Drought tolerance of four vegetable crops during germination and initial seedling growth / Tolerância de quatro espécies de hortaliças ao déficit hídrico durante a germinação e crescimento inicial das plântulas

Seeds of arugula (Eruca sativa Miller, cv. Cultivada), carrot (Daucus carota L., cv. Nantes), eggplant (Solanum melongena L., cv. Embú) and watermelon [Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. & Nakai cv. Crimson Sweet] were submitted to different osmotic potentials induced by polyethylene glycol(PEG) with the objective of evaluate the effects of drought stress on seed germination and initial seedling growth. Seeds were distributed in plastic boxes containing blotter paper, soaked with PEG solutions prepared with osmotic potentials 0.0 (control), ­0.2, ­0.4, and ­0.8 MPa and kept into a seed germinator, at 25 °C for 14 days. A completely randomized design in a 4 × 4 factorial scheme with four replicates of 50 seeds each was used. The results showed that by increasing of the osmotic potential level, germinated seeds number, germination rate index, root and shoot length, shoot and root dry matter, and seedling vigor indices decreased, while mean germination time and root: shoot ratio increased in all four vegetable crops. Additionally, the carrot and watermelon are more susceptible than arugula and eggplant to drought stress, with germination response declining more rapidly with the rise of osmotic potential level. Arugula and eggplant crops tolerate water stress of up to ­0.2 MPa, without reducing germination of the seeds; however, the growth of shoots and roots are inhibited. The germination process of eggplant and watermelon seeds are completely inhibited at ­0.8 MPa osmotic potential, whereas germination of carrot seeds is completely inhibited at ­0.4 MPa osmotic potential. Severe drought stress limits the process of seed germination and initial seedling growth of vegetable crops.

Sementes de rúcula (Eruca sativa Miller, cv. Cultivada), cenoura (Daucus carota L., cv. Nantes), berinjela (Solanum melongena L., cv. Embú) e melancia [Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. & Nakai cv. Crimson Sweet] foram submetidas a diferentes potenciais osmóticos simulados com polietileno glicol (PEG 6000) com o objetivo de avaliar os efeitos do estresse hídrico na germinação e no crescimento inicial das plântulas. As sementes foram distribuídas em caixas plásticas tipo Gerbox® contendo papel mata-borrão, o qual foi umedecido com diferentes soluções de PEG preparadas com quatro níveis de potenciais osmótico [0 (controle); ­0,2; ­0,4; e ­0,8 MPa]. As caixas plásticas foram então mantidas em câmara de germinação à 25 °C por 14 dias. O delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado, em esquema fatorial 4 × 4, com quatro repetições de 50 sementes cada. Os resultados mostraram que o aumento do nível de potencial osmótico da solução reduziu a porcentagem de germinação das sementes, o índice de velocidade de germinação, o comprimentos da parte aérea e da raiz principal, a produção de matéria seca da parte aérea e das raízes e os índices de vigor das plântulas, enquanto que o tempo médio de germinação e a relação entre a matéria seca da raiz/parte aérea aumentou em todas as quatro espécies de hortaliças. As culturas de cenoura e melancia são mais susceptível que a rúcula e a berinjela ao estresse hídrico, com resposta de germinação declinando mais rapidamente com o aumento do nível de potencial osmótico. A rúcula e a berinjela toleram estresse hídrico de até ­0,2 MPa, sem reduzir o processo de germinação das sementes; no entanto, o crescimento da parte aérea e das raízes são inibidos. O processo de germinação das sementes de berinjela e melancia são completamente inibidos em potencial osmótico de ­0.8 MPa, ao passo que a germinação das sementes de cenoura é completamente inibida em potencial osmótico de ­0.4 MPa. O estresse hídrico severo limita o processo de germinação das sementes e crescimento inicial de plântulas das quatro espécies de hortaliças.

Embebição e qualidade fisiológica de sementes de tremoço branco tratadas com micronutrientes / Imbibition and white lupine seeds physiological quality affected by micronutrients supply

As sementes de tremoço branco, devido ao alto teor de óleo e proteína, estão sendo cada vez mais utilizadas na alimentação humana e animal. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a embebição e a qualidade fisiológica de sementes de tremoço branco tratadas via imersão em soluções de micronutrientes. Os tratamentos constaram do controle (isento de imersão), imersão em água destilada e em soluções de Cu, B, Zn, Mn e Mo, em delineamento experimental inteiramente casualizado. A avaliação da embebição e qualidade fisiológica foi através de testes de germinação e de vigor (primeira contagem de germinação, condutividade elétrica e crescimento de plântulas), bem como a determinação do teor de nutrientes. A velocidade de absorção das sementes de tremoço branco com menor qualidade fisiológica inicial, na presença de Mn e Mo, diminui, enquanto o tratamento de sementes de tremoço branco via imersão em soluções de micronutrientes favorece a sua qualidade fisiológica.

White lupine seeds due to the high oil content and protein are being used in animal and human feed, so the objective was to evaluate the absorption and white lupine seeds physiological quality that were treated by immersion in micronutrients solutions. Treatments consisted of control (free immersion), immersion in distilled water and in solutions of Cu, B, Zn, Mn and Mo in a completely randomized design. Evaluation of absorption and physiological quality was through seed germination and vigor (first count, electrical conductivity and seedling growth) as well as determining the nutrient content tests. The absorption rate of white lupine seeds with lower initial quality in the presence of Mn and Mo decreases. The treatment of white lupine seeds by immersion in solutions of micronutrients favors the physiological quality.

Priming and temperature limits for germination of dispersal units of Urochloa brizantha (Stapf) Webster cv. basilisk / Priming e temperaturas limites de germinação de unidades de dispersão de Urochloa brizantha (Stapf) Webster cv. basilisk

The objective of this study was to evaluate the effect of priming treatments on the upper and lower thermal limits for germination of Urochloa brizantha cv. basilisk, and testing the hypothesis that pré-imbibition affect thermal parameters of the germination. Pre-imbibed seeds both in distilled water (0 MPa) and PEG 6000 solution (–0.5 MPa) were put to germinate in different temperatures. It is suggested that U. brizantha seeds have low response to priming when they were placed to germinate in medium where water is not limiting. The response of U. brizantha seeds to priming is dependent on the temperature and water potential conditions at which the seeds are pre-imbibed, as well as on the germination temperature. The optimum temperature for germination of U. brizantha shift toward warmer temperatures in primed seeds. Priming effect was more pronounced at temperatures closer to the upper and lower limit for germination, but probably that response cannot be accounted for changes in the thermal time constant (θT(g)) and ceiling temperature (Tc(g)). Otherwise, a decrease in the base temperature (Tb) was observed in primed seeds, suggesting that the Tb distribution in U. brizantha seeds is influenced by priming.

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do tratamento pré-germinativo priming sobre os limites térmicos inferior e superior para a germinação de Urochloa brizantha cv. basilisk, e testar a hipótese de que a pré-embebição afeta os parâmetros térmicos da germinação. Sementes pré-embebidas, tanto em água destilada (0 MPa) quanto em solução de PEG 6000 (–0,5 MPa) foram colocadas para germinar em diferentes temperaturas. Os resultados sugerem que sementes de U. brizantha apresentam baixa resposta ao priming quando colocadas para germinar em meio onde a água não é limitante. A resposta de sementes de U. brizantha para o priming é dependente das condições de temperatura e potenciais hídricos em que as sementes são pré-embebidas, bem como para a temperatura de germinação. A temperatura ótima para germinação de sementes de U. brizantha altera-se para temperaturas mais altas em sementes pré-embebidas. O efeito de priming foi mais pronunciado em temperaturas mais próximas do limite superior e inferior para a germinação, mas, provavelmente essa resposta não foi responsável por mudanças na constante tempo térmico (θT(g)) e temperatura teto (Tc (g)). Por outro lado, uma diminuição na temperatura base (Tb) foi observada em sementes pré-embebidas, sugerindo que a distribuição Tb em sementes de U. brizantha é influenciada pelo priming.

Estresse hídrico induzido por soluções de PEG e de NaCl na germinação de sementes de nabiça e fedegoso / Saline water stress and the germination of seeds of Raphanus raphanistrum and Senna obtusifolia

As plantas estão sujeitas às condições de múltiplos estresses, como por exemplo, o estresse hídrico e salino, que limitam o seu desenvolvimento e suas chances de sobrevivência. O conhecimento dos fatores que controlam a germinação das sementes pode gerar subsídios para estratégias de manejo de espécies de plantas daninhas. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar os possíveis efeitos dos estresses hídrico causados por soluções de PEG e NaCl na germinação de sementes de nabiça (Raphanus raphanistrum) e fedegoso (Senna obtusifolia). A semeadura foi realizada com quatro repetições de 50 sementes sobre papel umedecido com soluções de polietileno glicol (PEG 6000) e NaCl nos potenciais osmóticos de 0,0; -0,2; -0,4 e -0,8 MPa. O teste de germinação foi conduzido a 25°C na presença de luz, avaliando-se a primeira contagem do teste aos sete dias após a semeadura e, semanalmente, a germinação (plântulas normais) até os 35 dias; também foi calculado o índice de velocidade de germinação. A análise dos resultados permitiu a conclusão de que o estresse induzido por PEG hídrico acarreta maior redução no vigor, velocidade de germinação e germinação acumulada de sementes de nabiça e fedegoso. O fedegoso apresentou maior tolerância aos estresse hídrico.

The plants are subject to the conditions of multiple stresses, such as water and salt stress, which limit their development and their chances of survival. Aware of the factors that control seed germination can generate support for management strategies of weed species. The objective of this study was to evaluate the possible effects of water stress caused by PEG and NaCl solutions on germination of wild Raphanus raphanistrum and Senna obtusifolia seeds. The seeding was done with four repetitions of 50 seeds on moistened paper with solutions of polyethylene glycol (PEG 6000) and NaCl at osmotic potentials of 0.0, -0.2, -0.4 and -0.8 MPa. The germination test was conducted at 25° C in the presence of light, evaluating the first test score to seven days after sowing, and weekly, germination (normal seedlings) until 35 days; it was also calculated the index germination rate. The results allowed the conclusion that water stress by PEG causes a greater reduction in force, speed of germination and accumulated germination of seeds of Raphanus raphanistrum and Senna obtusifolia seeds . The Senna obtusifolia was more tolerant to water stress.

Germinação de sementes de eucalipto sob estresse hídrico e salino / Germination of eucalyptus seeds under water and salt stress

O conhecimento da fisiologia da germinação de sementes de Eucalyptus spp. pode contribuir significativamente para o desenvolvimento do manejo e da escolha e adequação das áreas de plantio. O objetivo foi avaliar os efeitos dos estresses hídrico e salino na germinação de sementes de Eucalyptus camaldulensis, E. citriodora, E. grandis, E. robusta e E. urophylla. A semeadura foi realizada com quatro repetições de 0,05 g de sementes em papel umedecido com soluções nos potenciais osmóticos de 0,0; -0,2; -0,4; e -0,8 MPa, induzidos com polietilenoglicol (PEG 6000) e NaCl. O teste de germinação foi conduzido a 25 oC na presença de luz. A germinação foi avaliada dos sete até os 28 dias, semanalmente. Foi calculado o índice de velocidade de germinação. Conclui-se que o estresse hídrico acarreta maior redução na velocidade de germinação e na germinação acumulada de sementes de E. camaldulensis e E. citriodora do que o estresse salino. As sementes de E. robusta apresentam maior adaptação para germinar sob estresse salino moderado, entre -0,2 e -0,4 MPa. Independentemente da substância utilizada para indução do estresse, o limite para germinação é -0,8MPa. O E. camaldulensis é a espécie mais sensível ao estresse hídrico e o E. urophylla a mais sensível ao estresse salino.

The knowledge of the physiology of Eucalyptus spp. germination may contribute significantly to the development of management and choice of suitability of the deployment areas. The aim was to evaluate the effects of water and salt stress on seed germination of Eucalyptus camaldulensis, E. citriodora, E. grandis, E. robusta and E. urophylla. The seeding was done with four replicates of 0.05 g of seeds in paper moistened with solutions at potentials of 0.0, -0.2, -0.4, and -0.8 MPa, induced with polyethylene glycol (PEG 6000) and NaCl. The germination test was in 25 ° C in the presence of light. Were evaluated the first test score seven days after sowing, and weekly germination (normal seedlings) until 28 days. Were also calculated the germination speed index. Water stress causes a greater reduction in the rate of germination and accumulated germination of E. camaldulensis and E. citriodora seeds than salt stress, and the seeds of E. robusta are more adapted to germinate under salt stress moderate, between -0.2 and -0.4 MPa. Regardless of the substance used to induce stress, the threshold for germination was -0.8 MPa. The E. camaldulensis is the most sensitive specie to water stress and E. urophylla most sensitive to salt stress.

Germinação e vigor de sementes de milho-pipoca submetidas ao estresse térmico e hídrico / Germination and vigor of popcorn seeds submitted to thermal and water stress

Objetivou-se com este trabalho avaliar a germinação e o vigor de sementes de três cultivares de milho pipoca (UFVM2, IAC RUBI e IAC 112) sob estresse térmico e hídrico, simulado com soluções de PEG 6000. No experimento de temperatura, sementes das três cultivares foram colocadas para germinar em rolos de papel umedecidos com água, com temperaturas no período de germinação de 10, 20, 25, 30 e 35oC. No tratamento a 10ºC os rolos foram colocados em geladeira por cinco dias antes de ir para o germinador a 25±1ºC por sete dias. No experimento de estresse hídrico, sementes das três cultivares foram colocadas para germinar em rolos de papel germitest umedecidos com soluções de PEG 6000, nos potenciais osmóticos de 0,0, -0,2, -0,4, -0,6 e -0,8 MPa, à temperatura de 25oC. Os valores de germinação seguiram as mesmas tendências das características que refletem o vigor das sementes, indicando alta correlação entre o vigor e a germinação de sementes de milho-pipoca sob condições de temperaturas sub e supra ótimas e sob estresse hídrico. Houve efeito negativo do estresse hídrico e das temperaturas de 20 e 35o C sobre a germinação e o crescimento das plântulas de milho-pipoca. O cultivar UFVM 2 foi o que apresentou maior germinação e vigor sob condições de estresse hídrico elevado.

The objective of this study was to evaluate the germination and vigor of three varieties of popcorn (UFVM2, RUBY IAC and IAC 112) under thermal and water stress, simulated with PEG 6000. In the experiment temperature, seeds of three cultivars were germinated in paper rolls moistened with water, with temperatures during germination of 10, 20, 25, 30 and 35°C. In the treatment at 10 ° C the scrolls were placed in the refrigerator for five days before going to the incubator at 25 ± 1 º C for seven days. In the experiment of drought stress, seeds of three cultivars were germinated in paper rolls moistened germitest with PEG 6000, with the potentials of 0.0, -0.2, -0.4, -0.6 and - 0.8 MPa, temperature of 25°C. The germination values followed the same trends of characteristics that reflect the vigor, indicating a high correlation between the vigor and germination of popcorn under conditions of sub and supra optimal temperatures and under water stress. A negative effect of water stress and temperatures of 20 and 35°C on germination and seedling growth of popcorn. Cultivar UFVM 2 showed the highest germination and vigor under high water stress conditions.

Influência do estresse hídrico e salino na germinação de Urochloa decumbens e Urochloa ruziziensis / Influence of saline and water stress on germination of Urochloa decumbens and Urochloa ruziziensis

Os estudos relacionados com a resposta germinativa de sementes submetidas à condição de estresses artificiais são ferramentas para um melhor entendimento da capacidade de sobrevivência e adaptação destas espécies em condições de estresses naturais, como a seca e solos salinizados, comuns em regiões agrícolas e florestais, podendo contribuir significativamente para o desenvolvimento de estratégias de manejo. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos dos estresses hídrico e salino na germinação de sementes de Urochloa decumbens e Urochloa ruziziensis. O ensaio foi conduzido na Faculdade de Tecnologia do Estado de São Paulo, campus de Capão Bonito. A semeadura foi realizada com quatro repetições de 50 sementes em papel umedecido com soluções nos potenciais osmóticos de 0,0; -0,2; - 0,4 e -0,8 MPa, induzidos com polietileno glicol (PEG 6000) e NaCl. O teste de germinação foi conduzido a 25°C na presença de luz, avaliando-se a primeira contagem do teste aos sete dias após a semeadura e, semanalmente, a germinação (plântulas normais) até os 35 dias. Foi calculado o índice de velocidade de germinação. A análise dos resultados permitiu a conclusão de que o estresse hídrico acarreta maior redução no vigor, velocidade de germinação e germinação acumulada de sementes de U. decumbens e U. ruziziensis do que o estresse salino. A espécie U. decumbens apresentou maior tolerância aos estresses hídrico e salino.

Studies of the germination response of seeds subjected to artificial stresses are provided tools for better understanding of the survivability and adaptation of these species in natural stress conditions such as drought or saline soils, common in agricultural and forest regions, contributing significantly to the development of management strategies. Thus, the purpose of this study was to evaluate the possible effects of water and salt stress on germination of Urochloa decumbens and Urochloa ruziziensis. The test was conducted at the Faculty of Technology of São Paulo, campus of Capon Bonito. The seeds were sown with four replicates of 50 seeds in paper soaked in solutions with the potentials of 0.0, -0.2, -0.4 and -0.8 MPa, induced with polyethylene glycol (PEG 6000) and NaCl. The germination test was conducted at 25 ° C in the presence of light, evaluating the first test score at seven days after sowing, and weekly germination (normal seedlings) until 35 days. We calculated the index of germination rate. The results allowed the conclusion that water stress causes a greater reduction in force, speed of germination and cumulative germination of seeds of U. decumbens and U. ruziziensis than salt stress. The species U. decumbens showed higher tolerance to water and salt stresses.

Dimorphic cypsela germination and plant growth in Synedrella nodiflora (L.) Gaertn. (Asteraceae) / Germinação de cipselas dimórficas e crescimento de plantas de Synedrella nodiflora (L.) Gaertn. (Asteraceae)

Synedrella nodiflora is a weed species that has dimorphic cypselas: winged peripheral and lanceolate shaped central. The aim of this work is to describe the reproductive capability by measuring dimorphic cypselas morphology, imbibition rates and germinative patterns under temperature, light quality and water availability gradients, and compare the plant growth between two light treatments. The central cypselas were lighter, longer and its pappi were more elongated than the peripheral ones, favoring its dispersion. Neither type had deep dormancy and both of them germinated with the same pattern under the optimum conditions. Both cypselas showed higher germinability in temperatures between 25 and 30 °C, under white light and high water availability, although there are some differences between the types, mainly at dark treatments. Plants grown in direct sunlight accumulated more biomass, allowing for higher plant development and inflorescence production, although shaded light plants capitulum had a higher central: peripheral ratio than the direct sunlight treatment. S. nodiflora cypselas germinate better in unfiltered light places, although the plants are adapted to shady conditions. The species showed high germination potential over a wide range of environmental conditions, as well as fast plant development. All of these features favor distribution in environmental sites.

Synedrella nodiflora é uma planta daninha que possui cipselas dimórficas: periférica alada e central com forma lanceolada. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a capacidade reprodutiva por medição da morfologia das cipselas, taxas de embebição e padrões germinativos sob gradientes de temperatura, qualidade de luz e disponibilidade de água, e comparação do crescimento das plantas sob dois tratamentos luminosos. As cipselas centrais foram mais leves, compridas e seus pappi foram mais alongados que as periféricas, o que favorece sua dispersão. Nenhum dos tipos exibiu dormência profunda, germinando sob o mesmo padrão nas condições ótimas. Ambas as cipselas apresentaram maior germinabilidade sob temperaturas entre 25 e 30 °C, sob luz branca e alta disponibilidade hídrica, apesar de haver algumas diferenças entre os tipos, principalmente em tratamentos de escuro. Plantas que cresceram em luz solar direta acumularam maior quantidade de biomassa, permitindo o maior desenvolvimento vegetal e produção de inflorescências, contudo capítulos das plantas sombreadas tiveram uma razão central:periférica maior que tratamentos com luz direta. Cipselas de S. nodiflora germinam melhor em locais com luz não filtrada, contudo as plantas são adaptadas à condição de sombra. A espécie apresentou um alto potencial germinativo sob uma ampla gama de condições ambientais, assim como rápido desenvolvimento, todas essas características favorecem a distribuição ao longo dos ambientes.

Qualidade fisiológica de sementes de camomila [Chamomilla recutita (L. ) Rauschert] após envelhecimento acelerado e estresse salino / Physiological quality of chamomile [Chamomilla recutita (L. ) Rauschert] seeds after accelerated aging and salt stress

O objetivo do trabalho foi verificar a qualidade fisiológica de sementes da camomila submetidas a diferentes tempos de envelhecimento acelerado e ao estresse salino. Os experimentos foram realizados no Laboratório de Técnica de Sementes na PUCPR em São José dos Pinhais, Paraná. Os tempos de envelhecimento acelerado foram de 0, 24, 48, 72 e 96 h e o estresse salino foi induzido por soluções de cloreto de sódio com potenciais osmóticos de 0; -0,2; -0,4; -0,6; -0,8; -1,0 MPa, ambos com quatro repetições. Foram avaliados a germinação, o índice de velocidade de germinação (IVG), o tempo médio de germinação (TMG), a velocidade media de germinação (VMG) e a entropia. O delineamento experimental adotado foi o de blocos casualizados . Concluiu-se que as sementes de camomila tiveram sua qualidade fisiológica afetada após 24h de envelhecimento acelerado e sob estresse salino causado por solução de potencial osmótico de -0,6 MPa.

The aim of this study was to verify the physiological quality of chamomile seeds subjected to different accelerated aging periods and salt stress. The experiments were carried out in the Laboratory of Seed Technique, PUCPR, São José dos Pinhais, Paraná State, Brazil. The accelerated aging periods were 0, 24, 48, 72 and 96 h and the salt stress was induced by sodium chloride solutions with osmotic potentials of 0, -0.2, -0.4, -0.6, -0.8, -1.0 MPa, both with four replicates. The analyzed variables were: germination, germination velocity index (GVI), average germination time (AGT), average germination velocity (AGV) and entropy. Experimental design was in randomized blocks. Chamomile seeds had their physiological quality affected after 24 h of accelerated aging and under salt stress caused by the solution with osmotic potential of -0.6 MPa.

Fatores que afetam a germinação de sementes e emergência de plântulas de arruda (Ruta graveolens L. ) / Factors affecting seed germination and seedling emergence in rue (Ruta graveolens L. )

Ruta graveolens L., também conhecida com arruda, é planta originária do sul da Europa, cultivada no Brasil e em outros países como planta medicinal, muito utilizada em rituais religiosos. Tendo em vista que a germinação constitui um fator primordial para que a semente possa gerar uma planta vigorosa e com alto potencial produtivo, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a resposta germinativa de sementes para arruda sob condições de temperatura, luminosidade, estresse hídrico e salino e emergência de plântulas em diferentes profundidades de semeadura. Sementes de Ruta graveolens são indiferentes à luz, germinando melhor em temperatura constante de 25ºC ou alterna (20-30ºC). Os potenciais osmóticos induzidos por manitol a partir de -0,4MPa e por NaCl a partir de -0,8MPa influenciam negativamente o processo germinativo. Maiores percentuais de plântulas são obtidas quando a espécie é semeada na superfície do substrato.

Ruta graveolens L., also known as rue, is from the south of Europe, cultivated in Brazil and other countries as a medicinal plant greatly used in religious rituals. Since germination is essential for the seed to generate a vigorous plant of high productive potential, this work aimed to evaluate the germinative response of rue seeds under different temperatures, luminosity conditions, and water and salt stress, besides seedling emergence at different sowing depths. Ruta graveolens L. seeds are indifferent to light, better germinating at constant temperature of 25ºC or alternated temperature (20-30ºC). The osmotic potentials induced by mannitol from -0.4MPa and by NaCl from -0.8MPa negatively influenced the germination process. Higher seedling percentages are obtained when the species is sown on the substratum surface.