Artículo original

 

Biometria e quebra de dormência em Dimorphandra gardneriana Tul. (Faveira) (Fabaceae)

Biometría y rompimiento de la dormancia de Dimorphandra gardneriana Tul. (Fabaceae)

Biometrics and dormancy breakage of Dimorphandra gardneriana Tul. (Fabaceae)

 

José Weverton Almeida Bezerra1*
Maria Arlene Pessoa da Silva1
Adriano Pereira Batista2
Ma. Ana Cleide Alcantara Morais Mendonça3
José Fábio de Oliveira3
Marcos Aurélio Figueiredo dos Santos1
Viviane Bezerra da Silva1

 

1 Laboratório de Botânica Aplicada - LBA - Universidade Regional do Cariri, Crato, CE, Brasil
2 Laboratório de Ecofisiologia Vegetal - LECOV - Universidade Regional do Cariri, Crato, CE, Brasil
3 Herbário Caririense Dárdano de Andrade-Lima (HCDAL) - Universidade Regional do Cariri, Crato, CE, Brasil

*Autor para la correspondencia. Correo electrónico: weverton.almeida@urca.com

 

 

RESUMO

Introdução: Dimorphandra gardneriana Tul. (faveira) é uma espécie arbórea pertencente à Fabaceae de ampla ocorrência na Floresta Nacional do Araripe, Ceará, Brasil. Suas sementes apresentam dormência física o que dificulta a sua germinação, o que juntamente com a exploração antrópica de seus frutos em processo de maturação podem desencadear processos ambientais negativos a essa espécie.
Objetivo: Propor um método de quebra de dormência em sementes de D. gardneriana para ampliar o índice de germinação, e realizar a biometria de suas sementes e estruturas de suas plântulas.
Metodologia: As sementes foram coletadas na Chapada do Araripe, Crato-CE, Brasil e os parâmetros biométricos analisados foram das sementes e das plântulas com 16 dias de germinação, os resultados foram expressos na forma de média ± desvio padrão. Para a quebra de dormência foi utilizado dois tratamentos constando de escarificação oposta (EOH) e perpendicular ao hilo (EPH) e um grupo controle (sem escarificação).
Resultados: A biometria das sementes apresentou uma média de 11,86±0,4 mm de (comprimento), 5,53±0,14 mm de largura e 4,22±0,08 mm de espessura, denotando uniformidade entre uma semente e outra. Para a biometria das plântulas não houve diferença entre os grupos tratados. Para a superação da dormência, as sementes com EOH e EPH apresentaram, respectivamente, um Tm de 13,4 e 12,9 dias, demostrando ser uma espécie de germinação lenta, visto apresentar Tm>10 dias, a sua porcentagem de emergência foi de 66,6 % para EOH e 60 % para EPH, enquanto que o IVE das sementes submetidas a EOH foi de 8,593 e a EPH foi de 10,666.
Conclusão: Desse modo as sementes escarificadas perpendicularmente ao hilo germinaram mais rapidamente. Além disso é observado que as sementes de D. gardneriana apresentam uniformidade e uma germinação lenta quando comparada com outras espécies.

Palavras-Chave: Faveira; Chapada-do-Araripe; escarificação.

RESUMEN

Introducción: Dimorphandra gardneriana Tul. es una especie arbórea perteneciente a la familia Fabaceae de amplia presencia en el Bosque Nacional del Araripe, Ceará, Brasil. Sus semillas presentan latencia física que dificulta su germinación, lo que junto con la explotación antrópica de sus frutos en proceso de maduración puede desencadenar procesos ambientales negativos para esta especie.
Objetivo: Proponer un método para romper la dormancia de las semillas de D. gardneriana para incrementar la germinación, así como realizar la biometría de sus semillas y de las estructuras de sus plántulas.
Método: Las semillas se recolectaron en la Chapada del Araripe, Crato-CE, Brasil y se analizaron los parámetros biométricos de las semillas y de las plántulas con 16 días de germinación. Los resultados se expresaron como media ± desviación estándar. Para romper la dormancia se utilizaron los tratamientos de escarificación opuesta al hilo (EOH) y perpendicular al hilo (EPH) y un grupo control sin escarificación.
Resultados: La biometría de las semillas presentó una media de 11,86 ± 0,4 mm de longitud, 5,53 ± 0,14 mm de ancho y 4,22 ± 0,08 mm de espesor, y se observó uniformidad entre una semilla y otra. En la biometría de las plántulas no hubo diferencia entre los grupos tratados. Para superar la dormancia, las semillas con EOH y EPH presentaron un tiempo medio (Tm) de 13,4 y 12,9 días, respectivamente, lo que demuestra que D. gardneriana es una especie de germinación lenta con un Tm mayor de 10 días. El porcentaje de emergencia fue 66,6 % para EOH y 60 % para EPH, mientras que el índice de velocidad de emergencia (IVE) de las semillas sometidas a EOH fue de 8,593 y la EPH fue de 10,666.
Conclusiones: De ese modo, las semillas escarificadas perpendicularmente al hilo germinaron más rápidamente. Además se observó que las semillas de D. gardneriana presentan uniformidad y una germinación lenta en comparación con otras especies.

Palabras clave: Fabacea; Chapada-do-Araripe; escarificación.

ABSTRACT

Introduction: Dimorphandra gardneriana Tul. is a tree species from the Fabaceae family widely distributed in Araripe National Forest, Ceará, Brazil. Its seeds undergo physical latency which hampers germination. This, alongside anthropic exploitation of its fruits while ripening, may trigger negative environmental processes for the species.
Objective: Propose a method to break the dormancy of D. gardneriana seeds to increase germination, and perform a biometric analysis of its seeds and plantlets.
Method: The seeds were collected from Chapada do Araripe, in the city of Crato, Ceará State, Brazil. Analysis was conducted of the biometric parameters of seeds and of plantlets 16 days after germination. Results were expressed as mean ± standard deviation. Dormancy was broken using scarification against the grain (AGS), perpendicular to grain (PGS), and a control group with no scarification.
Results: Biometry of the seeds revealed a mean of 11.86 ± 0.4 mm length, 5.53 ± 0.14 mm width and 4.22 ± 0.08 mm thickness, with uniformity between the seeds. Biometry of the plantlets found no differences between the groups treated. Seeds treated with AGS and PGS required a mean time (MT) of 13.4 and 12.9 days respectively to break dormancy, which shows that Dimorphandra gardneriana Tul is a slow-germination species with a MT above 10 days. Emergence percentage was 66.6% for AGS and 60% for PGS, whereas the emergence speed index (ESI) was 8 593 for seeds with AGS and 10 666 for seeds with PGS.
Conclusions: It was found that seeds scarified perpendicular to grain germinate faster. It was also observed that D. gardneriana seeds display uniformity and slow germination in comparison with other species.

Key words: Fabaceae, Chapada do Araripe, scarification.

 

 

Recibido:12/05/2018
Aprobado: 24/07/2018

 

 

INTRODUÇÃO

A família Fabaceae apresenta-se como a terceira maior das Angiospermas do mundo em número de espécies, ficando atrás apenas de Asteraceae e Orchidaceae, engloba 36 tribos e 727 gêneros, onde já foram registradas aproximadamente 19.325 espécies.1 É a primeira na lista de famílias botânicas no Brasil com 2.735 espécies catalogadas, distribuindo-se por todo território nacional ocupando espaço nos mais diversos ambientes.2,3

O gênero Dimorphandra pertence a este táxon, com aproximadamente 26 espécies4 e a espécie Dimorphandra gardneriana Tul. é popularmente conhecida como "faveira" ou "fava d'danta"5,6. É, uma planta nativa do Brasil, encontrada naturalmente nos estados do Ceará, Piauí, Maranhão, Bahia, Pará, Goiás, Minas Gerais e Mato Grosso. 7 No sul do estado do Ceará esta espécie é encontrada na Floresta Nacional do Araripe-Apodi (FLONA), Crato, sendo a extração e vendados seus frutos em estágio de maturação utilizados como complementação na renda familiar da comunidade local.8

Um fator determinante na perpetuação de espécies vegetais é a dormência que algumas sementes possuem. D. gardneriana possui dormência física, pois suas sementes apresentam uma testa com uma camada de células paliçádicas com paredes secundárias grossas e lignificadas (esclereídeos), impregnadas com substâncias de natureza hidrofóbica que impermeabilizam os tecidos da semente restringindo total ou parcialmente a difusão de água e oxigênio no embrião, consequentemente impede a sua germinação.9,10

Pesquisas que visem a quebra de dormência em sementes de espécies do gênero Dimorphandra são importantes, pois a procura pelos frutos ainda em maturação é grande. Isso é justificado uma vez que os frutos ainda verdes concentrarem uma boa quantidade de rutina, substância natural do metabolismo secundário das plantas, com atividades biológicas e farmacológicas que atrai o interesse da indústria farmacêutica.11-13 De acordo com CEDAC,14 cerca de 50 % da produção mundial de rutina é proveniente de espécies do gênero Dimorphandra, sendo assim, a alta procura dos frutos implicará de forma negativa na sucessão ecológica dessas espécies, visto que elas apresentam dormência tegumentar e são amplamente coletadas antes de sua maturação.

Trabalhos referentes às características biométricos de plântulas de D. gardneriana, bem como o de biometria de suas sementes são escassos. Entretanto, eles são de suma importância, pois as características morfológicas juntamente com as biométricas de plântulas segundo Barroso et al. 15 funcionam como um critério adicional para a taxonomia de famílias e gêneros de eudicotiledôneas. Lopes e Matheus16 em seu estudo com Dimorphandra wilsonii Rizz, corroboram com o exposto, ao afirmarem que os caracteres morfológicos e biométricos são essenciais por fornecerem contribuições que facilitam o reconhecimento de espécies em campo.

De acordo com Ramos e Ferraz17 a descrição morfológica e biométrica dos frutos, sementes e plântulas fornece informações que podem ser aplicados em estudos relacionados à germinação, armazenamento, teste de qualidade, conservação da fauna silvestre, ecologia e paleobotânica. Considerando os aspectos acima referidos com o presente trabalho objetivou-se propor um método de quebra de dormência para ampliar o índice de germinação, e realizar a biometria de suas sementes e estruturas de suas plântulas.

 

 

MÉTODOS

Material botânico

As sementes de D. gardneriana foram coletadas em fevereiro de 2016 em uma área da Chapada do Araripe, Crato - CE com coordenadas S 07º14'58,1'' e W 039º29'48,2'' e altitude de 951 m e número de Sistema de Autorização e Informação em Biodiversidade - SISBIO de 29356, sendo então conduzidas ao Laboratório de Botânica aplicada de Universidade Regional do Cariri - URCA em sacos de papel e armazenadas sob temperatura ambiente durante 15 dias até a condução dos experimentos.

Para identificação científica foi coletado material botânico em estágio fértil, que foi herborizado e montado em exsicata, sendo depositada no Herbário Caririense Dárdano de Andrade-Lima - HCDAL/URCA com número 12.506.

As sementes foram coletadas de 20 indivíduos distintos segundo as normas do manual de Regras para Análise de Sementes.18 Em seguida, foram selecionadas as sementes sadias, ou seja sem a presença de patógenos, ou que foram atacadas por insetos.

Teste de quebra de dormência

Para os testes de emergência selecionou-se ao acaso duzentas sementes, que foram higienizadas com hipoclorito comercial© durante 5 minutos. Para a superação da dormência foi avaliado dois tratamentos, sendo o tratamento 1 a escarificação mecânica com lixa d'água, na posição oposta ao hilo (EOH) e o tratamento 2 a escarificação mecânica com lixa d'água com posição perpendicular ao hilo (EPH), acompanhada de um grupo controle sem escarificação. Foram utilizadas 20 sementes com três repetições (triplicata).

Os testes foram conduzidos em bandejas de polietileno em casa de vegetação com sombrite de 30%. O substrato utilizado foi o solo da Chapada do Araripe, previamente autoclavado. Para o cálculo da quantidade de água para o substrato, foi utilizada a metodologia proposta por Brasil18. A partir da qual obteve-se um nível de retenção 98.3 ± 4,04 mL de água para 250 g de solo, ou seja, 0,39 mL de por grama de solo.

Variáveis analisadas

Foi considerada como germinada a semente que apresentou emergência do hipocótilo acima do solo. Para determinar o Índice de Velocidade de Emergência (IVE), foi adotado a fórmula (1) de Maguire 19:

Onde, E1, E2 e En é o número de plântulas normais emergidas computadas na primeira, segunda e última contagem, respectivamente; e N1, N2 e N N, é o número de dias desde a semeadura até a primeira, segunda e última contagem.

Na determinação da porcentagem de emergência (PE) foi utilizada a fórmula (2):

Onde N refere-se ao número de sementes germinadas e Nt refere-se ao número total de sementes semeadas.

Para tempo médio para germinação (Tm) foi utilizada a fórmula (3) proposta por Edmond e Drapala. 2

Onde, Tm é o tempo médio necessário para a espécie atingir a germinação máxima; E¹, E² e Em correspondem ao número de plântulas emergidas nos tempos T¹, T² e Tn. Após calcular o Tm, as sementes foram classificadas em rápidas (germinação <5 dias), intermediárias (>5 e <10 dias) e lentas (>10 dias). Essa classificação é utilizada para avaliar a rapidez de ocupação de uma espécie em um determinado ambiente.21

Biometria

Sementes

A biometria das sementes foi realizada com 200 sementes selecionadas aleatoriamente, sendo determinado o comprimento, a largura e a espessura de cada uma, utilizando-se um paquímetro digital de precisão, de 0,1 mm. Considerou-se o comprimento como a medida da base até o ápice e a largura a medida da linha mediana das sementes.

Plântulas

No 16º dia foram mensuradas com o auxílio do paquímetro as medidas biométricas de 9 plântulas de cada grupo (EOH e EPH).

Análise estatística

Para a análise estatística dos dados foi feita a média (± desvio padrão) utilizando o Graph Pad Prism 6 com análise de variância (ANOVA) seguida pelo Teste de Tukey a 5 % de probabilidade, ou teste de Bonferroni quando necessário, foram consideradas significativas quando p < 0,05.

 

 

RESULTADOS

De modo geral, no que se refere à quebra de dormência, a escarificação mecânica por meio da lixa d'água foi efetiva para superar a dormência das sementes de D. gardneriana . Isso deve-se ao fato de que houve germinação nos dois tratamentos, enquanto que no controle não houve nenhuma germinação durante o experimento. Na qual é possível observar que no 11º dia houve significância estatística na germinação das sementes dos dois grupos quando comparadas com o controle (Figura 1).

 

Na comparação entre os dois grupos (EOH e EPH) por meio da ANOVA, não houve nenhuma significância entre a quantidade de sementes germinadas. Sendo assim, para trabalhos que visem uma maior quantidade de sementes germinadas da espécie em estudo, não haverá diferenças entre os dois tipos de escarificação realizada.

Para as variáveis avaliadas no teste de quebra de dormência, foi possível observar que a porcentagem de emergência entre os dois tratamentos de escarificação não apresentou diferenças estatísticas, assim como o seu tempo médio de emergência. Entretanto no IVE, houve uma diferença entre os dois tratamentos, visto que as sementes escarificadas perpendicularmente ao hilo apresentaram um IVE maior (10,666) e que o grupo com escarificação oposta (8,593). A diferença estatística no IVE ocorreu porque as sementes com EPH apresentarem maior área que ficou submetida à entrada de água e gases, podendo chegar com maior velocidade ao embrião, enquanto que a EOH fica relativamente distante do embrião (em comparação com a perpendicular), consequentemente levará mais tempo a chegada de água e oxigênio ao embrião. Quando comparado com o controle, tanto a EPH quanto a EOH houve uma significância (Tabela 1).

Tanto em quantidade de sementes germinadas (Figura 1) quanto nas variáveis analisadas (Tabela 1), no grupo controle não houve nenhuma germinação, consequentemente as suas variáveis apresentaram resultados nulos demonstrando que as suas sementes apresentam dormência.

De acordo com a classificação proposta por Ferreira et al.,28 as sementes de D. gardneriana apresentam uma germinação lenta, visto que apresentaram um Tm>10 dias (Tabela 1), para os dois grupos tratados com escarificação. Sendo assim, essa espécie apresenta um baixo nível de ocupação de ambientes, o que pode levar, juntamente com a alta pressão antrópica e as mudanças nos ambientes a um risco de extinção da espécie.

Na análise biométrica, foi possível observar que as sementes apresentaram um tamanho constante, tendo baixo desvio padrão. O comprimento foi de 11,86 ±0,4 mm, a largura de 5,53 ±0,14 mm e a espessura de 4,22 ±0,08 mm. Entretanto no lote das sementes, houve aquelas que apresentaram mensurações bastante pequenas quando comparadas com a média, como é o caso do comprimento, onde o seu valor mínimo foi 8,93 mm (Tabela 2).

 

Pelos histogramas de frequência, foi observado que as sementes apresentaram com maior frequência as dimensões de 10,3 a 11,6 mm de comprimento (38 % de frequência), 5,04 a 5,71 mm de largura com (56 %) e 3,93 a 4,53 de espessura com (60 %) (Figura 2).

 

Para os valores biométricos das estruturas das plântulas, foi observado que não houve nenhuma diferença estatística entre os dois grupos. De modo geral as plântulas apresentaram 4 a 5 cm de comprimento ao final do 16º dia e uma radícula com 2,9 cm. Os cotilédones apresentaram valores biométricos maiores que os das sementes por eles terem absorvido água, tanto no comprimento, quanto na largura e espessura (Tabela 3).

 

Não há na literatura estudos enfocando a biometrias das plântulas em nenhuma espécie do gênero Dimorphandra, sendo este o primeiro trabalho. Essas medidas podem auxiliar na identificação das plântulas em campo, assim como também a sua taxonomia quando necessário.

 

 

DISCUSSÃO

Pesquisas que visem a quebra de dormência em sementes de espécies do gênero Dimorphandra são importantes, pois atualmente a procura pelos frutos ainda em maturação é grande. Isso é justificado por os frutos ainda verdes concentrarem uma boa quantidade de rutina, uma substância natural que apresenta atividades biológicas e farmacológicas na qual a indústria farmacêutica tem grande interesse.11-13 De acordo com CEDAC,14 cerca de 50 % da produção mundial de rutina é proveniente de espécies do gênero Dimorphandra, sendo assim, a alta procura dos frutos irá acarretar na sucessão ecológica dessas espécies, visto que elas apresentam dormência tegumentar e são amplamente coletadas antes de sua maturação.

O método mais recomendado para a quebra de dormência em sementes dos representantes de Fabaceae é a escarificação física, pois esta rompe o tegumento rígido deixando parte da semente exposta aos gases e à água. Contudo além de escarificações físicas, há as escarificações químicas que também superam essa dormência imposta pelo tegumento grosso e lignificado, como é no caso da Bowdichia virgilioides H.B.K. (sucupira-preta), em que a imersão em ácido sulfúrico concentrado por um período de oito a onze minutos, é eficiente na superação da dormência dessa espécie.22 Na espécie Schizolobium amazonicum Huber ex Ducke a imersão também em ácido sulfúrico foi efetivo para a superação da dormência, com tempo de exposição ao ácido de 60 minutos.23

Em campo é possível perceber que não existem plântulas de D. gardneriana próximas à planta-mãe, mas sim em locais um pouco afastados, isso pode ser associado aos seus dispersores, os quais ainda são desconhecidos, Bizerril et al.24 aponta a anta (Tapirus terrestris) como o agente dispersor de outra espécie do mesmo gênero D. mollis. Essa dispersão é importante no rearranjo do padrão de distribuição espacial das sementes, bem como na sucessão ecológica da espécie com maiores chances de sobrevivência.25

A dormência é uma estratégia natural de sobrevivência de várias espécies florestais. D. gardneriana utiliza essa estratégia como uma forma de otimizar a longevidade das sementes, distribuindo-as no espaço e no tempo. Como relatado por Marcos Filho,26 essa distribuição no tempo é uma forma de garantir que as espécies vegetais consigam se estabelecerem na comunidade florestal. Além disso, a dormência assegura que as condições sejam favoráveis para o crescimento da plântula, quando ocorrer a germinação da semente.27

Biometricamente, as sementes de D. gardneriana são semelhantes às sementes de sua espécie congenérica a D. mollis, que tem comprimento médio de 12,4 mm, variando de 8,7 a 13,5 mm, uma largura de 5,1 mm, variando de 4,3 a 5,9 mm e uma espessura média de 3,9 mm, havendo variação de 3,0 a 4,8 mm.21 Quando comparadas a espécie D. wilsonii, também não houve diferenças significativas nas medidas biométricas, visto que esta última apresentou um comprimento de 11-12 mm, largura 4,8-5,9 mm e espessura 3,6-4 mm. Sendo assim, não é aconselhável utilizar esse parâmetro morfológico como caráter taxonômico para a diferenciação dessas três espécies, visto que suas medidas são bastante similares.

Segundo Rodrigues et al.29 essa variedade observada no tamanho das sementes é comum em frutos polispérmicos, sendo a variação biométrica ocorrente devido à competição entre as sementes no seu desenvolvimento, consequentemente há interferência no seu tamanho final.

Desse modo o estudo mostra que as sementes de D. gardneriana escarificadas perpendicularmente ao hilo germinam em menor tempo, além disso, as suas sementes apresentam uniformidade de tamanho e apresentam uma germinação lenta.

 

 

Conflicto de intereses

Los autores expresan que no tienen conflicto de intereses.

 

 

REFERÊNCIAS

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Conflicto de intereses

Los autores expresan que no tienen conflicto de intereses.



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