1 VIV III Universidade Comunitária da Região de Chapecó UNOCHAPECÓ DIEGO DALLASTA GERMINAÇÃO DE SEMENTES DA SOJA (Glycine max (L.) Merrill), EM LABORATÓRIO, SUBMETIDAS A DIFERENTES DOSES DE BIOESTIMULANTE Chapecó – SC, 2010 2 Diego Dallasta GERMINAÇÃO DE SEMENTES DA SOJA (Glycine max (L.) Merrill), EM LABORATÓRIO, SUBMETIDAS A DIFERENTES DOSES DE BIOESTIMULANTE Monografia (Relatório do Trabalho de Conclusão de Curso), apresentado à UNOCHAPECÓ como parte dos requisitos para obtenção do grau de Engenheiro Agrônomo. Orientadores: Eng. Agr. Mestre Prof. Lúcia Salengue Sobral e Eng Agr. Mestre Prof. Gelso Marchioro 3 Chapecó – SC, 2010 Agradecimentos Após cinco anos da minha vida dedicados ao curso de Agronomia, olho para trás e vejo quantas coisas boas aprendi e compreendi. Quantos amigos, professores, experiências e sabedoria. Sei que cursar uma universidade é um privilégio. É um privilégio também possuir uma família que propicia tudo que necessito para viver e me deu a oportunidade de estudar e vislumbrar um futuro promissor. Agradeço a todos que de alguma forma me ajudaram nessa caminhada e a Deus pela saúde e pela vida. 4 RESUMO Auxina, citocinina e giberelina são hormônios vegetais encontrados em várias partes dos vegetais. Suas funções principais são a de alongamento e divisão celular. Seus modos de ação ainda são desconhecidos, mas vários trabalhos indicam os benefícios que trazem as plantas, como maior número de vagens e produtividade em Soja. Este trabalho analisou um bioestimulante que contém estes 3 hormônios. O trabalho foi realizado no Laboratório de Sementes da Universidade Comunitária da Região de Chapecó, utilizando 6 tratamentos com 4 repetição, sendo que cada repetição utilizou-se de 200 sementes. Analisou-se a percentagem de germinação, plântulas normais e anormais, comprimento médio da raiz aos 7 dias, massa seca e massa verde da parte aérea e sistema radical. Não foram encontradas diferenças estatísticas para as variáveis estudadas. Palavras chave: Fitoregulares, bioestimulante, soja. SUMÁRIO RESUMO.....................................................................................................................III LISTA DE ILUSTRAÇÕES......................................................................................V 5 1 INTRODUÇÃO.........................................................................................................6 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.................................................................................7 3 MATERIAL E MÉTODOS....................................................................................24 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO............................................................................27 5 CONCLUSÃO......................................................................................................... 33 6 CONSIDERAÇÕES FINAIS..................................................................................34 7 REFERÊNCIAS.......................................................................................................35 LISTA DE ILUSTRAÇÕES 6 Ilustração 1 - Análise de variância para a percentagem de plântulas normais de sementes de soja (Glycine max L. Merril) em diferentes dosagens do bioestimulante “Stimulate”. Chapecó (SC) 2010.......................................................................26 Ilustração 2 - Análise de variância para a percentagem de plântulas anormais de sementes de soja (Glycine max L. Merril) em diferentes dosagens do bioestimulante “Stimulate”.Chapecó (SC) 2010........................................................................26 Ilustração 3 - Análise de variância para comprimento do sistema radical de soja (Glycine max L. Merril) em diferentes dosagens do bioestimulante “Stimulate”. Chapecó. (SC) 2010..........................................................................................................27 Ilustração 4 - Análise de variância para massa seca da parte aérea de soja (Glycine max L.Merril) em diferentes dosagens do bioestimulante “Stimulate”. Chapecó (SC) – 2010................................................................................................................27 Ilustração 5 - Análise de variância para massa seca do sistema radical da soja (Glycine max L. Merril) em diferentes dosagens do bioestimulante “Stimulate”. Chapecó (SC) – 2010.....................................................................................................27 Ilustração 6 - Análise de variância para massa verde da parte aérea da soja (Glycine max L. Merril) em diferentes dosagens do bioestimulante “Stimulate”. Chapecó (SC) – 2010..............................................................................................................27 Ilustração 7 - Análise de variância para massa verde do sistema radical da soja (Glycine max L. Merril) em diferentes dosagens do bioestimulante “Stimulate”. Chapecó (SC) – 2010.....................................................................................................28 Ilustração 8 - Análise de variância para sementes mortas da soja (Glycine max L. Merril) em diferentes dosagens do bioestimulante “Stimulate”. Chapecó (SC) – 2010...................................................................................................................28 7 1 INTRODUÇÃO O grão da soja é um dos principais produtos de exportação brasileira, gerando inúmeros empregos no campo e na cidade, tanto na sua produção como em seu beneficiamento e em toda cadeia de processamento de seus derivados. As tecnologias de produção desta oleaginosa estão evoluindo nas ultimas décadas de forma benéfica, passando do plantio convencional para o Sistema Plantio Direto e introdução de cultivares geneticamente modificados, que além de aumentarem seu rendimento médio causam menos impacto ambiental, pelo menor uso de agrotóxicos e água. No mercado há disponível uma série de produtos para o meio agrícola, a fim de aumentar a eficiência de alguns processos fisiológicos da planta. Os bioestimulantes são produtos compostos por alguns hormônios que as plantas utilizam para seu crescimento e processos fisiológicos. Neste sentido, o produto “Stimulate”, produzido pela empresa Stoller do Brasil, com os hormônios vegetais citocinia, giberelina e auxina, tem a função de incrementar o crescimento e desenvolvimento vegetal, com maior enraizamento e maior produtividade. Este produto, porém, não é usado comumente pelos agricultores. Por isso, se faz a necessidade de estudos que comprovem a sua eficiência. Diante disto o objetivo deste trabalho foi avaliar a germinação de sementes da soja (Glycine Max (L) Merrill), em laboratório, submetidas a diferentes doses do bioestimulante “Stimulate”. 8 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 Histórico A soja é uma planta muito antiga, sendo que alguns autores acreditam que sua domesticação ocorreu por volta de 1500 e 1027 a.C.. O lugar provável de sua origem é na China. A primeira aparição da soja em referências escritas foi em um herbário medicinal – o Pen Tsao Kong Mu, escrito pelo imperador Shen Nung no ano de 2838 a.C. (FUNDAÇÃO CARGILL, 1999; SEDIYAMA, 2009). Conforme a Fundação Cargill (1999), no ocidente este vegetal começou a ser estudado no final do século XIX, pelo Departamento de Agricultura dos Estados Unidos. A planta então gerou interesse por parte de indústrias de óleos vegetais. Mas somente no ano de 1930 é que pesquisadores norte-americanos e canadenses desenvolveram variedades da planta com alto teor de óleo, expandindo-se assim, por todo o EUA. No Brasil foi introduzida em 1891, no estado da Bahia. Posteriormente, em 1901 experimentos foram realizados no Rio Grande do Sul. Até meados de 1930, a planta era experimentada em alguns pontos deste estado, e a cidade de Santa Rosa foi que começou a produzir em escala, expandindo para a região das missões. Nessa época a soja era usada na alimentação de suínos (FUNDAÇÃO CARGILL, 1999; CASTRO E KLUGE, 1999). Já a primeira referência sobre a soja no Brasil consta em relatos de Gustavo Dutra, no ano de 1882. As primeiras cultivares não se adaptaram as latitudes da Bahia, por isso em 1891 cultivares foram introduzidas em São Paulo onde o clima é semelhante ao dos Estados Unidos da América. (SANTOS, 1998 apud SEDIYAMA, 2009; CASTRO E KLUGE, 1999) 9 Segundo Sediyama (2009) a soja após ser introduzida no Rio Grande do Sul, expandiuse para Santa Catarina, onde colonizadores gaúchos plantaram no oeste e no vale do Rio do Peixe. No Paraná a partir dos anos 60 começou a ocupar os campos com efetividade e no cerrado a partir dos anos 80. As principais causas da expansão da cultura foram à semelhança do clima sul brasileiro com aquele do sul dos EUA, operação TATU no RS, na qual foi promovida a calagem e adubação dos solos, incentivos fiscais e troca mundial da gordura animal pela vegetal. Importância da Soja Segundo o IBGE (2010) o Brasil vai colher 69 milhões de Mg na safra 2010/2011, baixando 0,2% em relação à safra passada por causa de um decréscimo esperado na produtividade média. Sediyama (2009), relata que a soja é uma das plantas mais importantes do mundo, com alto teor de proteínas (40%) e óleo (20%) podendo fornecer óleo para alimentação humana, produção de biodiesel, desinfetantes, lubrificantes, sabões etc. Pode ser utilizada como adubo verde, forragem, silagem, feno e pastagem. Ainda possui uma importante função na alimentação humana e animal em forma de farelo e na manufaturação de muitos produtos processados e semiprocessados. Conforme a Fundação Mato Grosso (2007) para produzir 1 kg de carne de frango, são necessários 0,5 kg de farelo de soja e para produção de 0,5 kg de farelo de soja necessita-se de 0,63 de soja. Visto que o consumo per capita de frango no Brasil é de 38,1 kg/ano, somente via frango o consumidor brasileiro consome 23,23 kg de soja/ano. Ainda conforme a mesma 1 kg de carne suína contém 0,6 kg de farelo de soja. Necessita-se 0,75 kg de para fazer 0,6 kg de farelo. Sendo o consumo per capita de carne de suíno de 11,6 kg/ano, via suíno cada brasileiro consome 8,7 kg de soja/ano. A população brasileira é de aproximadamente 180.000.000 de pessoas. Se multiplicarmos o consumo de soja via frango mais o consumo de soja via suíno, obtém-se um 10 total de 5.747.000 Mg. Isto significa uma área de cultivo de aproximadamente 2.128.000 hectares de produção de soja que são consumidos pelos brasileiros via frango e suíno (FUNDAÇÃO MATO GROSSO, 2007). 2.2. Classificação botânica e morfológica Segundo Castro e Kluge (1999) a soja é uma planta herbácea, anual, ereta, entre 60 e 90 cm de altura, caule ramificado, esverdeado e piloso. As folhas são alternas, trifolioladas, pecioladas, estipuladas e o fruto é do tipo vagem contendo entre 3 e 5 sementes. Pertence a divisão Angiospermae, classe Dicotyledoneae, subclasse Archichlamideae, ordem Rosales, família Fabaceae, Gênero Glycine, espécie Glycine Max (L) Merrill. A cada 100 sementes de soja o peso varia de 2 a 30 g, com forma variando entre globosa, elipsoidal e oval. O crescimento pode ser de hábito determinado, quando ao entrar no estádio reprodutivo a planta atinge aproximadamente 90% de sua altura e matéria seca final, ou de hábito indeterminado, quando uma gema axilar mantém atividade após o florescimento e continua desenvolvendo nós e alongando as plantas (SEDIYAMA, 2009). 2.3 Ecofisiologia da planta Conforme Embrapa (2008) a água representa 90% do peso da soja, e atua em quase todos os processos bioquímicos e fisiológicos, como solvente, através do qual os gases, solutos e minerais entram nas células e movem-se pela planta. Também atua na manutenção e distribuição do calor. A disponibilidade da água é importante em todas as fases de crescimento da cultura, mas em duas fases sua falta traz mais problemas: na germinação-emergência e floraçãoenchimento de grãos. Nesta fase de floração-enchimento de grãos a planta atinge a maior necessidade de água (7-8 mm/dia). A necessidade total da cultura varia de 450 a 800 mm, dependendo das condições climáticas, do manejo da cultura e duração do ciclo (EMBRAPA, 2008). 11 Segundo a Química Industrial Brasileira (1984) a temperatura ideal para o melhor desenvolvimento da cultura da soja varia entre 25 e 30°C, porém existem algumas variedades adaptadas a condições de maior temperatura. O crescimento é rápido e uniforme com temperatura de 25°C, e nulo ou pequeno para temperaturas inferiores a 10°C ou superiores a 40°C. A floração somente é induzida com temperaturas superiores a 13°C. Assim, lavouras semeadas no mesmo instante, podem ter floração em épocas diferentes, em virtude das altas temperaturas, e acarretar plantas com diferentes tamanhos (EMBRAPA, 2008). Ao atingir umidade de 50%, ocorre a germinação da semente de soja, sendo que a emergência da plântula ocorre de 5 a 7 dias após a germinação (CASTRO; KLUGE, 1999). Sediyama (2009) esclarece que a semente germina quando 50% de seu peso seco sejam ocupados pela água, o que no solo ocorre de 4 a 5 dias após a semeadura. Se a umidade do solo for baixa a semente poderá ficar viável por um mês no solo, mas sofrerá ataque de pragas fungos. Conforme Castro e Kluge (1999) a raiz da planta cresce em todo o ciclo. A raiz primária cresce em profundidade, e as primeiras raízes laterais crescem horizontalmente nos primeiros 40-50 dias, e quando atingem aproximadamente 35 cm curvam-se para baixo, aprofundando-se no solo. Em condições normais as primeiras folhas são unifolioladas e abrem-se após 5 a 7 dias da germinação, e a primeira folha trifoliolada abre-se entre 9 a 11 dias, expandindo-se ente os dias 15-17. O florescimento varia de 40 a 70 dias após a emergência, conforme a cultivar. O florescimento começa entre os nós 8 e 10 e progride para cima e para baixo. A frutificação se inicia de 10 a 15 dias após o florescimento (CASTRO; KLUGE, 1999). 2.4. Rotação de culturas 12 De acordo com Sediyama (1985) apud Sediyama (2009) a rotação de culturas é um processo em que se alterna na mesma área e no mesmo período do ano, culturas diferentes em uma seqüência regular, como por exemplo o cultivo trienal de milho, algodão e soja. Conforme Potafós (1993) os objetivos da prática de rotação de culturas são organização e distribuição das culturas na propriedade, manutenção da matéria orgânica do solo, auxilio no controle de plantas daninhas, insetos e reduzir a erosão. Este modelo de produção se baseia na premissa da diversificação das atividades na área de cultivo, a fim de aumentar a sustentabilidade ecológica. Isto melhora os recursos produtivos, diminui o ataque de herbívoros e de patógenos, diminui a população de plantas espontâneas e contribui para maior produtividade por área (SANTOS et al, 2007) Além disso o aumento do conteúdo de matéria orgânica no solo favorece na manutenção ou melhoria da fertilidade do solo, fixando principalmente nitrogênio (N). No caso do controle de plantas daninhas algumas se adaptam a certas culturas, ao passo que em outras culturas elas não conseguem se reproduzir, devido aos tratos culturais e ciclo vegetativo. A mesma idéia funciona para o controle de moléstias, pois os patógenos possuem preferências por certas espécies, e quando a rotação acontece, seus ciclos são quebrados. Sistemas radicais diferentes exploram distintas profundidades e nutrientes, melhorando a utilização de água e adubos (POTAFÓS, 1993). 2.5 Manejo do solo 2.5.1. Sistema de plantio direto 13 Conforme a Embrapa (2008) o Sistema Plantio Direto é um sistema que visa à conservação do solo, se contrapondo ao sistema convencional. Seus princípios são o não revolvimento do solo e a cobertura permanente do solo para realização de rotação de culturas. O plantio é feito sobre os resíduos de outras culturas, controlando-se plantas invasoras antes do plantio, reduzindo substancialmente a erosão do solo (POTAFÓS, 1993) 2.5.2 Sistema convencional O sistema convencional somente deverá ser utilizado, quando for impossível realizar o Sistema Plantio Direto. Se bem utilizado, o sistema convencional também pode permitir a conservação do solo e altas produtividades (EMBRAPA, 2008). 2.6 Fixação biológica de nitrogênio Conforme a Embrapa (2008) o nitrogênio é o elemento mais requerido pela cultura de soja, sendo que para produzir 1000 kg, necessita-se cerca de 80 kg de N. As principais fontes de N para a planta são os adubos nitrogenados e a fixação biológica de nitrogênio (FBN), sendo que esta ultima, é realizada através de bactérias do gênero Bradyrhizobium, quando entram em contato com as raízes da planta através dos pelos radicais, formam-se os nódulos. Dependendo de sua eficiência a FBN pode suprir toda a necessidade da cultura. A dose recomendada é de 100 mL de inoculante líquido por 50 kg de sementes. Peoples e Craswell (1992) apud Sediyama (2009) afirmam que a soja pode fixar até 450 kg/ha de Nitrogênio, demonstrando que através da fixação biológica de N a mesma obtém toda sua necessidade deste nutriente com um custo extremamente baixo. 2.7 Tratamento de sementes A aplicação de fungicidas reduz a nodulação e a FBN, e a maior freqüência de efeitos negativos ocorre em solos de primeiro ano de cultivo, com baixa concentração de 14 Bradyrhizobium spp. Para obtenção de melhores resultados na cultura, nesse caso, deve-se evitar o tratamento de sementes com fungicidas, a não ser que as sementes possuam alta qualidade fisiológica e o solo apresente boa disponibilidade hídrica e temperatura adequada para rápida germinação e emergência (EMBRAPA, 2008). Conforme a Fundação Mato Grosso (2007) em solos já consolidados com plantio direto, utilizando-se sementes de boa qualidade, é aconselhável a utilização de tratamento químico com fungicida para evitar a deterioração e morte de plântulas por fungos. As sementes também poderão ser tratadas com inseticidas, tanto como medida de prevenção das sementes no solo como após sua germinação. Os inseticidas podem reduzir a germinação e no vigor quando as sementes tratadas são armazenadas por longo período. Faz-se necessário então semear as sementes logo após o tratamento. Estudos afirmam que o cobre (Co) e molibdênio (Mo) tornam a FBN mais eficiente para a maioria dos solos onde é cultivada a soja. As indicações técnicas são de 2 a 3 g de Co e 10 a 12 g de Mo por ha, via semente ou em pulverização foliar, nos estádios V3-V5 (EMBRAPA, 2008). É importante que também seja feita a inoculação com novas estirpes de Bradirhizobium que proporcionem maior capacidade de fixação biológica de N do que as estirpes naturais do solo. A seqüência correta no tratamento completo é primeiro fungicidas e inseticidas, depois os micronutrientes e por último os inoculantes (FUNDAÇÃO MT, 2007). 2.8 Fitormônios O desenvolvimento das plantas é controlado por diversos fatores, como genéticos e ambientais e fatores fisiológicos ou hormonais. A germinação de sementes, crescimento, floração, frutificação entre outros, são influenciados por compostos orgânicos. A palavra hormônio vem do termo grego horman que significa excitar, e nas plantas este termo é utilizado como fitormônio, para definir substâncias orgânicas que ocorrem naturalmente e tem a função de regulação nas plantas (FlOSS, 2008). 15 Taiz e Zeiger (2006) definiram hormônios vegetais como moléculas vegetais sinalizadoras, que funcionam como mediadores na comunicação intercelular e interagindo com proteínas especificas chamadas de receptoras. Eles ressaltam que estes sinalizadores são responsáveis por efeitos marcantes nos vegetais, mesmo em concentrações pequenas. Conforme Floss (2008) até o presente momento, oito grupos de substâncias são considerados fitormonios: 1 - auxinas; 2 – giberelinas; 3 – citocininas; 4 – etileno; 5 – ácido abscísico e outros inibidores; 6 – ácido jasmônico; 7 – ácido salicíclico; 8 – retardadores de crescimento. 2.10.1 Auxinas Auxina é uma palavra de origem grega (auxein) que significa crescer, e é essa sua função nas plantas, pois atua no mecanismo interno de crescimento vegetal, como crescimento do caule, folhas, raiz, floração, frutificação, germinação de sementes, dormência apical dentre outras funções (FLOSS, 2008). Taiz e Zeiger (2006) confirmam que a auxina foi o primeiro hormônio vegetal a ser considerado, destacando-se como o primeiro hormônio de crescimento. Afirmam ainda que a auxina promove o crescimento de caule e coleóptilos, sempre trabalhando com alongamento celular, aumentando a capacidade de extensão das células. De acordo com Ferri (1985) as auxinas nos vegetais são sintetizadas em partes novas, como meristema apical, gemas axilares, folhas jovens e o meristema das raízes sendo translocadas para os órgãos da planta que controlam o crescimento. Kerbauy (2004) relata que a biossíntese da auxina se dá em locais de divisão celular rápida, especialmente no meristema apical do caule, folhas jovens, frutos em desenvolvimentos e sementes. Suas principais funções são a divisão, crescimento e diferenciação celular. Salienta ainda que ela induz a acidificação da parede celular com conseqüente afrouxamento da mesma, induz também alguns processos viabilizam a continuidade do crescimento celular com também absorção de solutos osmóticos (potássio, por exemplo). 16 A) Funções fisiológicas das auxinas A.1 Crescimento do caule Segundo Floss (2008) o crescimento do caule se da pelo alongamento das células, e não por sua multiplicação. As auxinas participam deste processo aumentando a plasticidade e elasticidade da parede celular, permitindo o aumento de volume da célula. São encontrados altos níveis deste composto nas regiões de crescimento do caule. Esse hormônio provoca o crescimento do caule por atividade mitótica e aumento de volume (vacuolização) das células meristemáticas do ápice. Conforme o autor o número de células é importante, mas é o aumento de volume que possibilita um crescimento do caule em extensão (FERRI, 1985). Kerbauy (2004) salienta que o crescimento das células vegetais não meristemáticas é caracterizada pela sua expansão em até 3 dimensões, ou por alongamento, que caracteriza-se pela expansão em um só sentido. As células de caules e raízes se expandem por alongamento, sendo que seus diâmetros aumentam menos de 5%. A.2 Crescimento das folhas O teor de auxina se relaciona diretamente com o crescimento das folhas, embora seu modo de atuação não seja totalmente conhecido. Enquanto a concentração de auxina for maior na folha que no pecíolo, a folha mantém-se verde. Quando a síntese de auxina é paralisada, a folha entra em senescência (FLOSS, 2008). Conforme Taiz e Zeiger (2006) a abscisão foliar, que é a perda de folhas por uma planta, é retardada com o uso de auxina. Segundo os autores, as folhas novas possuem altos teores de auxina, decrescendo nas maduras e tornando-se baixo quando as folhas entram em senescência. Ferri (1985) afirma que o crescimento foliar pela auxina envolve divisão, expansão e diferenciação celular. Embora seu modo de ação não seja totalmente conhecidos, em folhas jovens acontece à síntese da auxina, e com o envelhecimento deste tecido esta atividade diminui. 17 A.3 Crescimento da raiz De acordo com Floss (2008) as raízes são extremamente sensíveis as auxinas, sendo que quando se aplica auxina em órgãos isolados ocorre um aumento paralelo a sua concentração até certos níveis onde ocorre um efeito inibitório. Pequenas concentrações que não fazem efeito em gemas e caules, já apresentam efeito inibitório na raiz. Raízes laterais são encontradas acima da zona de alongamento e pilífera, originando-se de pequenos grupos de células no periciclo. A auxina estimula a divisão destas células, formando maiores quantidades de raízes laterais e adventícias. Na horticultura tem sido muito importante o uso de auxinas para formação de raízes adventícias na propagação vegetativas de plantas por estaquia (TAIZ E ZEIGER, 2006; FERRI, 1985). A.4 Germinação das sementes Na germinação das sementes, as auxinas translocam as giberelinas das células do embrião para as do endosperma. Atuam também na alongação das novas células formadas na divisão celular no embrião (FLOSS, 2008) Castro e Vieira (2003) apud Klahold et al (2006) relatam que Stimulate aplicado via tratamento de sementes na cultura do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L) proporcionou uma melhor uniformidade na germinação das sementes, surgindo plantas de melhor qualidade com raízes mais volumosas tornando a massa seca, crescimento e comprimento total maiores de que a testemunha. A.5 Desenvolvimento de flores e frutos Taiz e Zeiger (2006) explicam que vários estudos sugerem que a auxina regula o desenvolvimento do fruto. Sendo que a auxina é produzida no pólen, endosperma e embrião das sementes, o estimulo inicial de crescimento do fruto pode resultar da polinização. 18 Não se sabe ao certo o modo de ação das auxinas no desenvolvimento de uma flor, inclusive em vários casos ela abortou as flores das espécies estudadas. Porém essa inibição parece ser um efeito secundário, em virtude da produção de etileno induzida pela auxina. Membros da família Bromeliaceae apresentam respostas positivas na floração quando tratadas com auxina. Em botões florais de cucumis, quando as flores estão em estagio bissexual a aplicação de auxina leva a formação de flores femininas, enquanto giberelina de flores masculinas. Evidencia-se uma correlação positiva entre os níveis de auxina e giberelina no ovário, antes da fertilização, com a formação de frutos partenocárpicos. A aplicação de auxinas sintéticas em arvores frutíferas, no estagio de estabelecimento dos frutos, causa efeito de raleio. Já a aplicação na fase de maturação do fruto, o mantém na árvore por mais tempo, até seu completo desenvolvimento (KERBAUY, 2004). 2.10.2 Giberelinas Sua ação como promotora de crescimento pode ou não ser semelhante a auxina, pois também estimula a divisão celular ou a elongação celular. As folhas novas é o local onde se encontram maiores quantidades de giberelinas, as quais podem ser transportadas para o restante da planta (FLOSS, 2008). Kerbauy (2004) confirma que a giberelina atua no alongamento e divisão celular, como também na regulação do crescimento, floração, ciclo celular e mobilização de reservas do endosperma. Para Ferri (1985) os efeitos biológicos da giberelina são a floração, expressão sexual, partenocarpia, senescência, abscisão, germinação, quebra de dormência e crescimento. A) Funções fisiológicas A.1 Floração Uma das importantes ações das giberelinas é que podem induzir a floração em plantas mantidas em condições não induzidas, por isso podem substituir uma condição ambiental, sem 19 a qual a espécie continuaria na forma vegetativa. Os maiores efeitos são encontrados em plantas de dias longos (PDL) para indução floral, e as que necessitam de período de frio, conhecido como vernalização (FLOSS, 2008). Para Ferri (1985) as giberelinas possuem papel importante na floração, podendo substituir condição específicas do meio ambiente, sem a qual a planta permaneceria em estado vegetativo. Bons resultados são encontrados em plantas que necessitam dias longos e nas que precisam de vernalização (período de frio). Um exemplo de plantas de regiões temperadas que necessitam de vernalização é a cenoura e rabanete, que podem ser induzidas a floração com giberelina exógena. Conforme Floss (2008) a velocidade de floração também pode ser acelerada pela ação de giberelinas, pois uma planta de Kalanche daigremontianum que necessita de um ano ou mais além da germinação para florescer, após o tratamento com esta substância levou cerca de três meses para florescer. Taiz e Zeiger (2004) ressaltam a importância da giberelina no alongamento de caules e também na germinação de sementes, quebrando a dormência e atuando na mobilização das reservas do endosperma. Já no desenvolvimento pode ajudar a planta a passar do estádio juvenil para o maduro, indução floral, determinação e estabelecimento do sexo. A.2 Germinação e quebra de dormência As giberelinas atuam na germinação das sementes, trabalhando com a quebra da dormência e no controle da hidrólise de reservas, da qual depende o embrião em crescimento (FLOSS, 2008; FERRI 1985). Esse fitormônio pode trabalhar em uma das seguintes fases na germinação: ativação do crescimento vegetativo do embrião, enfraquecimento da camada do endosperma que envolve o embrião e restringe seu crescimento e mobilização de reservas energéticas do endosperma (TAIZ E ZEIGER, 2004). 20 Além de trabalharem na quebra de dormência, as giberelinas atuam na aceleração da germinação de sementes não dormentes aumentando a hidrólise da reserva (FERRI, 1985). As alfaces requerem luz vermelha para sua germinação, e as giberelinas substituem essa necessidade. Também outras espécies que requerem baixas temperaturas ou dias longos na quebra de dormência podem ser estimuladas com giberelina para substituir esses fatores ambientais (FLOSS, 2008). Segundo Floss (2008) as giberelinas exercem um papel chave na quebra de dormência de outros órgãos, como as gemas de inverno nas macieiras e pereiras ou de órgãos de armazenamento subterrâneos, como as batatas. A.3 Crescimento de plantas anãs Ao longo dos anos foram descobertas plantas mutantes que não sintetizam giberelinas. Por causa desta mutação, as plantas possuem entrenós curtos, e aproximadamente um quinto da estatura normal. A aplicação de giberelinas reverte esse nanismo, apresentando um fenótipo semelhante ao normal (FLOSS, 2008). Taiz e Zeiger (2004) relatam que as giberelinas atuam fortemente no crescimento de entre nós, principalmente em plantas anãs, rosetas e na família gramineae. Junto com esse feito, é observado diminuição na espessura do caule e tamanho de folhas, bem como uma coloração mais amarelada das ultimas. 2.10.3 Citocininas O termo Citocinina vem do grego (cito = célula e cinina = divisão), pois sua função é promover a divisão celular, que é caracterizado como a primeira fase da divisão celular (FLOSS, 2008) 21 Para Ferri (1985) as funções das citocininas são de divisão celular, alongamento celular, retardamento da senescência, dominância apical e germinação. Conforme Taiz e Zeiger (2004) o principal papel das citocininas está relacionado com a divisão celular, mas outras funções ela empenha, como a senescência foliar, mobilização de nutrientes, dominância apical, formação e atividade dos meristemas apicais, desenvolvimento floral, germinação de sementes e quebra de dormência de gemas. Já para Keubauy (2004), as citocininas possuem papel fundamental na divisão celular, mas também atua na diferenciação celular, estabelecimento de drenos, retardamento da senescência e fotomorfogênese. A) Funções fisiológicas A.1 Alongamento celular Além da divisão celular, a citocinina pode promover o alongamento celular. Células de raízes de fumo submetidas a tratamentos com cinetina se expandiram até quatro vezes o seu tamanho. Já em ervilha as citocininas não promovem o alongamento no caule, e sim seu crescimento lateral, gerando um aumento no diâmetro (FLOSS, 2008). Ferri (1985) afirma que a citocinina atua no alongamento celular, atividade esta que foi provado em bioensaios com cotilédones de rabanete. Em estudos com células corticais de fumo, com aplicação de citocinina exógena, demonstraram que as mesmas cresceram até 4 vezes. Também se comprovou que as bactérias Rhizobium japonicum que são responsáveis pela fixação de nitrogênio em leguminosas, secreta uma citocinina fundamental na formação de nódulos nas raízes destas plantas hospedeiras. A.2 Retardamento da senescência De acordo com Floss (2008) o efeito da citocinina pode retardar o envelhecimento das folhas, pois quando tratadas permaneceram verdes por mais de vinte dias quando comparadas a 22 testemunhas. Parece que são retardadas a degradação de proteínas foliares e o desaparecimento de clorofila que acontece nesse estágio. Na visão de Kerbauy (2004) as citocininas retardam a senescência foliar. Esta atividade foi comprovada por bioensaios, nos quais uma folha em estágio inicial de senescência era submetida à ação da citocinina. Nos pontos onde o fitormonio entrava em contato com a folha a coloração verde permanecia por mais tempo. Não se sabe ao certo o modo de ação. O modo de ação deste hormônio vegetal na senescência pode estar ligado ao retardamento da degradação de proteínas foliares e o desaparecimento da clorofila, que ocorrem nesta fase (FERRI, 1985). A.3 Germinação de sementes As citocininas promovem germinação em algumas espécies que somente germinam no escuro (Cucumis anguria, o maxixe) e também quebram a dormência de outras espécies. Em feijão e trigo essa molécula parece ser necessária para a indução da enzima amilase para a hidrólise de amido. A função mais importante da citocinina em qualquer espécie é de promover a divisão celular no embrião promovendo a emergência das plântulas (FLOSS, 2008). Ferri (1985) sugere que as citocininas promovem a germinação em algumas espécies e substituem alguma condição ambiental, como em determinadas variedades de alface que necessitam luz vermelha para germinar. Em estudos com picão preto (Bidens pilosa) respostas semelhantes foram obtidas, sendo que a citocinina promoveu a germinação da planta e ainda teve um efeito sinérgico com a luz vermelha. 2.9 Utilização de regulador de crescimento 23 Reguladores de crescimentos são fórmulas orgânicas, naturais e sintéticas, que podem de alguma maneira modificar processos morfológicos e fisiológicos das plantas. Podem interferir na germinação, enraizamento, floração, granação e senescência (EMBRAPA, 2008). Em estudos realizados em Campinas – SP, sob condições de campo em um Latossolo Vermelho Distroférrico com textura muito argilosa (> 65%), verificou-se que a aplicação de Stimulate na cultura da soja, tanto em tratamento de sementes como no estádio V5, proporcionaram diferenças significativas e positivas nas seguintes avaliações: altura da planta, número de vagens, peso de 1000 grãos e produtividade. (BRANCALIÃO et. al. 2007) Silveira et. al. (2007) em experimento conduzido em casa de vegetação na UFRB, com aplicação de Stimulate no estádio V1 de cinco em cinco dias até R1, concluíram que a altura da planta de soja em duas cultivares foi beneficiada. Vieira et al (2007) analisaram o crescimento e desenvolvimento inicial da cultura da soja em casa de vegetação e concluíram que a aplicação de Stimulate via pulverização foliar e tratamento de sementes, foi significativo para maior altura das plantas e quantidade superior de massa seca da raiz. Já a velocidade diária de crescimento, tamanho total da raiz e tamanho da raiz principal, não apresentaram efeitos significativos. Albrecht et al (2007) conduziram um estudo na Fazenda Experimental do Iguatemi, da Universidade Estadual de Maringá (UEM), em um Latossolo Vermelho Eutrófico de textura média, aplicando Stimulate e Sett (Cálcio e Boro) em diferentes estádios fenológicos. Os resultados mostraram que aplicando 250 ml de Stimulate por ha, na cultura da soja, ocorreram diferenças significativas positivas quanto à altura das plantas, número de sementes por vagem, número de vagens por planta e produtividade, quando comparadas a testemunha. Enquanto a testemunha obteve uma produtividade média de grãos de 2901 kg/ha, um tratamento com a mesma adubação, porém aplicados 250 ml de Stimulate/ha em R1, obteve 3552 kg/ha de soja. 2.10 Stimulate 24 O Stimulate® é um produto da Stoller do Brasil, composto por 0,005% de ácido indolbutírico (auxina), 0,009% de cinetina (citocinina) e 0,005% de acido giberélico (giberelina). O produto é considerado um biorregulador, pois age na planta garantindo um adequado equilíbrio hormonal, estimulando a formação de plantas mais eficientes, que expressem todo seu potencial genético e consigam explorar ao máximo o ambiente onde estão inseridas, gerando altas produtividades. (STOLLER, 2010). 25 3 MATERIAL E MÉTODOS 3.1 Local O experimento foi realizado no Laboratório de Análise de Sementes da Área de Ciências Exatas e Ambientais da Universidade Comunitária da Região de Chapecó (UNOCHAPECÓ), com sementes de soja, cultivar Coodetec 206, safra 2009-2010. 3.2 Tratamentos Corresponderam ao tratamento das sementes, antes da semeadura, com diferentes doses do bioestimulate “Stimulate”: 0 ml (testemunha); 2; 2,5; 3; 3,5 e 4ml. As sementes foram imersas nas diferentes dosagens (2 ml de calda) por 10 minutos e, posteriormente, semeadas em substrato papel germitest na forma de rolo papel umedecido com água destilada na proporção de 2,5 vezes o peso do substrato seco. Para cada repetição foram utilizadas 200 sementes, distribuídas em quatro rolos (4x50 sementes). O teste de germinação foi realizado em BOD marca Quimis em temperatura constante de 25º C. 3. Variáveis respostas 3.3.1 Percentagem final de germinação A avaliação e cálculo do número de plântulas normais e anormais, e sementes deterioradas, obtidas no teste de germinação, foram efetuados de acordo com as prescrições das Regras para Análise de Sementes (BRASIL, 2009). 26 3.3.2 Comprimento médio da raiz das plântulas normais O comprimento radical das plântulas foi obtido com auxilio de uma régua no 7º dia do teste de germinação, medindo-se o comprimento da raiz principal de 20 plântulas de cada repetição, escolhidas aleatoriamente. 3.3.3 Massa verde e seca média da raiz e parte aérea Estes parâmetros foram determinados no 7º dia do teste de germinação com as 20 plântulas, anteriormente selecionadas. Foram pesadas as plântulas (raiz e parte aérea) frescas para obtenção da massa verde e logo, em seguida, submetidas à secagem em estufa com ar forçado e temperatura constante de 65º C até peso constante. 3.4 Análise estatística e delineamento experimental O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com quatro repetições. Os resultados foram submetidos à análise de variância através do teste F e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 0,05 de significância, o software utilizado foi o Assistat. 27 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO O teste F a 5% de probabilidade não foi significativo para as variáveis estudadas: porcentagem de plântulas normais, anormais e sementes mortas; comprimento médio da raiz das plântulas normais e massa verde e seca da raiz e parte aérea (Tabelas 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8). Tabela 1 – Análise de variância para a percentagem de plântulas normais de sementes de soja (Glycine max L. Merril) em diferentes dosagens do bioestimulante “Stimulate”. Chapecó (SC) – 2010. Causas da Variação Tratamentos Resíduo Total Média Geral: 69,87654 G.L. 5 18 23 S.Q. 106,62754 194,63859 301,26614 CV%: 4,70595 Q.M. 21,32551 10,81326 F 1,9722 Tabela 2 – Análise de variância para a percentagem de plântulas anormais de sementes de soja (Glycine max L. Merril) em diferentes dosagens do bioestimulante “Stimulate”. Chapecó (SC) – 2010. Causas da Variação Tratamentos Resíduo Total Média Geral: 16,07161 G.L. 5 18 23 CV%: S.Q. 175,20990 257,01506 432,22497 23,51167 Q.M. 35,04198 14,27861 F 2,4542 Tabela 3 – Análise de variância para comprimento do sistema radical de soja (Glycine max L. Merril) em diferentes dosagens do bioestimulante “Stimulate”. Chapecó (SC) – 2010. Causas da Variação Tratamentos G.L. 5 S.Q. 9,39712 Q.M. 1,87942 F 2,4610 28 Resíduo Total Média Geral: 8,90958 18 23 13,74658 23,14370 CV%: 9,80852 0,76370 Tabela 4 – Análise de variância para massa seca da parte aérea de soja (Glycine max L. Merril) em diferentes dosagens do bioestimulante “Stimulate”. Chapecó (SC) – 2010. Causas da Variação Tratamentos Resíduo Total Média Geral: 2,45167 G.L. S.Q. 5 0,06548 18 0,30965 23 0,37513 CV%: 5,34980 Q.M. 0,01310 0,01720 F 0,7613 Tabela 5 – Análise de variância para massa seca do sistema radical da soja (Glycine max L. Merril) em diferentes dosagens do bioestimulante “Stimulate”. Chapecó (SC) – 2010. Causas da Variação Tratamentos Resíduo Total Média Geral: 0,20875 G.L. S.Q. 5 0,02164 18 0,02563 23 0,04726 CV%: 18,07462 Q.M. 0,00433 0,00142 F 3,0398 Tabela 6 – Análise de variância para massa verde da parte aérea da soja (Glycine max L. Merril) em diferentes dosagens do bioestimulante “Stimulate”. Chapecó (SC) – 2010. Causas da Variação Tratamentos Resíduo Total Média Geral: 14,04250 G.L. 5 18 23 CV%: S.Q. 16,64520 71,21145 87,85665 14,16427 Q.M. 3,32904 3,95619 F 0,08415 Tabela 7 – Análise de variância para massa verde do sistema radical da soja (Glycine max L. Merril) em diferentes dosagens do bioestimulante “Stimulate”. Chapecó (SC) – 2010. Causas da Variação Tratamentos Resíduo Total Média Geral: 2,16167 G.L. S.Q. 5 0,80783 18 4,36090 23 5,16873 CV%: 22, 77000 Q.M. 0,16157 0,24227 F 0,6669 Tabela 8 – Análise de variância para sementes mortas da soja (Glycine max L. Merril) em diferentes dosagens do bioestimulante “Stimulate”. Chapecó (SC) – 2010. Causas da Variação G.L. S.Q. Q.M. F 29 Tratamentos Resíduo Total Média Geral: 8,86276 5 18 23 32,01322 158,82405 190,83727 CV%: 33,51607 6,40264 8,82356 0,7256 No presente trabalho não ocorreram, conforme mencionado anteriormente, diferenças significativas para as variáveis estudadas, porém Castro e Vieira (2001) realizando trabalho com soja em laboratório, em 4 sub amostras de 50 sementes por repetição estatística, semeadas em papel toalha umedecido na proporção de duas vezes e meia o seu peso, como rolo sendo colocado em um germinador a 25˚C, obtiveram diferença estatística com o uso de Stimulate na dose de 0,4 ml/0,5 kg de semente para germinação, porém nessa dose a porcentagem de plântulas normais ficou em torno de 50%, evidenciando que possivelmente em sementes com menor qualidade fisiológica o bioestimulante cause efeito satisfatório. Também Santos (2009) trabalhando com doses de 3,5;7,0;10,5;14,0;17,5 e 21,0 ml de Stimulate /0,5 kg de sementes de soja, encontrou diferenças significativas para a variável plântula anormal. Por equação determinou-se que a dose de 4,2 ml obteve 4,4% de plântulas anormais, enquanto o valor máximo (12ml) obteve 19,3% de plântulas anormais. Também tratou sementes de soja com Stimulate em doses de 0,0 a 12 ml do biorregulador/kg de sementes e controle com 6 ml de água, aplicando o produto diretamente sobre a semente com uma pipeta graduada. Os resultados concluíram diferenças estatísticas, pois enquanto a testemunha obteve 88,8% de germinação a dose com 4,6 ml de Stimulate/Kg de sementes conseguiu 94,7% de germinação. Após essa dose do estimulante vegetal a germinação foi prejudicada, ficando em 79,%6 na dose de 12ml de Stimulate/Kg de semente. Por outro lado, Dario et al. (2002), realizaram experimento aplicando “Stimulate” na cultura da soja sob irrigação de aspersão. Foram feitos tratamentos com as seguintes doses: 0,25; 0,50 e 0,75 L por 100 kg-1 de sementes (produto comercial); no momento da semeadura em pulverização dirigida nas linhas de sementes, nas doses de 0,50, 1,00 e 1,50 L ha-1 (produto comercial) e em pulverização foliar, aos 43 dias do ciclo, nas doses de 0,25, 0,50, 0,75 L ha -1 30 (produto comercial). Os autores não encontraram diferenças estatísticas quanto ao percentual de germinação, medido no sétimo dia após a germinação, número de vagens e rendimento de grãos. Em contrapartida, Santos (2004) afirma que a variável percentagem de germinação não foi influenciada significativamente em experimento com algodoeiro, utilizando-se doses de 3,5;7,0;10,5;14,0;17,5 e 21,0 ml de stimulate /0,5 kg de sementes e controle 10,5 ml de água destilada/0,5 kg de sementes, aplicando-se em tratamento de sementes. Também, Silva et al. (2008) observaram não haver diferença significativa na germinação de algodão tratado com Stimulate quando comparado com a testemunha. Segundo Ferri (1985) as giberelinas tem um papel chave na quebra de dormência e no controle da hidrólise das reservas. Relata que esse hormônio também atua na quebra de dormência de outros órgãos, como as gemas no inverno em árvores e arbustos de regiões temperadas e órgãos de armazenamento subterrâneo, como as batatas. Além disso, as giberelinas aceleram a germinação de sementes não dormentes, e cita o exemplo em cevada onde giberelinas exógenas produzidas e liberadas pelo embrião são liberadas para o endosperma fornecendo assim açucares a aminoácidos durante seu desenvolvimento inicial. Conforme Taiz e Zeiger (2006) as giberelinas podem ser exigidas para umas das seguintes etapas na germinação: ativação do crescimento vegetativo do embrião, enfraquecimento da camada de endosperma que envolve o embrião e restringe seu crescimento e mobilização de reservas energéticas do endosperma. Kerbauy (2004) diz que as giberelinas são importantes para quebra de dormência em sementes de algumas espécies, principalmente as não domesticadas, as quais dependem de luz ou baixas temperaturas e estes parâmetros podem ser substituídos por giberelinas exógenas. Sendo assim a giberelina é considerada reguladora natural dos processos associados a germinação. Ele propõe ainda que este hormônio não esta associado diretamente a quebra de dormência, mas sim na promoção da germinação. Também relata que Giberelina em conjunto 31 com citocinina podem substituir vários fatores ambientais, bem como promover a germinação e minimizar os efeitos inibitórios de auxinas. Com relação ao sistema radical, Kolling (2009) em experimento realizado na Universidade Comunitária da Região de Chapecó observou diferenças significativas no tamanho do sistema radical em trigo cultivado em rizotron, utilizando a dose recomendada pelo fabricante. Castro e Vieira (2001) testaram Stimulate nas concentrações de 1, 2, 3, 4 e 5 ml do produto por 0,5 kg de soja, em um volume de calda de 3 ml. Observaram que a concentração de 1,3 ml de Stimulate por 0,5 kg de soja proporcionou o maior crescimento radicular, ao passo que na concentração de 3,7 ml do bioestimulante obtiveram o menor crescimento em comparação com a testemunha Conforme Floss (2008) as raízes são extremamente sensíveis as auxinas, de modo que quantidades insuficientes para promover o crescimento de gemas em caules, já causam efeito inibitório em raízes. Ferri (1985) destacou que as raízes são sensíveis as auxinas, sendo que quando aplicado em órgãos isolados, promove crescimento até certo ponto, após o qual tem ação inibitória. Já Taiz e Zeiger (2004) ressaltam que a auxina pode produzir um inibidor de crescimento de raiz, o etileno. No entanto, se não houver produção de etileno, ou esta seja bloqueada, concentrações muito pequenas de auxinas são capazes de promover o crescimento em raízes, ao passo que concentrações maiores que seriam necessárias para o crescimento de caules e coleóptilos, causem efeitos inibitórios nos crescimento radicular. Levitt (1975) apud Castro e Vieira (2001) chama atenção pelo fato de os hormônios trabalharem muitas vezes em sinergia e em algumas vezes em seqüência, sendo que citocinina e giberelina atuam na fase inicial de crescimento e auxina em fases posteriores. Para massa seca radical, Kolling (2009), utilizando Stimulate na cultura do trigo implantado em rizotron, também não observou diferença estatística. Já Klahold et al. (2003) em estudo com a cultivar de soja MSOY 7204 e o bioestimulante Stimulate, como tratamento 32 das sementes e pulverização foliar, obtiveram diferenças estatísticas para a produção de massa seca radical. O tratamento em destaque foi 3,0 ml de Stimulate em tratamento de sementes, a cada 0,5 kg da cultivar. Conforme Larcher (2006) a matéria seca da planta é aumentada pelo carbono não consumido na respiração, sendo que pode ser consumido no crescimento ou na reserva. O aumento de massa nas plantas por produtos de assimilação, pode ser descrito como aumento da massa pelo aumento de matéria seca pelo período de produção. Os autores destacam que as raízes das plantas são extremamente sensíveis as auxinas, sendo que valores insuficientes para causar crescimento em partes aéreas das plantas, poderiam causar um efeito inibitório em raízes (FERRI, 1985; FLOSS, 2008). Por sua vez, Klahold et al. (2003) utilizaram o bioestimulante em tratamento de sementes (entre 3 e 5 ml de Stimulate/0,5 kg de semente) e aos 58 dias após a germinação, via foliar (entre 0,075 e 0,225 ml de Stimulate), e não obtiveram diferenças estatísticas positivas para massa seca da parte aérea em nenhum dos tratamentos em relação à testemunha. Alleoni et al. (2000) cultivando feijão cultivar carioca, aplicaram Stimulate via sementes na dose de 250 ml/ha, reaplicando ou não via foliar 750 ml/ha em uma, duas ou três aplicações. Não obtiveram diferenças estatísticas em comparação com a testemunha para peso das plantas ao florescimento. Almeida (2008) testando Stimulate não encontrou diferenças estatísticas para massa seca foliar de Nicotiana tabacum L. tipo Brasil-Bahia. 33 4. CONCLUSÃO A aplicação do bioestimulante não apresentou influência significativa para a germinação e desenvolvimento de plântulas de soja em condições de laboratório. 34 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS Recomenda-se a realização de estudo com sementes com diferentes níveis de vigor para verificar se o produto tem influência no percentual de germinação dos lotes com baixa germinação. Sugere-se também a experimento à campo com relação ao ciclo completo da cultura, para avaliação de outros parâmetros fisiológicos como o rendimento. 35 Utilizar o bioestimulante em diferentes espécies. REFERÊNCIAS . ALMEIDA, A.Q. Ação de estimulante vegetal e giberelina no crescimento, desenvolvimento e produção de Nicotiana tabacum L..2008. Disserteção ( Mestrado em ciências agrárias ) – Universidade Federal do Recôncavo da Bahia, Cruz das Almas, 2008. ALBRECHT, L.P. et al. 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