Qualidade fisiológica de sementes de árvores matrizes de Handroanthus serratifolius (Vahl) S. O. Grose

Abstract

O uso de sementes de boa qualidade é imprescindível para o sucesso dos plantios florestais, sendo que a qualidade de sementes envolve aspectos físicos, sanitários, fisiológicos e genéticos. A variabilidade genética existente entre árvores matrizes contribui para as diferenças na qualidade das sementes, especialmente para espécies não domesticadas, como é o caso de Handroanthus serratifolius (Vahl) S. O. Grose (ipê-amarelo), pertencente à família Bignoniaceae. Essa espécie apresenta madeira de excelente qualidade para usos diversificados, além de ser recomendada para a arborização, paisagismo e recuperação de áreas degradadas. Diante disto, objetivou-se com esta pesquisa: i) avaliar a variabilidade da qualidade fisiológica de sementes de árvores matrizes de Handroanthus serratifolius; ii) estabelecer condições específicas e/ou verificar a aplicabilidade do uso dos testes de condutividade elétrica, de frio, deterioração controlada e envelhecimento acelerado para a avaliação da qualidade fisiológica de sementes de árvores matrizes da espécie; iii) avaliar a divergência entre as árvores matrizes quanto aos caracteres de qualidade fisiológica de sementes e iv) fornecer subsídios para a recomendação da coleta de sementes da espécie a partir dos resultados obtidos. Foram coletados frutos e extraídas sementes de 15 matrizes de Handroanthus serratifolius provenientes do município de Jaboticabal, em setembro de 2017. Após a obtenção das sementes foram determinados o teor de água e realizados os seguintes testes: de germinação, condutividade elétrica, de frio, deterioração controlada e envelhecimento acelerado. O delineamento utilizado foi o de blocos casualizados, em diferentes esquemas, conforme o teste. Os dados obtidos foram submetidos à análise diagnóstica de resíduos, utilizando os testes de normalidade e homocedasticidade, assim como a verificação da presença de valores discrepantes e/ou influentes. Após a análise de variância, procedeu-se à comparação de médias pelo teste de Scott-Knott a 5% de probabilidade e, ou análise de regressão, conforme o caso. De posse dos dados de todos os testes, procedeu-se ao estudo da diversidade genética entre as árvores matrizes, utilizando-se os métodos hierárquico de Ward e o não-hierárquico de K-means, como também, a análise de dispersão pela técnica de Componentes Principais, a partir da Distância Euclidiana calculada entre pares de árvores matrizes. Utilizou-se, ainda, da análise de componentes principais para verificação da importância relativa de cada variável para a divergência genética. Os resultados obtidos indicam a existência de variabilidade entre as árvores matrizes para todos os caracteres estudados nos diferentes testes. Nesse sentido recomenda-se que: 1) o teste de condutividade elétrica seja conduzido a 20 °C, com 25 sementes embebidas em 75 mL de água desionizada por 48 h; 2) o teste de frio pode ser conduzido a 10 °C por 3 dias, seguido do teste de germinação; 3) o teste de deterioração controlada pode ser conduzido na combinação de 20% de teor de água com posterior incubação por 24 h a 45 °C; 4) o teste de envelhecimento acelerado seja conduzido por 72 h nas temperaturas de 42 °C ou 45 °C. As árvores matrizes foram divididas em 4 grupos pelos métodos de Ward e K-means, apresentando variações na sua composição. Oito (36%) dos caracteres avaliados, foram considerados passíveis de descarte para o estudo da divergência pela técnica dos Componentes Principais, em geral, por serem redundantes a outros caracteres. Conclui-se, portanto, que os caracteres avaliados no teste padrão de germinação e nos testes de vigor comprovam a existência de variabilidade na qualidade fisiológica das sementes. A adoção de diferentes métodos de análise multivariada aponta a existência de divergência entre as árvores matrizes e possibilita, com confiabilidade, a identificação de grupos de árvores matrizes com características semelhantes e, ou divergentes em relação à qualidade fisiológica de sementes, sendo essas informações úteis e que poderão auxiliar em programas de produção de sementes e mudas de Handroanthus serratifolius. A variabilidade e a divergência observadas entre as árvores matrizes indicam que a coleta de sementes deva ocorrer em árvores matrizes que pertençam a grupos distintos, notadamente naqueles em que as matrizes apresentam bom desempenho germinativo.

The use of good quality seeds is essential for the success of forest plantations, and the quality of seeds involves physical, sanitary, physiological and genetic aspects. The genetic variability between mother trees contributes to differences in seed quality, especially for non-domesticated species, such as Handroanthus serratifolius (Vahl) S. O. Grose (yellow ipe), belonging to the Bignoniaceae family. This species has excellent quality wood for diverse uses, in addition to being recommended for afforestation, landscaping and recovery of degraded areas. Therefore, the aim of this research was: i) to evaluate the variability of the physiological quality of mother trees of Handroanthus serratifolius; ii) establish specific conditions and/or verify the applicability of the use of the electrical conductivity, cold, controlled deterioration and accelerated aging tests for the evaluation of the physiological quality of seeds of mother trees of the species; iii) to evaluate the divergence between the mother trees as to the characters of physiological quality of seeds and iv) provide subsidies for the recommendation of the collection of seeds of the species from the obtained results. Fruits were collected and seeds were extracted from 15 mother trees of Handroanthus serratifolius from Jaboticabal-SP, in september 2017. After obtaining the seeds, the water content was determined and the following tests were performed: germination, electrical conductivity, cold, controlled deterioration and accelerated aging. The design used was randomized blocks, in different schemes, according to the test. The obtained data were submitted to the diagnostic analysis of residues, using the normality and homoscedasticity tests, as well as the verification of the presence of outliers and/or influential values. After the analysis of variance, the means were compared using the Scott-Knott test at 5% probability and, or regression analysis, as appropriate. With the data from all tests, the genetic diversity among the mother trees was studied, using Ward's hierarchical and K-means non-hierarchical methods, as well as the dispersion analysis by the Principal Components, from the Euclidean Distance calculated between pairs of mother trees. Principal component analysis was used to verify the relative importance of each variable for genetic divergence. The results obtained indicate the existence of variability among the mother trees for all the characters studied in the different tests. The standardization of vigor tests to evaluate the physiological quality of seeds of mother trees of Handroanthus serratifolius is essential to obtain consistent results. Therefore, it is recommended that: 1) the electrical conductivity test is conducted at 20 °C, with 25 seeds soaked in 75 mL of deionized water for 48 h; 2) the cold test can be conducted at 10 °C for 3 days, followed by the germination test; 3) the controlled deterioration test can be conducted in the combination of 20% water content with subsequent incubation for 24 h at 45 °C; 4) the accelerated aging test is conducted for 72 h at temperatures of 42 °C or 45 °C. The mother trees were divided into 4 groups by the methods of Ward and K-means, vi with variations in their composition. Eight (36%) of the evaluated characters could be discarded for the study of divergence by the Principal Components technique, in general, as they are redundant to other characters. It is concluded, therefore, that the characters evaluated in the germination pattern and in the vigor tests prove the existence of variability in the physiological quality of seeds. The adoption of different multivariate analysis methods points the existence of divergence between the mother trees and allows, with reliability, the identification of groups of mother trees with similar and, or divergent characteristics, in relation the physiological quality of seeds, this information being useful and that may assist in programs for the production of seeds and seedlings of Handroanthus serratifolius. The variability and divergence observed between the mother trees indicate that seed collection must occur in parent trees that belong to different groups, notably those in which the matrices have good germinative performance.