-Santos et al., 2017}), porém, inclusive com estas características na composição, as condições ambientais durante a produção, o acondicionamento pós-colheita e as condições de gestão do armazenamento influenciam no tempo da viabilidade das sementes (^{Permuy Abeleira et al., 2008}). Inclusive existe variabilidade genética relacionada com a germinação, como mencionam ^{Maia et al. (2011}) com 97 linhagens de feijão. Os resultados obtidos neste trabalho mostraram efeitos na germinação devido ao armazenamento, mas foi possível identificar, entre as cultivares avaliadas, que há algumas menos afetadas, como a cultivar ‘Comapa’, cuja germinação não foi a mais destacada na avaliação (58 %), mas foi a que apresentou o maior peso de 100 sementes (19,38 g) e a redução na germinação foi a mais baixa, dependendo do tipo de armazenamento, enquanto as cultivares ‘Veracruz’ e ‘Jamapa’ apresentaram reduções importantes na germinação sob condição ambiental. Neste trabalho foi possível observar deterioração de todas as cultivares até mesmo as refrigeradas, que mostraram reduções na germinação e incremento na presença de plântulas anormais, o qual pode ser explicado por ^{Ebone et al. (2019}) e ^{Zhang et al. (2021}), que indicam que o deterioração das sementes é inevitável e as altas temperaturas e umidade aceleram o processo, que pode ser explicar em três fases 1) leves reduções de vigor causados pela redução de açúcares reduzidos. 2) danos oxidativos e peroxidação de lipídos e 3) destruição das membranas das mitocôndrias e colapso celular. De acordo com ^{Ellis (2019}) e ^{Zhou et al. (2020}) o tempo e momento no início da deterioração das sementes dependerá de vários fatores, desde a produção em campo até as condições de armazenamento e vai variar com as modificações que se apresentam nos diferentes sistemas de produção. Nas condições do trópico limita-se o tempo de armazenamento das sementes, devido à rapidez dos processos metabólicos, pelo que os sistemas refrigerados são a melhor opção para armazenar e conservar por determinado período de tempo. Nos bancos comunitários, onde o tempo de armazenamento é mínimo, com uma geladeira seria o suficiente para manter em ótimas condições as sementes e evitar a perda de coleções genéticas valiosas para os agricultores.

Figura 5 Germinação de sementes de feijão-preto e plântulas anormais submetidas a dois tipos de armazenamentos durante 18 meses. 

CONCLUSÕES

O armazenamento de sementes de feijão-preto foi afetado pelas condições ambientais do trópico, reduzindo consideravelmente a germinação. Verificaram-se diferenças entre as cultivares na tolerância ao armazenamento em condições ambientais, podendo identificar-se a cultivar‘Comapa’ como a menos afetada.

É importante fazer o gestão adequada do armazenamento (temperatura e umidade) que permita prolongar a viabilidade das sementes a conservar. Temperaturas abaixo de 5 °C e umidades relativas controladas de 13 % permitem manter a germinação até um ano.