Respostas do genótipo, tratamento de sementes e condições de armazenamento no potencial fisiológico de sementes de soja

Genotype responses, seed treatment and storage conditions on physiological potential of soybean seeds

Anderson Schons¹, Carla Michelle da Silva^1*, Bruno Ettore Pavan², Antônio Veimar da Silva³ e Fábio Mielezrski¹

¹ Universidade Federal do Piauí – UFPI, Bom Jesus - PI, Brasil

 ² Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho” – UNESP, Ilha Solteira-SP, Brasil

³ Universidade Estadual do Piauí – UESPI, Picos, Brasil.

(*E-mail: carla.mic@hotmail.com)

RESUMO

Palavras-chave: Deterioração de sementes, Glycine max, potencial fisiológico.

ABSTRACT

The objective of this work was to evaluate the effects of different chemical treatments on the physiological quality of seeds of different soybean genotypes after storage in different storage environments. The treatments were the combinations of four varieties; two chemical treatments, the mixture of the fungicides fludioxonil + metalaxyl, the insecticide thiamethoxam and control (no chemical); three different storage systems: cold chamber; silo bag and warehouse. The design was a completely randomized design with four replicates, in a 4x3x3 factorial scheme.  Tukey test were used to analyze data, with 5% significance level. From results, it is concluded that the quality of soybean seeds was influenced by the genotype and storage conditions, being these factors more limiting than the treatment of seeds with pesticide. Warehouse storage presented better conditions for the viability of soybean seeds. Storage conditions at 80% of relative humidity affect the physiological quality of the varieties. It is possible to store the seeds treated with the active ingredients used for the period of 180 days in storage.

Keywords: Deterioration of seeds, Glycine max, physiological potential

INTRODUÇÃO

A soja [Glycine max (L.) Merrill] é, mundialmente, uma cultura de grande importância social e económica. A área cultivada, no mundo, é superior a 58 milhões de hectares, com uma produtividade média de 3593 kg ha^-1. A produção em 2015/16 foi superior a 210269,3 t (CONAB, 2016a).

O Brasil é o segundo maior produtor mundial de soja, apresentando possibilidades de crescimento linear na produção quer pelo aumento da produtividade quer pela expansão territorial (Vencato, 2010). Atualmente, detém uma produção de 95,07 milhões de t, e área de 31,57 milhões de ha os (CONAB, 2016b).

Mesmo com diversas tecnologias disponíveis, há muitas perdas qualitativas e quantitativas no processo de pós-colheita durante o armazenamento, pois, as sementes são constantemente sujeitas a fatores externos como a temperatura e a humidade relativa, de entre outros (Reginato, 2014).

O conhecimento do comportamento das sementes durante o armazenamento em função de vários fatores é essencial para a tomada de decisão na gestão de perdas de qualidade (Smaniotto et al., 2014). O tratamento de sementes de soja pode ser um grande aliado no estabelecimento de uma área de produção, visto que as sementes são armazenadas para posterior utilização na lavoura e deve ser mantida com alta taxa de germinação e vigor (Avelar et al., 2011).

O fungicida utilizado nesse ensaio foi à mistura de duas substâncias ativas, fludioxonil + metalaxil–M. Esse fungicida é de suma importância para a aplicação em sementes de soja, pois combate o tombamento, a antracnose, mancha púrpura e queima das hastes. A substância ativa fludioxonil é um fungicida de contato de amplo espectro com atividade residual, no entanto, tem limitada absorção pela semente e uma pequena translocação dentro da plântula. Já o metalaxil−M penetra no tegumento da semente e é sistemicamente translocado a todas as partes da planta durante a germinação (Syngenta, 2017).

O inseticida tiametoxame utilizado é sistémico, aplicado sobre sementes, é prontamente absorvido e se distribui rapidamente pelos tecidos da planta após a germinação, conferindo proteção prolongada contra o ataque de pragas (Syngenta, 2017).

A cada ano surgem novos ingredientes ativos para o tratamento de sementes de soja (Menten e Moraes, 2010), esses ingredientes, devem ser levado em consideração a sua atuação na fisiologia da planta, com melhor aproveitamento do seu potencial produtivo (Castro et al., 2008). Contudo, há uma necessidade de estudos sobre as influências destes na qualidade fisiológica, física e sanitária de sementes.

Com base no exposto, objetivou-se neste trabalho avaliar os efeitos de diferentes tratamentos químicos, fungicida e inseticida, na qualidade fisiológica de sementes de diferentes genótipos de soja em diferentes condições de armazenamento.

MATERIAIS E MÉTODOS

O presente trabalho foi desenvolvido no Laboratório de Fitotecnia da Universidade Federal do Piauí - UFPI, Campus Professora Cinobelina Elvas, em Bom Jesus. Os testes laboratoriais e de campo, foram realizados no período de 01/07 a 27/12/2015.

Os dados climáticos referentes à temperatura máxima e mínima (ºC) e umidade relativa do ar (%) no período do estudo, nos ensaios de campo, na Fazenda Gapi, Nova Santa Rosa, coordenadas 8°20'53.77"S, 44°28'30.65” O e altitude 563 m apresentam-se na Figura 1.

Foram utilizadas quatro cultivares a C1: ‘M8644 IPRO’, grupo de maturação 8.6, hábito de crescimento determinado, a C2: ‘ST 920 RR’, grupo de maturação 9.2, hábito de crescimento determinando, a C3: ‘M8349 IPRO’, grupo de maturação 8.3, hábito de crescimento determinado e a C4: ‘M8210 IPRO’, grupo de maturação 8.2, hábito de crescimento determinado. Estas quatro cultivares foram submetidas a dois tratamentos com produtos químicos, que são amplamente utilizados em sementes comercializadas e a testemunha. O primeiro tratamento consistiu na aplicação da mistura de fludioxonil + metalaxil-M (T1), fungicidas sistémicos de contato, na dose de 100 mL para 100 kg de sementes. O segundo produto utilizado foi o tiametoxame (T2), inseticida de amplo espectro, na dosagem de 200 mL para 100 kg de sementes. E uma testemunha (T3), sem qualquer tipo de tratamento químico.

A aplicação do inseticida (tiametoxame) e do fungicida (fludioxonil + metalaxil-M) foi realizada no dia 05 de junho de 2015, de seguida as sementes foram submetidas a testes de germinação e vigor, para verificar a qualidade inicial das sementes tratadas, antes do armazenamento e os resultados obtidos foram sujeitos à análise de variância (ANOVA) para os caracteres percentagem total de sementes germinadas (G), primeira contagem de germinação (PCG), índice de velocidade de germinação (IVG), emergência em campo (E) e comprimento de plantas (CPE), com fatorial simples e comparação de médias pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade.

Para avaliar o efeito das condições de armazenamento, 180 dias após o ínicio do ensaio procede-se à avaliação da qualidade fisiológica de sementes pelos seguintes parâmetros: teor de água, conduzido pelo método da estufa a 105º±3 °C (MAPA, 2009); teste de germinação (G), conduzido com quatro sub-amostras de 50 sementes por repetição, em substrato rolo de papel umedecido com água destilada na quantidade equivalente a três vezes a massa do papel seco e mantido à temperatura de 25 °C, na câmara de germinação - BOD. As contagens foram realizadas a partir do quinto até o oitavo dia após a montagem do ensaio e os resultados foram expressos em percentagem (Brasil, 2009). As percentagens das plântulas consideradas normais na primeira contagem do teste de germinação (PCG) e o índice de velocidade de germinação (IVG) foram também determinados. Para o cálculo do índice de velocidade de germinação utilizou-se: IVE= G1/N1+G2/N2, em que G = número de plântulas observadas em cada contagem; N = número de dias da sementeira a cada contagem. Desse teste foram verificadas ainda a percentagem de sementes não germinadas (NG); a percentagem de plântulas anormais (PA); a percentagem de hipocótilo não desenvolvido (HND), e a percentagem de cotilédones não desenvolvidos (CND). Avaliou-se ainda o o comprimento total de plântulas normais em centímetros (CPE) e para isso utilizaram-se quatro sub-amostras de 20 sementes, em substrato rolo de papel, dispostas e alinhadas na parte central do papel, umedecido com água destilada na quantidade equivalente a três vezes o seu peso seco. Os rolos de papel foram colocados em sacos plásticos e acondicionados em, BOD a 25 ºC e a avaliação foi realizada ao oitavo dia.

No campo, na área experimental da Fazenda Gapi, determinou-se a emergência das plantas de soja(E). Semearam-se 100 sementes, em quatro repetições, com linhas de 5 metros de comprimento e com espaçamento na entrelinha de 0,5 m. O ensaio foi avaliado 15 dias após a sementeira. Durante a condução desse ensaio, a área foi irrigada diariamente mantendo as condições ideais para a perfeita germinação das sementes.

Os dados obtidos nos testes após os180 dias de armazenamento - Percentagem total de sementes germinadas (G), primeira contagem de germinação (PCG), índice de velocidade de germinação (IVG) – e a emergência em campo (E) e comprimento de plantas (CPE), foram submetidos taàbém á análise de variância (ANOVA), com fatorial triplo, totalizando 36 tratamentos, em delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições e comparação de médias pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade.

Todos os dados, antes da ANOVA, foram transformados em √(x) + 0.5. Os dados foram processados através do software R (versão 3.2.0).

Após a análise inicial, realizou-se, sem considerar o fatorial com 36 tratamentos, a análise preliminar sobre a distancia generalizada de Mahalanobis entre os pares de tratamentos e a análise de agrupamento pelos métodos hierárquicos de Ward e de Otimização de Tocher para a comparação da formação de grupos e por último avaliou-se a importância dos caracteres estudados para a formação da dissimilaridade pelo método de variáveis canónicas.

Visando identificar qual a convergência e/ou divergência entre os fatores isoladamente (cultivares, tipos de armazenamentos e tratamento de sementes) utilizou-se do método de Tocher que se mostra adequado para esse fim em forma de agrupamentos. Isso porque o método de Tocher constitui um processo simultâneo de agrupamento onde realiza uma separação de genótipos em grupos diferentes, de uma vez só, empregando o único critério de agrupamento e que possui a peculiaridade de apresentar a distância média dentro dos grupos sempre menor que a distância média entre os grupos (Vasconcelos et al., 2007). Todos os procedimentos da análise multivariada foram efetuados com auxílio de programa computacional Genes (Cruz, 2006). O uso da análise multivariada justifica-se pois possibilita ao investigador reduzir e sumarizar os dados, examinando todo o conjunto, sem a preocupação de verificar que variáveis são ou não dependentes. As técnicas de análise multivariada permitem a simplificação e com isso analisar as relações de interdependência entre as variáveis analisadas.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Antes do armazenamento

Na análise fisiológica às sementes das quatro cultivares efetuada antes do armazenamento, observaram-se apresentaram diferenças significativas: na Cultivar 2 (‘ST 920 RR’) nos caracteres percentagem total de sementes germinadas (G), primeira contagem de germinação (PCG) e índice de velocidade de germinação (IVG): na Cultivar 3 (‘M8349 IPRO’) na emergência em campo (E), e na Cultivar 4 (‘M8210 IPRO’) nas variáveis primeira contagem de germinação (PCG) e índice de velocidade de germinação (IVG), com exceção da Cultivar 1 (‘M8644 IPRO’), que não mostrou significância em nenhum dos tratamentos efetuados (Quadro 1).

A Cultivar 3 (‘M8349 IPRO’), na emergência em campo, no tratamento com fludioxonil + metalaxil-M foi estatisticamente superior ao tratamento com tiametoxame e sem diferenças significativas relativamente à testemunha (Quadro 2); na Cultivar 4 (‘M8210 IPRO’), tanto na primeira contagem de germinação (PCG) quanto no índice de velocidade de germinação (IVG), a testemunha apresentou resultados superiores aos tratamentos 1 (fludioxonil + metalaxil-M) e 2 (tiametoxame) (numericamente), sendo os melhores resultados os tratamentos 2 (tiametoxame) e 3 (testemunha). Os tratamentos quer com o fungicida quer com o inseticida diminuiram o vigor das sementes quando comparados com as respetivas testemunhas. Resultados semelhantes foram observados por Piccinin et al. (2011), pois estes autores verificaram que a aplicação de inseticidas afetou a qualidade das sementes de soja, reduzindo o vigor.

Efeito das condições de Armazenamento

Após o armazenamento de 180 dias observou-se que os coeficientes de variação experimental também foram considerados adequados possibilitando as comparações das variâncias e dos tratamentos (Quadro 3). Verificaram-se diferenças significativas na interação tripla (Cultivar, tipo de tratamento de sementes e condições de armazenamento de sementes) para os caracteres Percentagem de sementes germinadas normais (G), percentagem de sementes não germinadas (NG), percentagem de plântulas anormais (PA),percentagem de cotilédones não desenvolvidos (CND), índice de velocidade de germinação (IVG), percentagem de primeira contagem de germinação (PCG) e emergência em campo (E), não sendo significativo para o hipocótilo não desenvolvido (HND) e comprimento de plântula (CP), sugerindo que os Cultivares responderam de formas diferenciadas aos diferentes tratamento e locais de armazenamento. Observou-se também que o fator Cultivar foi significativo para todas as variáveis estudadas, demonstrando que este fator é o mais preponderante em relação aos demais para caracteres tecnológicos de sementes. Isso confirma o que foi referido por Vasconcelos et al. (2012), que registaram comportamentos diferentes nos variados ambientes em função da cultivar de soja. Nutro estudo realizado por Dan et al. (2011) sobre desempenho de soja tratadas com diferentes inseticidas, em períodos distintos de armazenamento, demonstraram que as sementes foram afetadas de formas diferentes, proporcionando resultados discrepantes na germinação e no vigor. Esta constatação complica as técnicas de conservação de sementes visto que não é possível determinar uma condição de armazenamento e o tratamento mais conveniente independente do genótipo cultivado.

Na comparação das médias dos caracteres nos diferentes desdobramentos, verificou-se um efeito significativo dos genótipos em suportar ou não tolerar as diferentes condições de armazenamentos associados aos diferentes tipos de tratamentos de sementes (Quadro 4). O processo de deterioração é inevitável, independente das condições de armazenamento e das características das sementes, no entanto, pode ser retardado (Cardoso et al., 2012). Dessa forma, deve ser observada a qualidade das sementes, o ingrediente ativo utilizado para o tratamento das sementes e a situação do ambiente onde ficarão guardadas. Face ao exposto, a cultivar ‘M8349 IPRO’ é um exemplo claro de não alteração do seu comportamento quando submetida aos diferentes tipos de armazenamento e tratamentos com fungicida e inseticida, pois não foram encontradas diferenças significativas na germinação entre os armazenamentos e tratamentos. Percebe-se este resultado também nos teores de humidade das sementes antes e depois do período de armazenamento (Quadro 5). Nota-se que, no início o teor de humidade das sementes apresentou cerca de 12-13%, mas após 180 dias de armazenamento, houve aumento do teor de água em todas as condições de armazenamento. A câmara fria e húmida foi o local que mais prejudicou o produto armazenado, consequência da elevada humidade relativa da câmara, comprometendo a qualidade e o vigor das sementes. O teor de água é fator preponderante na prevenção da deterioração das sementes (Berbert et al., 2008; Forti et al., 2010). Para Smaniott et al. (2014) o teor de água de 12% (b.u.) mantém as sementes com maior qualidade e conservação do vigor de sementes de soja.

Nota-se que o resultado no armazenamento em silo bolsa foi significativamente mais baixo aos outros locais de armazenamento no tratamento de sementes com o fungicida fludioxonil + metalaxil-M (T1) e com o inseticida tiametoxame (T2). Essa constatação pode ter sido influenciada pelas altas temperaturas do ar (Figura 1) próximas a 40 ºC, pois o mesmo não foi coberto por terra e o ambiente não era controlado, o que contribuiu para a elevação do calor no local onde estavam as sementes, provocando aceleração dos processos metabólicos e reduzindo a qualidade. Esses resultados corroboram com Paraginski et al. (2015), que observaram diminuição da percentagem de germinação das sementes em altas temperaturas, mesmo com redução do teor de água que ocasionaram redução no peso. Aguiar et al. (2012) verificaram que a diminuição na temperatura reduz a velocidade das reações bioquímicas e metabólicas das sementes, o que permite a manutenção das características iniciais por período de tempo maior. No entanto, para a testemunha a pior condição de armazenamento foi o de câmara fria e húmida, no qual as sementes permaneceram a baixa temperatura, porém em alta humidade, que também é um fator negativo por promover a deterioração do produto e aparecimento de fungos(Carvalho e Nakagawa, 2012).

No desdobramento da interação Cultivar (C) x Armazenamento (A) (Quadro 6), observou-se que no hipocótilo não desenvolvido (HND) não houve diferença significativa para os tipos de armazenamento utilizados, havendo diferença significativa para as Cultivares sendo os maiores números encontrados nas Cultivares C1 (‘M8644 IPRO’) e C2 (‘ST 920 RR’) para o armazenamento tipo armazém . Já para o comprimento de plântula (CPE), o armazenamento tipo silo bolsa  apresentou diferença significativa sendo as maiores médias encontradas nas Cultivares C3 (‘M8349 IPRO’) e C4 (‘M8210 IPRO’). Isso pode ser explicado devido ao período de viabilidade das sementes de soja serem dependentes das características genéticas da espécie armazenada, que sofrem interferência do armazenamento (Gris et al., 2010).

O CPE demonstrou significância também para os locais de armazenamento, onde dois genótipos (C1 e C2) apresentaram piores desempenhos no armazenamento silo bolsa , dado que a cultivar C2 mostrou valor inferior na câmara fria e húmida. Possivelmente, estas duas cultivares não serão adequadas para esse tipo de armazenamento. Desta forma, existe grande preocupação na escolha do genótipo de soja cujas sementes apresentam alto potencial de armazenamento, para que a qualidade fisiológica permaneça até a próxima sementeira (Carvalho et al., 2014).

A análise multivariada evidenciou que os tratamentos que formaram o grupo 2 pelo método de Ward também estão bem próximos sendo que os métodos concordam com esta formação (Figura 2). Dessa forma, na análise multivariada, os tratamentos que mais se assemelham a estes são dos mesmos genótipos ou do genótipo C4 em diferentes tipos de tratamentos mas nunca com a condição de armazenamento câmara fria e húmida, mostrando que o armazenamento não foi adequado para garantir a qualidade das sementes. Esse resultado pode ser compreendido pela alta humidade relativa do ar em torno de 80% influenciando o teor de água das sementes, o que prejudica a qualidade do lote, devido à sua higroscopicidade (Carvalho e Nakagawa, 2012). A deterioração das sementes intensifica-se com o aumento do tempo de armazenamento mesmo estando em local refrigerado (Cunha et al., 2009). No agrupamento mais próximo a este iniciando no tratamento C2T3A1, que são os tratamentos mais próximos daqueles considerados superiores, nota-se que em um único representante a condição de armazenamento câmara fria e húmida esteve presente, mais uma vez confirmando a sua inferioridade para armazenamento de sementes de soja. No sentido oposto o tratamento C1T3A2 foi considerado o pior, observa-se que os tratamentos mais próximos a ele sempre são do armazenamento A2 e logo depois o armazenamento A3, podendo assim considerar que o armazenamento A1 é superior aos demais, resultado também observado na Quadro 4. Os tratamentos de pior desempenho também estão associados a apenas dois genótipos de soja sendo estes considerados de pior desempenho para qualidade de sementes após o armazenamento, sendo eles o C1 e C2, concordando com a Quadro 6. De forma geral, percebe-se que a maioria dos subgrupos são formados pelo mesmo genótipo em no máximo duas condições de armazenamento e em diferentes tipos de tratamentos demonstrando que a qualidade das sementes após o armazenamento depende em sua maioria do genótipo e ambiente de armazenamento. Com isso, verifica-se que o a permanência em armazém e câmara fria e úmida não foram o principal motivo de deterioração das sementes, durante o armazenamento, essa observação pode ser confirmada devido ao tiametoxame possuir efeito bioativador, que promove o vigor inicial das culturas e promove aumento no metabolismo do nitrogénio na soja (Carvalho et al., 2011; Dan et al., 2012). Além disso, o fludioxonil, propicia maior emergência e índice de velocidade de emergência em areia (Grisi e Santos, 2008).

A análise de variáveis canônicas identificou que a variável que mais contribuiu com a diversidade dos tratamentos foi a germinação acumulando 43% da diversidade total, seguida pela variável não germinada que representou 35% da diversidade total as duas variáveis juntas representaram quase 80% sendo consideradas as principais. Já as variáveis comprimento de plântulas e primeira contagem de germinação aos 5 dias contribuíram com menos de 1% da variação total juntas. E a variável cotilédone não desenvolvido somada ao hipocótilo não desenvolvido também apresentaram pequena importância para variância total, as duas representam apenas 5%, demonstrando que não foram ideais para esses tipos de avaliações neste estudo podendo ser descartadas em estudos futuros.

CONCLUSÕES

Neste trabalho comparou-se um armazém tradicional com um silo bolsa onde esteve sujeito a altas temperaturas e uma câmara figorifica com baixas temperaturas mas humidade relativa muito elevada. Temperaturas ou umidade relativa muito elevadas afetaram o poder germinativo da semente de soja. O armazenamento de sementes de soja em armazém foi o melhor ambiente quando comparado com o silo bolsa e a câmara fria e húmida nas condições propostas para o ensaio.

Durante o armazenamento, o tratamento com fludioxonil + metalaxil-M e o tiametoxame não foi o principal factor de deterioração das sementes pois promoveram o vigor inicial das plântulas, sendo possível o armazenamento de sementes a 180 dias com a aplicação destes produtos.

A humidade relativa a 80%, a baixa temperatura ou temperatura elevada aceleraram o processo de deterioração das sementes.

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Agradecimentos

À Universidade Federal do Piauí, Campus Professora Cinobelina Elvas, Bom Jesus – PI

Divulgação de conflito de interesses

Os autores declaram não ter conflitos de interesses.

Recebido/received: 2017.07.23

Recebido em versão revista/received in revised form: 2017.08.09

Aceite/accepted: 2017.09.11