Effects of water deficit and pH on seed germination and seedling development in Cereus jamacaru
DOI:
https://doi.org/10.5433/1679-0359.2019v40n4p1379Keywords:
Cactaceae, Osmotic potential, Acidity, Polyethylene glycol, Viability, vigor.Abstract
The lack of water and soil acidity are current problems occurring in many regions around the globe. Therefore, it is essential to investigate the effects of seed germination and seedling development, in order to determine the species adaptability to the ever-changing environment. The aim of this study was to evaluate the effects of water deficit and pH on seed germination and seedling development in Cereus jamacaru. A completely randomized experiment was performed. A factorial scheme of 6 × 7, corresponding to six osmotic potential values (0.0, -0.2, -0.4, -0.6, -0.8, and -1.0 MPa) induced by PEG 6000, and seven pH levels (3, 4, 5, 6, 7, 8, and 9) with four replications was used. The variables analyzed were germination (G), germination speed index (GSI), mean germination time (MGT), normal seedling (NS), root length (RL), shoot length (ShL), seedling length (SL), and seedling dry mass (SDM). The statistical analysis included ANOVA and binomial models (G and NS), regression models with quadratic terms (GSI and MGT), and response surface method (ShL and SL) for the variables with at least one significant factor (p < 0.05). C. jamacaru showed susceptibility to water deficit at seed germination and seedling development stages, indicated by the decreases in G, GSI, NS, ShL, and SL at osmotic potential below to 0.0 MPa. The pH interaction with osmotic potential affected C. jamacaru seedling development. The increase in pH was favorable for seedling development, but not for seed germination.References
ÁVILA, M. R.; BRACCINI, A. L.; SCAPIM, C. A.; FAGLIARI, J. R.; SANTOS, J. L. Influência do estresse hídrico simulado com manitol na germinação de sementes e crescimento de plântulas de canola. Revista Brasileira de Sementes, Londrina, v. 29, n. 1, p. 98-106, 2007. DOI: 10.1590/S0101-31222007000100014
BEWLEY, J. D.; BLACK, M. Seeds: physiology of development and germination. 2th ed. New York: Plenum Press, 1994. 445 p.
BRADY, N. C.; WEIL, R. R. Elementos da natureza e propriedades dos solos. 3. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. 716 p.
CARNEIRO, M. M. L. C.; DEUNER, S.; OLIVEIRA, P. V.; TEIXEIRA, S. B.; SOUSA, C. P.; BACARIN, M. A.; MORAES, D. M. Atividade antioxidante e viabilidade de sementes de girassol após estresse hídrico e salino. Revista Brasileira de Sementes, Londrina, v. 33, n. 4, p. 752-761, 2011.
CARVALHO, L. M.; CASALI, V. W. D. Plantas medicinais e aromáticas: relações com luz, estresse e insetos. Viçosa, MG: Arte Livros, 1999. 148 p.
CARVALHO, N. M.; NAKAGAWA, J. Sementes: ciência, tecnologia e produção. 5. ed. Jaboticabal: Funep, 2012. 590 p.
CAVALCANTI, N. B.; RESENDE, G. M. Efeito de diferentes substratos no desenvolvimento de mandacaru (Cereus jamacaru P. DC.), facheiro (Pilosocereus pachycladus RITTER), xiquexique (Pilosocereus gounellei (A. WEBWR EX K. SCHUM.) BLY. EX ROWL.) e coroa-de-frade (Melocactus bahiensis BRITTON & ROSE). Revista Caatinga, Mossoró, v. 20, n. 1, p. 28-35, 2007.
DELL’AQUILA, A. Water uptake and protein synthesis in germinating wheat embryos under osmotic stress of polyethylene glycol. Annals of Botany, Oxford, v. 69, n. 2, p. 167-171, 1992. DOI: 10.1093/oxfordjournals.aob.a088322
JALEEL, C. A.; MANIVANNAN, P.; SANKAR, B.; KISHOREKUMAR, A.; GOPI, R.; SOMASUNDARUM, R.; PANNEERSELVAM, R. Water deficit stress mitigation by calcium chloride in Catharanthus roseus: Effects on oxidative stress, praline metabolism and indole alkaloid accumulation. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, v. 60, n. 1, p. 110-116, 2007. DOI: 10.1016/j.colsurfb.2007.06.006
KEMBEL, S. W.; KROON, H.; CAHILL JUNIOR, J. F.; MOMMER, L. Improving the scale and precision of hypotheses to explain root foraging ability. Annals of Botany, Oxford, v. 101, n. 9, p. 1295-1301, 2008. DOI: 10.1093/aob/mcn044
KERBAUY, G. B. Fisiologia vegetal. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. 446 p.
LARCHER, W. Ecofisiologia vegetal. São Carlos: Rima, 2000. 531 p.
LIMA, B. G.; TORRES, S. B. Estresses hídrico e salino na germinação de sementes de Zizyphus joazeiro Mart. (Rhamnaceae). Revista Caatinga, Mossoró, v. 22, n. 4, p. 93-99, 2009.
LIMA, J. D.; ALMEIDA, C. C.; DANTAS, V. A. V.; SIBA, B. M.; MORAES, W. S. Efeito da temperatura e do substrato na germinação de sementes de Caesalpinia ferrea Mart. ex Tul. (Leguminosae, Caesalpinoideae). Revista Árvore, Viçosa, MG, v. 30, n. 4, p. 513-518, 2006. DOI: 10.1590/S0100-67622006000400003
LIMA, J. L. S. Plantas forrageiras das Caatingas: usos e potencialidades. Petrolina: EMBRAPA-CPATSA/PNE/RBG-KEW, 1996. 44 p.
MARCOS FILHO, J. Fisiologia de sementes de plantas cultivadas. 2. ed. Londrina: Abrates, 2015. 660 p.
MARTINS, C. C.; PEREIRA, M. R. R.; MARTINS, D.; MARCHI, S. R. Germinação de sementes de Melaleuca quinquenervia em condições de estresse hídrico e salino. Planta Daninha, Viçosa, MG, v. 29, n. 1, p. 1-6, 2011. DOI: 10.1590/S0100-83582011000100001
MASETTO, T. E.; QUADROS, J. B.; RIBEIRO, D. M.; REZENDE, R. K. S.; SCALON, S. P. Q. Potencial hídrico do substrato e teor de água das sementes na germinação do crambe. Revista Brasileira de Sementes, Londrina, v. 33, n. 3, p. 511-519, 2011. DOI: 10.1590/S0101-31222011000300014
MASETTO, T. E.; RIBEIRO, D. M.; REZENDE, R. K. S. Germinação de sementes de Urochloa ruziziensis em função da disponibilidade hídrica do substrato e teor de água das sementes. Pesquisa Agropecuária Tropical, Goiânia, v. 43, n. 4, p. 385-391, 2013. DOI: 10.1590/S1983-40632013000400010
MIZRAHI, Y.; NERD, A.; NOBEL, P. S. Cacti as crops. In: JANICK J. (Ed.). Horticultural reviews. New York: John Wiley & Sons, 1997. v. 18, p. 291-320.
MORAES, G. A. F.; MENEZES N. L.; PASQUALLI., L. L. Comportamento de sementes de feijão sob diferentes potenciais osmóticos. Ciência Rural, Santa Maria, v. 35, n. 4, p. 776-780, 2005. DOI: 10.1590/S0103-84782005000400004
MOTERLE, L. M.; SCAPIM, C. A.; BRACCINI, A. L.; RODOVALHO, M. A.; BARRETO. R. R. Influência do estresse hídrico sobre o desempenho fisiológico de sementes de híbridos simples de milho-pipoca. Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v. 32, n. 6, p. 1810-1817, 2008. DOI: 10.1590/S1413-70542008000600020
OLIVEIRA, A. B.; GOMES-FILHO, E. Germinação e vigor de sementes de sorgo forrageiro sob estresse hídrico e salino. Revista Brasileira de Sementes, Londrina, v. 31, n. 3, p. 48-56, 2009. DOI: 10.1590/S0101-31222009000300005
ORTIZ, T. A.; MORITZ, A.; OLIVEIRA, M. A.; TAKAHASHI, L. S. A. Effects of the hydrogen potential and fungicide treatment on Pitaya seed germination. Acta Scientiarum. Agronomy, Maringá, v. 37, n. 1, p. 69-74, 2015. DOI: 10.4025/actasciagron.v37i1.18088
PEREIRA, M. D.; LOPES, J. C. Germinação e desenvolvimento de plântulas de pinhão manso sob condições de estresse hídrico simulado. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 32, p. 1837-1842, 2011. Suplemento 1. DOI: 10.5433/1679-0359.2011v32Suplp1837
PEREIRA, M. R. R.; MARTINS, C. C.; MARTINS, D.; SILVA, R. J. N. Estresse hídrico induzido por soluções de PEG e de NaCl na germinação de sementes de nabiça e fedegoso. Bioscience Journal, Uberlândia, v. 30, n. 3, p. 687-696, 2014.
PEREIRA, M. R. R.; MARTINS, C. C.; SOUZA, G. S. F.; MARTINS, D. Influência do estresse hídrico e salino na germinação de Urochloa decumbens e Urochloa ruziziensis. Bioscience Journal, Uberlândia, v. 28, n. 4, p. 537-545, 2012.
RIZZINI, C. T.; COIMBRA FILHO, A.; HOUAISS, A. Ecossistemas brasileiros. Rio de Janeiro: Index, 1988. 199 p.
ROCHA, E. A.; AGRA, M. F. Flora do Pico do Jabre, Paraíba, Brasil: Cactaceae Juss. Acta Botanica Brasilica, São Paulo, v. 16, n. 1, p. 15-21, 2002. DOI: 10.1590/S0102-33062002000100004
SANTOS, M. C. A.; AROUCHA, E. M. M.; SOUZA, M. S.; SILVA, R. F.; SOUSA, P. A. Condicionamento osmótico de sementes. Revista Caatinga, Mossoró, v. 21, n. 2, p. 1-6, 2008.
SILVA, L. R.; ALVES, R. E. Avaliação da composição físico-química de frutos de mandacaru (Cereus jamacaru P.). Acta Agronómica, Palmira, v. 58, n. 4, p. 245-250, 2009. DOI: 10.15446/acag
TAIZ, L.; ZEIGER, E. Fisiologia vegetal. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2013. 954 p.
VIEIRA, F. C. F.; SANTOS JÚNIOR, C. D.; NOGUEIRA, A. P. O.; DIAS, A. C. C.; HAMAWAKI, O. T.; BONETTI, A. M. Aspectos fisiológicos e bioquímicos de cultivares de soja submetidos a déficit hídrico induzido por PEG 6000. Bioscience Journal, Uberlândia, v. 29, n. 3, p. 543-552, 2013.
WANDSCHEER, A. C. D.; BORELLA, J.; BONATTI, L. C.; PASTORINI, L. H. Atividade alelopática de folhas e pseudofrutos de Hovenia dulcis Thunb. (Rhamnaceae) sobre a germinação de Lactuca sativa L. (Asteraceae). Acta Botanica Brasilica, São Paulo, v. 25, n. 1, p. 25-30, 2011. DOI: 10.1590/S0102-33062011000100005
YAMASHITA, O. M.; GUIMARÃES, S. C. Germinação das sementes de Conyza canadensis e Conyza bonariensis em função da disponibilidade hídrica no substrato. Planta Daninha, Viçosa, MG, v. 28, n. 2, p. 309-317, 2010. DOI: 10.1590/S0100-83582010000200010
YAMASHITA, O. M.; GUIMARÃES, S. C.; SILVA, J. L.; CARVALHO, M. A. C.; CAMARGO, M. F. Fatores ambientais sobre a germinação de Emilia sonchifolia. Planta Daninha, Viçosa, MG, v. 27, v. 4, p. 673-681, 2009. DOI: 10.1590/S0100-83582009000400005
YASSEEN, B. T.; ALOMARY, S. S. An analysis of the effects of water-stress on leaf growth and yield of three barley cultivars. Irrigation Science, New York, v. 14, n. 3, p. 157-162, 1994. DOI: 10.1007/BF00193138
YOSHIMURA, K.; MASUDA, A.; KUWANO, M.; YOKOTA, A.; AKASHI, K. Programmed proteome response for drought avoidance/tolerance in the root of a C3 xerophyte (wild watermelon) under water deficits. Plant and Cell Physiology, Kyoto, v. 49, n. 2, p. 226-241, 2008. DOI: 10.1093/pcp/pcm180
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