Incidência de patógenos e vigor de sementes de milho doce submetidas a danos mecânicos

Pathogen incidence and vigor in sweet corn seed after mechanical damage

ARTIGOS

Incidência de patógenos e vigor de sementes de milho doce submetidas a danos mecânicos

Pathogen incidence and vigor in sweet corn seed after mechanical damage

Francisco Guilhien Gomes Junior^{I, II, 1}; Tathiana Silva Timóteo^I; Nilce Naomi Kobori^I; Túlio Lourenço Pupim^I; Bruna Gagliardi^I; Tereza Cristina de Carvalho^I; Maria Heloisa Duarte de Moraes^III; José Otávio Machado Menten^III; Silvio Moure Cicero^I

^IDepartamento de Produção Vegetal, Universidade de São Paulo/Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" (USP/ESALQ). Avenida Pádua Dias, n.11, Caixa Postal 9, CEP 13418-900, Piracicaba

^IIBolsista da FAPESP

^IIIDepartamento de Entomologia, Fitopatologia e Nematologia USP/ESALQ. Parte da tese de doutorado do primeiro autor (USP/ESALQ)

RESUMO

Com o objetivo de avaliar a incidência de patógenos e o vigor de sementes de milho doce de diferentes classes de tamanhos submetidas a diferentes níveis de danos mecânicos, sementes do híbrido 'SWB551' Dow AgroSciences^® foram classificadas em peneiras com crivos de diferentes tamanhos e formas (RG, RM1, RM2 e RP com crivos circulares de 8,7; 7,9; 7,1 e 6,4 mm de diâmetro, respectivamente, e CG, CM e CP com crivos oblongos com dimensões de 8,7 x 19,0, 7,9 x 19,0, 6,4 x 19,0 mm, respectivamente), submetidas a impactos contra uma placa metálica de maneira que fossem obtidos tratamentos com diferentes intensidades de danos mecânicos (0, 1, 3, 5 e 7 impactos) e armazenadas por 5 meses em ambiente com temperatura de 20ºC e 50-60% de umidade relativa do ar. Foi utilizado o delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições, perfazendo um fatorial 7 x 5 (7 peneiras x 5 intensidades de danos), totalizando 35 tratamentos. Foram realizadas as avaliações de teor de água das sementes, teste de danos mecânicos (tintura de iodo), teste de germinação, teste de frio e teste de sanidade. Foram evidenciadas variações nos níveis de incidência de patógenos entre as sementes de milho doce com diferentes tamanhos e formas. O aumento da intensidade dos danos mecânicos não favoreceu o aumento da incidência de patógenos nas sementes, mas reduziu o vigor das mesmas.

Palavras-chave adicionais:Zea mays, sanidade de sementes, fungos

ABSTRACT

The objective of this study was to evaluate pathogen incidence and vigor in different size classes of sweet corn seeds, after mechanical damage. Hybrid seeds 'SWB551' Dow AgroSciences^® were classified by sieves with different sizes and forms (RG, RM1, RM2 and RP, with circular sieves of 8.7, 7.9, 7.1 and 6.4 mm of diameter, respectively, and CG, CM and CP with oblong sieves with dimensions of 8.7 x 19.0, 7.9 x 19.0, 6.4 x 19.0 mm, respectively). Seeds were submitted for impacts against a metallic plate in order to have different intensities of mechanical damage (0, 1, 3, 5 and 7 impacts) and stored at the temperature of 20ºC and 50-60% of relative humidity. The experimental design was a completely randomized with four repetitions, performing a factorial 7 x 5 (7 sieves and 5 damages intensities), totalizing 35 treatments. Seeds water content, mechanical damage (iodine dyeing), germination test, cold test and seed health test were evaluated. Variations in the incidence of pathogens among seeds with different sizes and forms were evidenced. Increasing mechanical damage did not favor increasing of pathogens incidence in seeds; however, it caused reduction on seed vigor.

Keywords:Zea mays, seed healtl, Pungi

A injúria mecânica e a mistura varietal, são apontadas pelos tecnologistas, como dos mais sérios problemas da produção de sementes (4). Os danos podem ser provocados nas sementes a partir da colheita e nas etapas como beneficiamento, transporte e armazenamento (1, 4), e até mesmo durante a semeadura (1). Os danos são representados por quebras do pericarpo de tamanhos microscópicos até quebras grosseiras do pericarpo e da semente, facilmente visíveis a olho nu e também injúrias internas no embrião (18). Durante o beneficiamento, toda vez que as sementes passam por elevadores, transportadores, e através de máquinas, ocorrem quedas, impactos e abrasões os quais causam lesões no tegumento (16). Estas injúrias são influenciadas por vários fatores, com destaque para a intensidade e número de impactos, local do impacto, teor de água das sementes e as características da semente, como tamanho, forma, espessura do tegumento, tipo de tecido de reserva e posição do eixo embrionário (4). Em milho doce foi observado que os danos mecânicos variam com o tamanho das sementes, sendo as maiores mais sensíveis aos danos durante o beneficiamento. As sementes retidas em peneiras com diâmetros de crivos de 8,3 a 9,9 mm e de 7,5 a 8,2 mm apresentaram maior incidência de danos mecânicos quando comparadas às sementes pequenas, retidas em peneiras com diâmetro de crivo de 6,4 a 7,4 mm (8). Também existem relatos quanto ao efeito dos danos mecânicos no vigor de sementes de milho doce. Nascimento et al. (14) observaram redução de até 51% no percentual de plântulas normais no teste de frio a partir de sementes colhidas mecanicamente em comparação àquelas colhidas e trilhadas manualmente.

Vários são os fatores que contribuem para o baixo potencial fisiológico observado em sementes de milho doce; além da alta sensibilidade aos danos por embebição (6), fragilidade do sistema de membranas após a secagem, características texturais do endosperma e da baixa concentração de reservas, tornando as sementes suscetíveis à colonização por fungos patogênicos (9, 17, 19). Também o pericarpo é bastante fino quando comparado ao milho comum, o que pode favorecer a colonização microbiana e também, devido à grande quantidade de açúcar presente nas sementes, pode acelerar ainda mais o processo. Nas sementes de milho tem sido observada maior incidência de fungos em decorrência do aumento do nível de danos mecânicos, principalmente pelos fungos Fusarium verticillioides e Cephalosporium sp. (12). Esses danos, quando localizados mais próximos do embrião, promovem alterações fisiológicas qualitativas, principalmente pela presença de Aspergillus sp. e F. verticillioides (5). Dentre os principais fungos associados às sementes de milho doce listados, encontram-se o F. verticillioides, o Cladosporium spp., o Penicilium spp. (3, 10), o Aspergillus sp e o Cephalosporium sp. (3).

A facilidade com que os patógenos se associam às sementes de milho doce indica a necessidade da prevenção contra injúrias mecânicas no sentido da preservação do seu potencial fisiológico e sua sanidade, assegurando a uniformidade da germinação e desenvolvimento da cultura no campo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a incidência de patógenos e o vigor de sementes de milho doce de diferentes classes de tamanhos submetidas a diferentes níveis de danos mecânicos.

MATERIAL E MÉTODOS

A pesquisa foi realizada no Laboratório de Patologia de Sementes do Departamento de Fitopatologia e Nematologia e no Laboratório de Análise de Sementes do Departamento de Produção Vegetal, da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" da Universidade de São Paulo, em Piracicaba, SP.

Foram avaliadas sete classes de sementes de milho doce 'SWB 551' Dow AgroSciences^®, classificadas em peneiras com crivos de diferentes tamanhos e formas (Tabela 1).

Os danos mecânicos nas sementes foram induzidos através de máquina simuladora de impactos "Impact Simulator" - Modelo 2000, Dow AgroSciences^®, sendo as sementes de uma amostra de 700 g projetadas, por meio de um jato de ar comprimido a uma pressão de 965,3 Kpa, contra uma placa de aço inoxidável posicionada a 10 cm da saída do jato de ar, de maneira que fossem observados níveis de danos semelhantes ao beneficiamento, e após armazenadas durante 5 meses sob ambiente com temperatura de 20ºC e 50-60% de umidade relativa do ar. O objetivo foi submeter as sementes a impactos consecutivos para avaliar o efeito cumulativo dos danos. Foram estabelecidos 5 tratamentos sendo de 0, 1, 3, 5 e 7 lançamentos contra a placa metálica. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com quatro repetições e os tratamentos definidos a partir de um esquema fatorial (7 x 5) pela combinação entre classes de tamanhos de sementes e intensidade de danos mecânicos.

Para as sementes submetidas aos diferentes impactos foram avaliados: a) teor de água das sementes: empregando-se o método da estufa, a 105±3ºC durante 24 horas, tendo sido avaliadas duas amostras por tratamento, conforme as indicações das Regras para Análise de Sementes (2). Os resultados foram expressos em porcentagem tendo como base o peso úmido, sem submeter-se à análise estatística; b) danos mecânicos: através do teste de tintura de iodo, empregando-se quatro repetições de 50 sementes por tratamento. As sementes foram dispostas em copos plásticos e a estes adicionados solução de tintura de iodo a 4% em volume suficiente para cobrir as sementes e, lavagem das sementes após cinco minutos de imersão. A identificação das sementes danificadas foi realizada com base na presença de sinais de coloração roxa, resultante da reação entre o iodo e o amido. Os resultados foram expressos em porcentagem, segundo as recomendações de Marcos Filho et al. (13); c) sanidade das sementes: com emprego do método de incubação em papel de filtro em placas de Petri com congelamento. Após 24 horas de incubação a temperatura de 20±2ºC e, sob alternância de 12/12horas de luz fluorescente branca e escuro, as sementes foram colocadas em "freezer" a temperatura de -18ºC durante 24 horas, buscando paralisar o processo germinativo. Após esse período, as placas contendo as sementes foram retornadas às condições de incubação já referidas, por mais cinco dias. Após realizou-se a avaliação e identificação dos patógenos, sob microscópio estereoscópico e com auxílio de literatura, avaliando-se individualmente as sementes. Foram avaliadas 30 sementes por tratamento e os resultados expressos em percentuais de incidência de patógenos nas sementes; d) germinação: foram avaliadas 50 sementes, por repetição, dispostas equidistantes em rolos de papel toalha umedecido com água numa quantidade equivalente a 2,5 vezes a sua massa seca, e mantidas a temperatura constante de 25ºC. A contagem das sementes germinadas foi realizada aos quatro e sete dias após a semeadura com avaliação efetuada de acordo com os critérios estabelecidos pelas Regras de Análise de Sementes (2), computando as plântulas normais, com resultados expressos em porcentagem; e) teste de frio: realizado pelo método do rolo de papel com terra. Quatro repetições de 50 sementes foram distribuídas equidistantemente sobre duas folhas de papel toalha previamente umedecidas com água numa proporção de massa de 2,7:1 (água: papel) e cobertas com uma fina camada de terra proveniente de área recentemente cultivada com milho e com mais uma folha do papel-toalha. Após a semeadura os rolos foram dispostos em caixas plásticas, vedadas e incubadas em câmara fria a 10ºC por sete dias. Após, os rolos foram removidos das caixas e transferidos para germinador a 25ºC onde permaneceram por 5 dias, sendo o resultado expresso em porcentagem de plântulas emersas.

Os dados foram submetidos à análise da variância (ANOVA) e as médias comparadas pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade. Os dados dos testes de germinação e frio foram transformados segundo arco seno (x/100)^1/2.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

De acordo com os resultados da análise estatística observa-se que a germinação e a incidência de patógenos nas sementes de milho doce podem variar com o tamanho e forma das sementes (Tabela 2). Observou-se influência do número de impactos apenas sobre o resultado do teste de frio e sobre os danos no pericarpo. Além disso, com relação a estes dois testes também foi observada interação entre a classe de sementes e o número de impactos consecutivos destas contra a placa metálica.

As sementes de milho doce avaliadas apresentaram diferenças nos percentuais de incidência para os patógenos como Cephalosporium sp. e Aspergillus spp. (Tabela 3). Para o Fusarium verticillioides foi constatada médias de incidência de até 100%, enquanto que, para outros fungos, como o Cephalosporium sp. e o Aspergillus spp. a incidência foi menor, não excedendo 21%. Para Cephalosporium sp. a maior incidência (20,8%) foi observada nas sementes chatas e de tamanho médio (CM) comparativamente àquelas de formato arredondado e de tamanhos grande e médio (RG, RM1 e RM2) cujos percentuais estiveram entre 7,5 e 8,7%. Ainda, para as sementes redondas houve tendência de aumento da incidência desse patógeno com a diminuição do tamanho das sementes. Provavelmente deve-se à maior facilidade de contaminação pelo fungo ainda no campo em sementes localizadas na porção apical da espiga em comparação às de maior tamanho, da base da espiga.

Para Penicillium spp., os maiores percentuais foram para as sementes das classes RM1 e CG quando comparadas às sementes da classe RP. O mesmo ocorreu para Aspergillus sp. com menor percentual nas sementes das classes RP, CM e CP comparadas às da classe RM1. Em sementes de milho doce, Camargo (3) encontrou resultados semelhantes aos obtidos nesse estudo tendo ele observado maior incidência de Fusarium sp., de Penicillium spp. e Aspergillus spp., e penas a incidência do Cephalosporium sp. não coincidiu com os dados obtidos por Camargo (3), que observou porcentagens inferiores a 2%. A elevada incidência de F. verticillioides observada no presente trabalho está de acordo com os resultados observados por Marchi et al. (12), quando avaliaram a interação entre danos mecânicos e tratamentos fungicidas na incidência de patógenos em sementes de milho e também observaram baixa incidência dos fungos de armazenamento Aspergillus spp.

Para a germinação foram observadas diferenças conforme o tamanho e a forma das sementes (Tabela 3), sem relação entre esta avaliação com a porcentagem de danos mecânicos (Tabela 4). As classes de sementes RG e CP apresentaram diferenças na porcentagem de danos mecânicos, mas apresentaram germinação idêntica.

Os resultados evidenciaram que a baixa severidade das injúrias, não prejudicam a viabilidade das sementes. Segundo Cicero e Silva (5) os danos mecânicos são prejudiciais à germinação e favoráveis à incidência de patógenos quando localizados próximos do embrião. Marchi et al. (12) observaram máxima incidência do Cephalosporium sp. e Aspergillus spp. (90 e 6%, respectivamente) em sementes de milho quando o percentual de injúrias no pericarpo foram de 42%, sem apresentar grande amplitude (12 e 6%, respectivamente) na incidência desses patógenos entre os tratamentos de menor e maior nível de danos mecânicos. Também, comparando os resultados da incidência do Aspergillus spp. observados por Marchi et al. (12) com os obtidos neste trabalho, os percentuais foram próximos, porém maior para as sementes de milho doce, 8,4%. A menor incidência do Cephalosporium sp. em compação com os resultados de Marchi et al. (12) provavelmente seja devido à qualidade inicial das sementes. Embora não tenha sido realizado o teste de sanidade antes do armazenamento, supõe-se que o baixo teor de água das sementes (próximo de 9% na base úmida) e o armazenamento em condições de ambiente controlado (20ºC e 50-60% de umidade relativa do ar) tenham sido, provavelmente, os fatores preponderantes para restringir o desenvolvimento de fungos do gênero Aspergillus spp. e Penicillium spp. nas sementes. Conforme Pinto (15), os fungos de armazenamento podem infestar as sementes na pré-colheita, principalmente sob condições climáticas favoráveis ao seu desenvolvimento, bem como podem tolerar baixo teor de água das sementes e sobreviver por períodos prolongados de armazenamento.

O maior percentual de injúrias no pericarpo observado para as sementes redondas quando comparadas às chatas de menor tamanho (Tabela 4), concordam com os resultados de George et al. (8). Segundo Carvalho e Nakagawa (4) quanto mais irregular a forma da semente, menor é a sensibilidade à injúria mecânica, porque formatos irregulares determinam diferentes probabilidades de impactos sobre os diversos pontos da semente.

No geral, os maiores percentuais de germinação foram observados nas sementes chatas, sem diferença estatística (Tabela 3). A classe CM apresentou maior percentual e as classes RM1 e RM2 os menores. Entretanto, a partir da análise desses resultados não foi possível estabelecer uma relação entre incidência de patógenos e germinação. Talvez isto esteja associado a diferenças no potencial fisiológico das sementes, concordando com as suposições de Camargo (3) que atribuiu ao baixo potencial fisiológico das sementes o baixo desempenho germinativo das sementes de milho doce após o armazenamento, tendo em vista que a taxa de infecção por fungos foi baixa. Apesar de não ter sido detectado o efeito de patógenos sobre a germinação das sementes neste trabalho, não se pode descartar a possibilidade da atuação destes fungos em prejudicar o desempenho germinativo das sementes em conjunto com outros fatores como, por exemplo, a ocorrência de injúrias mecânicas e baixo conteúdo de amido das sementes de milho doce. Existem evidências, em estudos realizados por George et al. (8), que sementes grandes e médias de milho doce tiveram alta germinação quando comparadas com sementes pequenas devido à maior quantidade de reservas.

O aumento do número de impactos levou à redução do vigor das sementes, com excessão para as sementes da classe RP que já apresentavam baixo vigor (Tabela 5). No presente estudo a redução do vigor pode estar relacionada ao efeito latente dos danos mecânicos, durante o armazenamento. Esses resultados confirmam dados de pesquisa realizada com sementes de milho doce que indicou redução de até 51% no percentual de plântulas normais do teste de frio para sementes que foram colhidas mecanicamente quando comparados à colheita e trilha manuais (14).

Além disso, o teste de frio pode ser considerado favorável ao desenvolvimento de fungos em sementes de milho (7, 11, 15, 20), principalmente devido ao retardamento na velocidade de germinação. Possivelmente a redução do vigor das sementes na medida em que se intensificaram os danos mecânicos, observada nesta pesquisa, esteja relacionada à redução do potencial fisiológico devido às lesões e perda da integridade das membranas celulares, com retardamento da germinação e exposição das sementes por tempo maior à ação dos fungos. Esta hipótese é fortalecida pela constatação, durante a avaliação do teste de frio, do elevado percentual de sementes mortas e plântulas anormais revestidas com micélio de fungos, principalmente de F. verticillioides. Por outro lado, dados da literatura indicam que aumentos da intensidade dos danos mecânicos em sementes de milho reduziram o percentual de germinação no teste de frio e aumentaram a incidência de fungos dos gêneros Aspergillus spp. e Cephalosporium sp., sem, contudo, influenciar na incidência de F. verticillioides e Penicillium spp. (12).

Os resultados deste trabalho mostraram diferenças nos níveis de incidência de patógenos em sementes de milho doce classificadas em diferentes tamanhos e formas. O aumento da intensidade dos danos mecânicos não favoreceu ao aumento da incidência dos patógenos nas sementes, mas reduziu o vigor das mesmas.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) (Proc. 2006/57110-9) pelo financiamento da pesquisa.

Data de chegada: 23/11/2007.

Aceito para publicação em: 05/01/2009

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  30 Out 2009
• Data do Fascículo
  Set 2009

Histórico

• Recebido
  23 Nov 2007
• Aceito
  05 Jan 2009