UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA - UNESP CÂMPUS DE JABOTICABAL TESTES PARA A AVALIAÇÃO DO POTENCIAL FISIOLÓGICO DE SEMENTES DE Panicum maximum CVS. MOMBAÇA, MASSAI E TANZÂNIA 2018 Francisco Elder Carlos Bezerra Pereira Engenheiro Agrônomo UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA - UNESP CÂMPUS DE JABOTICABAL TESTES PARA A AVALIAÇÃO DO POTENCIAL FISIOLÓGICO DE SEMENTES DE Panicum maximum CVS. MOMBAÇA, MASSAI E TANZÂNIA Francisco Elder Carlos Bezerra Pereira Orientadora: Profa. Dra. Cibele Chalita Martins Coorientador: Prof. Dr. Francisco Guilhien Gomes-Júnior Tese apresentada à Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias - Unesp, Câmpus de Jaboticabal, como parte das exigências para a obtenção do título de Doutor em Agronomia (Produção Vegetal). 2018 Ficha catalográfica elaborada pela Seção Técnica de Aquisição e Tratamento da Informação – Diretoria Técnica de Biblioteca e Documentação - UNESP, Câmpus de Jaboticabal. Pereira, Francisco Elder Carlos Bezerra P436t Testes para avaliação do potencial fisiológico de sementes de Panicum maximumcvs. Mombaça, Massai e Tanzânia / Francisco Elder Carlos Bezerra Pereira. – – Jaboticabal, 2018 xv, 45 p. : il. ; 29 cm Tese (Doutorado) - Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, 2018 Orientadora: Cibele Chalita Martins Banca examinadora: Ana Regina Pimentel de Almeida, Rinaldo César de Paula, Maria Renata Rocha Pereira, Everlon Cid Rigobelo Bibliografia 1. Análise de imagens. 2. Componentes principais. 3. Gramíneas forrageiras. 4. SVIS © . 5. Vigor. I. Título. II. Jaboticabal-Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias. CDU 631.53.01:633.2 DADOS CURRICULARES DO AUTOR FRANCISCO ELDER CARLOS BEZERRA PEREIRA – nascido em 11 de Abril de 1989, na cidade de Morada Nova, CE. Possui graduação em Engenharia Agronômica (2013) pela Universidade Federal Rural do Semiárido, Centro de Ciências Agrárias, Mossoró, RN. Durante a graduação, foi bolsista de monitoria na área de Microbiologia Agrícola, realizou estágio no Laboratório de Análise de Sementes e desenvolveu projetos na área de Produção e Tecnologia de Sementes, com bolsas de Iniciação Científica do CNPq – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico. Em Agosto de 2013, iniciou-se o curso de Mestrado em Agronomia, Área de Concentração: Fitotecnia, no Departamento de Fitotecnia, Programa de Pós Graduação em Agronomia, Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, sob orientação do Prof. Dr. Sebastião Medeiros Filho, como bolsista CAPES – Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, obtendo o título de mestre em Fevereiro de 2015. Em março de 2015, iniciou o curso de Doutorado em Agronomia (Produção Vegetal), no Departamento de Produção Vegetal, Faculdade Ciências Agrárias e Veterinárias, Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Câmpus de Jaboticabal, sob orientação da Profa. Dra. Cibele Chalita Martins, como bolsista CNPq. Durante o período de Março a Julho de 2017, foi estudante visitante de Doutorado na University of Kentucky, Lexington, KY, Estados Unidos da América, sob supervisão do Dr. Allan Bruce Downie e da Dra. Lynnette M. A. Dirk. “A imaginação é mais importante que a ciência, porque a ciência é limitada, ao passo que a imaginação abrange o mundo inteiro.” Albert Einstein Aos meus pais, Maria Elenir Bezerra da Silva Pereira e Francisco Eudo Pereira, que sempre estiveram ao meu lado com muito amor e dedicação. Ao longo dessa caminhada deram apoio para que eu alcançasse todos os meus objetivos. Dedico AGRADECIMENTOS Em primeiro lugar a Deus por iluminar a minha vida com saúde, proteção, sabedoria e pessoas que colocou em meu caminho. Algumas delas me inspiram, ajudam, desafiam e me encorajam a ser cada dia melhor. À minha família pelo apoio durante esses anos. Nunca hesitaram em me ajudar em qualquer situação, e sempre me ensinaram que estudar e trabalhar são os caminhos para conquistar algo de melhor na vida. Meus pais Francisco Eudo Pereira e Maria Elenir Bezerra da Silva Pereira pessoas de bom coração, honestas, humildes e que servem de exemplo para mim todos os dias. Ao meu irmão José Ivaldo, que mesmo não tendo convivido comigo torce pelo meu sucesso. As minhas irmãs Jéssicka Paula Bezerra Pereira e Maria Élida Bezerra Pereira, que são como mãe para mim. Estão ao meu lado em qualquer situação, sou eternamente grato a elas. Aos meus sobrinhos Ane Beatriz, Ana Clara, Artur e Ana Cecília. Aos meus avôs, tios e primos que sempre me apoiaram e proporcionaram bons momentos juntos. À Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP, Câmpus de Jaboticabal, pela oportunidade de realização deste trabalho e ao corpo docente pela contribuição à minha formação profissional. Ao programa de Pós-Graduação em Agronomia (Produção Vegetal) pela qualidade do curso e pela estrutura física. Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pela concessão de suporte financeiro à pesquisa. À empresa Marangatú Sementes, pelo fornecimento das sementes. À Professora Dra. Cibele Chalita Martins pela orientação, liberdade nas discussões referentes à tese e outros trabalhos pelos quais me envolvi. Foram grandes ensinamentos profissionais e pessoais que levarei para minha vida. Ao Professor Francisco Guilhien Gomes Júnior. Agradeço a contribuição na minha formação profissional e na coorientação neste trabalho. Aos professores doutores do programa de Produção Vegetal pelo conhecimento compartilhado: Rinaldo C. Paula, Kathia F. L. Pivetta, Roberval D. Vieira, Pedro Luis C. A. Alves e Dagoberto Martins. Ao meu amigo Givanildo, pela amizade e bons momentos compartilhados, uma parceria que levarei para sempre. No mesmo nível de amizade, agradeço a Tatiane Jeromini, pessoa de bom coração que corre atrás dos seus objetivos. Agradeço por tê-los como amigos. A Yane Freitas Silva pelo companheirismo na fase final de minha tese. Aos amigos que fiz no Laboratório de Sementes: Lilian, Maurício, João, Juliana, Renato e José (Lucildo). Ao meu grande amigo Salvador Barros Torres, uma amizade desde a graduação. Agradeço por acompanhar minha carreira e pelo apoio para continuar firme com meus objetivos. Aos funcionários do Departamento de Produção Vegetal pelo auxilio durante o curso de Pós Graduação, Lázaro (Gabi), Rubens (Faro Fino) e Mônica pela boa convivência e profissionalismo. Aos estagiários do laboratório de sementes UNESP/FCAV: Vanessa, Jorge, Luiza, Carol, Julia, Ana Sara e Maria Vitória. Aos amigos do futebol (Galácticos da Pós Graduação - UNESP- JABOTICABAL): Aureo, Igor, Reinaldo, Daniel, Rafael, Carlos, Damásio, Lucas, Everton, William, Paolo e outros que passaram durante esses anos. Aos amigos que conquistei durante esses poucos anos em Jaboticabal: Stella, Renata, Maiara, Patrícia, Thaíza, Jordana, Gilberto, Carla, Stefanny, Pedro, Suzana, Wilame, são algumas delas. Ao Laboratório de Análise de Imagens da ESALQ/USP – Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz. Agradeço pela condução de parte do trabalho de tese. Muito obrigado a todos SUMÁRIO Páginas LISTA DE TABELAS ................................................................................ LISTA DE FIGURAS ................................................................................. RESUMO.................................................................................................... ix xi xiv ABSTRACT................................................................................................ xv 1. INTRODUÇÃO........................................................................................ 1 2. REVISÃO DE LITERATURA .................................................................. 2.1. Gramíneas forrageiras tropicais e produção de sementes....... 3 3 2.2. Métodos tradicionais de avaliação da qualidade fisiológica de sementes de gramíneas forrageiras ............................................. 5 2.3. Análise de imagens para a avaliação da qualidade fisiológica das sementes........................................................................................ 2.4. Estatística multivariada em pesquisas sobre análise de sementes .............................................................................................. 7 8 3. MATERIAL E MÉTODOS........................................................................ 3.1. Procedimento estatístico.............................................................. 11 15 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO............................................................. 17 4.1. Capim-mombaça (Panicum maximum cv. Mombaça) ............. 17 4.2. Capim-massai (Panicum maximum cv. Massai)........................ 23 4.3. Capim-tanzânia (Panicum maximum cv. Tanzânia).................. 29 5. CONCLUSÕES....................................................................................... 36 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS....................................................... 37 LISTA DE TABELAS Página Tabela 1. Número de lotes e localização dos campos de produção das sementes de Panixum maximum cv. Mombaça, Massai, e Tanzânia ........ Tabela 2. Emergência de plântulas em campo (EC), germinação (G), primeira contagem de germinação (PCG), índice de velocidade de germinação (IVG), emergência de plântulas em areia (EA), primeira contagem de emergência de plântulas em areia (PCE), comprimento de parte aérea (CPA), comprimento de raiz (CPR) de plântulas, análise de imagens para comprimento de plântulas (CP), para índices de vigor (IV) e de uniformidade (IU) de 19 lotes de sementes de Panicum maximum cv. Mombaça .............................................................................................. Tabela 3. Correlação entre cada componente principal e os testes de avaliação da qualidade fisiológica de 19 lotes de sementes de Panicum maximum cv. Mombaça ............................................................................. Tabela 4. Emergência de plântulas em campo (EC), germinação (G), primeira contagem de germinação (PCG), índice de velocidade de germinação (IVG), emergência de plântulas em areia (EA), primeira contagem de emergência de plântulas em areia (PCE), comprimento de parte aérea (CPA), comprimento de raiz (CPR) de plântulas, análise de imagens para comprimento de plântulas (CP), para índices de vigor (IV) e de uniformidade (IU) de 11 lotes de sementes de Panicum maximum cv. Massai .................................................................................................. Tabela 5. Correlação entre cada componente principal e os testes de avaliação da qualidade fisiológica de 11 lotes de sementes de Panicum maximum cv. Massai .................................................................................. Tabela 6. Emergência de plântulas em campo (EC), germinação (G), primeira contagem de germinação (PCG), índice de velocidade de germinação (IVG), emergência de plântulas em areia (EA), primeira contagem de emergência de plântulas em areia (PCE), comprimento de parte aérea (CPA), comprimento de raiz (CPR) de plântulas, análise de imagens para comprimento de plântulas (CP), para índices de vigor (IV) 11 17 21 24 27 e de uniformidade (IU) de 12 lotes de sementes de Panicum maximum cv. Tanzânia ................................................................................................ Tabela 7. Correlação entre cada componente principal e os testes de avaliação da qualidade fisiológica de 11 lotes de sementes de Panicum maximum cv. Tanzânia .............................................................................. 30 33 LISTA DE FIGURAS Página FIGURA 1. Teste de emergência de plântulas em campo de Panicum maximum cvs. Mombaça, Massai e Tanzânia: semeadura em canteiro (A); plântulas emersas aos 35 dias após a semeadura (B) ........................ FIGURA 2. Scanner montado de maneira invertida, no interior de caixa de alumínio ................................................................................................. FIGURA 3. Imagens de plântulas de Panicum maximum cv. Mombaça, aos sete dias de idade, analisadas pelo SVIS®, indicando valores de índice de crescimento (908), uniformidade (902), vigor (906) e comprimento individual de plântula indicado pela seta (1063 pixels = 9,0cm) ......................................................................................................... FIGURA 4. Dendrograma resultante da análise de agrupamento hierárquico pelo método de Ward com a formação de grupos com base nos dados de germinação (G), primeira contagem de germinação (PCG), índice de velocidade de germinação (IVG), emergência de plântulas em areia (EA), primeira contagem de emergência de plântulas em areia (PCE), comprimento da raiz (CPR), comprimento da parte aérea (CPA) e análise de imagens para comprimento de plântulas (CP), índice de vigor (IV) e índice de uniformidade de crescimento (IU) e emergência de plântulas em campo (EC) de 19 lotes de sementes de Panicum maximum cv. Mombaça ............................................................................................... FIGURA 5. Autovetores, plano de dispersão por meio da análise de componentes principais dos testes de germinação (G), primeira contagem de germinação (PCG), índice de velocidade de germinação (IVG), emergência de plântulas em areia (EA), primeira contagem de emergência de plântulas em areia (PCE), comprimento da raiz (CPR), comprimento da parte aérea (CPA) e análise de imagens para comprimento de plântulas (CP), índices de vigor (IV) de uniformidade (IU) e emergência de plântulas em campo (EC) de 19 lotes de sementes de Panicum maximum cv. Mombaça ............................................................... FIGURA 6. Dendrograma resultante da análise de agrupamento 13 14 15 20 23 hierárquico pelo método de Ward com a formação de grupos com base nos dados de germinação (G), primeira contagem de germinação (PCG), índice de velocidade de germinação (IVG), emergência de plântulas em areia (EA), primeira contagem de emergência de plântulas em areia (PCE), comprimento da raiz (CPR), comprimento da parte aérea (CPA) e análise de imagens para comprimento de plântulas (CP), índice de vigor (IV), índice de uniformidade de crescimento (IU) e emergência de plântulas em campo (EC) de 11 lotes de sementes de Panicum maximum cv. Massai ................................................................................................... Figura 7. Autovetores, plano de dispersão por meio da análise de componentes principais dos testes de germinação (G), primeira contagem de germinação (PCG), índice de velocidade de germinação (IVG), emergência de plântulas em areia (EA), primeira contagem de emergência de plântulas em areia (PCE), comprimento da raiz (CR), comprimento da parte aérea (CPA) e análise de imagens para comprimento de plântulas (CP), índices de vigor (IV), de uniformidade (IU) e emergência de plântulas (EC) de 11 lotes de sementes de Panicum maximum cv. Massai ................................................................... FIGURA 8. Dendrograma resultante da análise de agrupamento hierárquico pelo método de Ward com a formação de grupos com base nos dados de germinação (G), primeira contagem de germinação (PCG), índice de velocidade de germinação (IVG), emergência de plântulas em areia (EA), primeira contagem de emergência de plântulas em areia (PCE), comprimento da raiz (CPR), comprimento da parte aérea (CPA) e análise de imagens para comprimento de plântulas (CP), índice de vigor (IV), índice de uniformidade de crescimento (IU) e emergência de plântulas em campo (EC) de 12 lotes de sementes de Panicum maximum cv. Tanzânia ............................................................................................ Figura 9. Autovetores, plano de dispersão por meio da análise de componentes principais dos testes de germinação (G), primeira contagem de germinação (PCG), índice de velocidade de germinação (IVG), emergência de plântulas em areia (EA), primeira contagem de 26 28 32 emergência de plântulas em areia (PCE), comprimento da raiz (CR), comprimento da parte aérea (CPA) e análise de imagens para comprimento de plântulas (CP), índices de vigor (IV), de uniformidade (IU) e emergência de plântulas em campo (EC) de 12 lotes de sementes de Panicum maximum cv. Tanzânia ........................................................... 35 TESTES PARA A AVALIAÇÃO DO POTENCIAL FISIOLÓGICO DE SEMENTES DE Panicum maximum CVS. MOMBAÇA, MASSAI E TANZÂNIA RESUMO - A realização e o uso de testes rápidos e eficientes para a avaliação do vigor de lotes de sementes de gramíneas forrageiras são desejáveis nos programas de controle de qualidade das empresas deste setor. O objetivo do trabalho foi identificar testes de vigor eficientes para a diferenciação dos lotes, previsão de emergência de plântulas em campo e avaliação da qualidade fisiológica de sementes de Panicum maximum cvs. Mombaça, Massai e Tanzânia. Foram avaliados dezenove, onze e doze lotes de sementes de capim-mombaça, capim- massai e capim-tanzânia, respectivamente. As sementes foram avaliadas quanto ao teor de água, germinação, primeira contagem de germinação, índice de velocidade de germinação, emergência de plântulas em areia, primeira contagem de emergência de plântulas em areia, comprimento de raiz e parte aérea de plântulas, análise de imagens de plântulas com o SVIS® (comprimento de plântulas, índices de vigor e uniformidade) e emergência de plântulas em campo. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado para os testes realizados em laboratório e blocos ao acaso para o teste de emergência de plântulas em campo, com quatro repetições de 50 sementes. Para os testes avaliados por meio do SVIS utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado com oito repetições de 25 sementes. Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Scott Knott a 5% de probabilidade. Realizou-se a análise estatística multivariada de agrupamento e de componentes principais. Concluiu-se que são eficientes na avaliação do potencial fisiológico de sementes, fornecendo informações semelhantes à emergência de plântulas em campo: para capim- mombaça o índice de uniformidade avaliado por meio da análise de imagens e o teste de comprimento de raiz; para o capim-massai os testes de comprimento de parte aérea e de raiz e para capim-tanzânia os testes de comprimento de plântulas, índice de vigor e índice de uniformidade de crescimento por meio da análise de imagens e os testes de emergência de plântulas em areia e primeira contagem de emergência de plântulas em areia. O teste de análise de imagens mostrou-se promissor para à avaliação do potencial fisiológico de sementes de capim-mombaça e capim-tanzânia. Palavras-chave: Análise de imagens, componentes principais, gramíneas forrageiras, SVIS®, vigor TESTS FOR THE EVALUATION OF PHYSIOLOGICAL POTENTIAL OF Panicum maximum CVS. MOMBASA, MASSAI AND TANZANIA SEEDS ABSTRACT - The realization and use of quick and efficient tests for the evaluation of the vigor of seed lots of forage grasses are desirable in the quality control programs of companies in this sector. The objective of this study was to identify efficient vigor tests for lots differentiation, seedling emergence prediction in the field and evaluation of the physiological quality of Panicum maximum cvs. Mombasa, Massai and Tanzania seeds. Seed samples of nineteen, eleven and twelve seed lots of Mombasa grass, Massai grass and Tanzânia grass were evaluated, respectively. The seeds were evaluated for water content, germination, first germination count, germination speed index, seedlings emergence in sand, first emergence count of seedlings in sand, root and shoot length of seedling, seedling image analysis with SVIS® (seedling length, vigor indexes and uniformity ) and seedling emergence in the field .The experimental design was completely randomized for the laboratory tests and randomized blocks to seedling emergence on the field, with four replications of 50 seeds. For the tests evaluated by the SVIS was used the completely randomized design with eight replications of 25 seeds. The data were submitted to variance analysis and means compared by the Scott Knott test at 5% probability. Multivariate statistical analysis of cluster and principal component was performed. It was concluded that are efficient in the evaluation of the physiological potential of seeds, providing similar information to seedling emergence in the field: for mombasa grass the uniformity index evaluated by means image analysis and the root length test; for massai-grass root and shoot length tests and for tanzania grass seedling length tests, vigor index and growth uniformity index by means of image analysis and seedling emergence tests in sand and first emergence count of seedling in sand. The image analysis test was promising to the evaluation of the physiological potential of the seeds of Mombasa grass and Tanzania grass. Keywords: Image analysis, principal component, forage grasses, SVIS®, vigor 1 1. INTRODUÇÃO Panicum maximum (Jacq.) tem sido utilizada para a formação de pastagens em regiões tropicais do Brasil e outros países da América e África devido à sua capacidade de produção de matéria seca, perfilhos vigorosos, facilidade de estabelecimento, qualidade de forragem, aceitabilidade pelos animais e tolerância à seca. Esses atributos têm motivado uma demanda por sementes de qualidade desta espécie. O alto potencial fisiológico das sementes é fundamental para o estabelecimento do estande e desenvolvimento inicial das plântulas em campo. Assim, a avaliação da qualidade das sementes é imprescindível, uma vez que permite obter informações referentes ao potencial de desempenho das plântulas sob diferentes condições de ambiente, e para a seleção de lotes destinados à semeadura ou ao armazenamento. A avaliação da qualidade das sementes, geralmente, é realizada por meio do teste de germinação, porém este deve ser conduzido sob condições ótimas de temperatura, umidade, luminosidade, aeração e pode fornecer resultados que superestimam o potencial dos lotes. Portanto, é necessário realizar outros testes, denominados testes de vigor, para complementar as informações obtidas. O vigor de sementes representa um conjunto de características que são responsáveis pelo desempenho das sementes no campo após a semeadura ou durante o armazenamento. A padronização das metodologias dos testes de vigor é fundamental para a obtenção de resultados consistentes durante a sua condução. De modo geral, são aplicados vários testes de vigor, baseados em características de desempenho das sementes e plântulas. Embora os testes de vigor comumente utilizados forneçam informações do potencial fisiológico das sementes, existem possibilidades para o aprimoramento desses procedimentos com a perspectiva de padronização, precisão, objetividade e confiabilidade dos resultados. A avaliação do vigor das sementes é um procedimento essencial para o 2 programa de controle de qualidade das empresas produtoras e os testes disponíveis têm que ser aperfeiçoados para adequarem-se às características das sementes de diferentes espécies. Na literatura não foram encontrados trabalhos sobre o aprimoramento dos testes de vigor para sementes de Panicum maximum e esta é uma demanda atual da área de produção e tecnologia de sementes de gramíneas forrageiras. Dessa forma, o objetivo do trabalho foi identificar testes de vigor eficientes para a diferenciação dos lotes, previsão de emergência de plântulas em campo e avaliação da qualidade fisiológica de sementes de Panicum maximum cvs. Mombaça, Massai e Tanzânia. 3 2. REVISÃO DE LITERATURA 2.1. Gramíneas forrageiras tropicais e produção de sementes Nas áreas tropicais, as principais gramíneas utilizadas como forragem para bovinos pertencem aos gêneros Brachiaria ou Panicum, que são amplamente distribuídos e adaptados à maioria dessas áreas (BATISTOTI et al., 2012). O Brasil é considerado o maior produtor, consumidor e exportador de sementes de gramíneas forrageiras do mundo, exportando para mais de 20 países, como o México, Colômbia, Panamá, Costa Rica, Honduras entre outros (FAVORETO et al., 2011; SANTOS et al., 2014). Estima-se que existam aproximadamente, 172 milhões de hectares de pastagens cultivadas inseridas em sistemas extensivos de criação de animais no Brasil (TIMBÓ et al., 2014). Estes movimentaram, aproximadamente, 11% do mercado, e valores em torno de U$ 27,5 milhões, dos quais U$ 25 milhões foram referentes às cultivares Mombaça, Massai e Tanzânia no ano de 2011 (VIGNA et al., 2011). Panicum maximum Jacq. é uma das espécies de plantas forrageiras mais importantes para o sistema de produção animal nas regiões de clima tropical e subtropical do Brasil, devido à alta capacidade de produção de matéria seca, qualidade de forragem, facilidade de estabelecimento e aceitabilidade pelos animais (DUTRA et al., 2015; TORRES et al., 2013; GOMES et al., 2011; JANK et al., 2008). Outras características que motivaram a adoção desta espécie na formação de pastagens e a demanda expressiva por sementes foram o porte elevado das plantas, perfilhos vigorosos e alta tolerância à seca (MULLER et al., 2002; REYNOSO et al., 2009; CANTO et al., 2012; MENDONÇA et al., 2014). Esses atributos agronômicos despertaram o interesse dos pecuaristas. Essa forrageira ocupa o segundo lugar em área de pastagens cultivadas no país, sendo superada somente pelas gramíneas do gênero Brachiaria (NASCIMENTO, 2014). Diversas cultivares de Panicum maximum já foram lançadas no Brasil por diferentes instituições de pesquisa e, dentre elas, pode-se destacar as cultivares Mombaça, Massai e Tanzânia, conhecidas pelos nomes comuns de capim- mombaça, capim-massai e capim-tanzânia, as quais lideram o mercado de 4 sementes desta espécie (ANDRADE, 2001; VIGNA et al., 2011). Este fato ocorreu, pois, estas plantas apresentaram adaptação a solos profundos, bem drenados e de boa fertilidade (HERLING; BRAGA; LUZ, 2000). Panicum maximum cv. Mombaça é uma cultivar promissora selecionada por sua alta capacidade produtiva de forragem (JANK et al., 2008). Essa gramínea tropical tem porte elevado, perfilhos vigorosos, tolerância à seca e resultados satisfatórios no pasto, principalmente em fazendas com pecuária intensificada, sendo considerada a mais produtiva entre as cultivares desta espécie (JANK et al., 2010). Essas características do capim-mombaça têm motivado uma demanda expressiva por sementes (CANTO et al., 2012). O capim-massai é um híbrido espontâneo entre Panicum maximum e Panicum infestum (EMBRAPA, 2001). Essa cultivar destaca-se das demais por apresentar maior adaptabilidade ao estresse hídrico e menor estacionalidade de produção (VALENTIN et al., 2001). Entre as cultivares de Panicum maximum é a mais tolerante a presença de alumínio no solo (VILELA, 2009) e suas plantas apresentam-se mais adaptadas às condições de baixa fertilidade do solo, com alta produtividade, tolerância ao sombreamento e resistência ao ataque de pragas (ANDRADE et al., 2004). É uma gramínea promissora para o uso intensivo, devido à alta produção de biomassa foliar, baixa produção de colmo, elevada relação lâmina foliar/colmo, alta capacidade de perfilhamento e boa cobertura de solo (LOPES, 2012). Panicum maximum Jacq. cv Tanzânia é originária da África tropical e tem importância no cenário brasileiro, sendo bem adaptada a solos profundos, bem drenados e com fertilidade média a elevada (VALLE; JANK; RESENDE, 2009). Apresenta boa palatabilidade, elevada percentagem de folhas, menor altura do meristema apical e elevada resposta à adubação, proporcionando maiores produções que outras espécies (SANTOS et al., 2003; EUCLIDES et al., 2007). Além disso, tem elevado potencial de produção e adaptação ao clima e solos brasileiros, o que reflete em alta aceitação pelos produtores (VELOSO, 2012). Para o estabelecimento das pastagens, a utilização de sementes de boa qualidade é um fator essencial. A exigência do mercado consumidor, a crescente demanda e a certificação de sementes forrageiras, incentivaram as empresas a 5 melhorarem a qualidade destas (TEODORO et al., 2011). O sucesso de qualquer empreendimento agrícola com base na exploração comercial necessita da utilização de sementes de alta qualidade, com capacidade de produzir plantas vigorosas e produtivas, uniformes e em menor período de tempo (COSTA, 2008; FERREIRA; SÁ, 2010). 2.2. Métodos tradicionais de avaliação da qualidade fisiológica de sementes de gramíneas forrageiras As empresas produtoras de sementes de forrageiras adotam para o controle de qualidade somente os testes de pureza e de germinação (TOMAZ et al., 2015; 2016). Este último pode superestimar o potencial fisiológico das sementes, uma vez que é realizado sob condições ideais de laboratório que dificilmente ocorrem no campo (MARCOS FILHO, 2015). Deste modo, lotes com germinação similar podem diferir quanto à porcentagem e uniformidade de emergência de plântulas em campo devido ao vigor das sementes (MARCOS FILHO, 2015). As empresas de sementes de grandes culturas e olerícolas utilizam no controle de qualidade outros testes, que são realizados visando complementar as informações obtidas pelo teste de germinação. Tais testes têm por princípio simular o potencial de emergência em campo sob condições adversas, e são denominados testes de vigor (MARCOS FILHO, 2015; CUSTÓDIO; DAMASCENO; MACHADO NETO, 2012; COIMBRA et al., 2009). No controle de qualidade, os testes de germinação e vigor auxiliam na tomada de decisão interna das empresas quanto ao destino dos lotes, prioridade de comercialização, às regiões de distribuição e tempo de armazenamento (VIEIRA; CARVALHO, 1994; MARCOS FILHO, 2016). São mais visados os testes de vigor baseados em métodos rápidos que fornecem informações eficientes e de valor prático auxiliando na tomada de decisão quanto às operações de colheita, processamento e comercialização das sementes (BITTENCOURT et al., 2012). Estes testes, também, são utilizados para a avaliação do potencial fisiológico das sementes em trabalhos de pesquisa (MARCOS FILHO, 2016). 6 Em trabalhos sobre sementes de gramíneas forrageiras os principais testes de vigor utilizados foram: primeira contagem, índice de velocidade de germinação e condutividade elétrica (MASCHIETTO; NOVEMBRE; SILVA, 2003; BRASIL, 2008; LAURA et al., 2009; HESSEL et al., 2012; CUSTÓDIO; DAMASCENO; MACHADO NETO, 2012; QUADROS et al., 2012; MELO et al., 2016a, 2016b). No entanto, nem sempre estes testes foram eficientes na avaliação do potencial fisiológico, pois seria necessário o aprimoramento do método para as sementes das diferentes espécies e cultivares. Alguns testes de vigor podem ser realizados conjuntamente com a avaliação da germinação. A primeira contagem de germinação, realizada para facilitar a condução deste teste pode ser considerada como um teste de vigor, pois a velocidade da germinação é uma das primeiras características a serem afetadas no processo de deterioração das sementes (MARCOS FILHO, 2015). A primeira contagem de germinação avalia a porcentagem de plântulas normais que são obtidas por ocasião da primeira avaliação do teste de germinação, sendo eficiente para determinar o vigor das sementes (NAKAGAWA, 1999) e obedecendo às prescrições das Regras para Análise de Sementes (BRASIL, 2009). Utilizando o mesmo princípio, pode-se ainda avaliar o vigor de um lote com eficiência, mediante testes que avaliam o índice de velocidade de germinação e o crescimento de plântulas como foi relatado para sementes de gramíneas como: milheto (MACHADO et al., 2012), braquiária (FERREIRA et al., 2015; OLIVEIRA, 2013), sorgo (SOARES et al., 2010) e azevém (LOPES; FRANKE 2010). O teste de comprimento de plântulas é um teste relativamente simples, não sendo necessários analistas e equipamentos especializados, porém as medições realizadas neste teste são feitas manualmente com auxílio de uma régua ou paquímetro, demandando tempo e estando sujeitas à variações entre os analistas (DORNELAS; LOBO; VIEIRA, 2005). Em estudo realizado para a avaliação do vigor de sementes de Brachiaria brizantha cultivares Piatã e Xaraés, os testes de germinação, primeira contagem de germinação, emergência, primeira contagem e índice de velocidade de emergência de plântulas em areia foram eficientes, fornecendo informações semelhantes à emergência de plântulas em campo (SILVA et al., 2017; MELO et al., 2017). 7 2.3. Análise de imagens para a avaliação da qualidade fisiológica das sementes Em vista da grande demanda de tempo, subjetividade e variações entre resultados de testes de vigor em sementes devido à influência humana, os pesquisadores têm buscado a automatização deste processo a partir da análise computadorizada de imagens (HOFFMASTER et al., 2003). Este tipo de procedimento tornaria o teste mais rápido e os resultados mais precisos (MARCOS FILHO, 2015). Para a avaliação do vigor de sementes baseado no crescimento de plântulas, pesquisadores da The Ohio State University/EUA desenvolveram um sistema computacional, utilizando imagens digitalizadas de plântulas de alface (SAKO et al., 2001). Nesse sistema, chamado Seed Vigor Imaging System - SVIS®, o vigor é quantificado por meio de um índice, calculado com base nos valores de porcentagem de germinação e biométricos das plântulas. O SVIS possibilita a análise relativamente rápida de plântulas, reduzindo o tempo, em comparação a maioria dos testes padrões para avaliação da qualidade das sementes (MARCOS FILHO; KIKUTI; LIMA, 2009). Os dados incluem comprimento de plântulas, índices de vigor, de crescimento e de uniformidade de crescimento de plântulas (SAKO et al., 2001). Os valores do índice de vigor são baseados na rapidez e uniformidade de desenvolvimento das plântulas da amostra, em relação ao máximo valor estimado para as plântulas. De outra forma, a uniformidade é determinada a partir dos desvios do comprimento de cada plântula, em relação àquele máximo desenvolvimento estimado. A informação desse valor deve ser fornecida ao programa antes de se proceder a análise das plântulas escaneadas. Dessa forma, após o processamento das imagens, o software gera automaticamente valores numéricos referentes ao índice de vigor e à uniformidade de crescimento, cujos valores podem variar de 0 a 1000 (SILVA; CÍCERO, 2014). Utilizando o SVIS os resultados para uma amostra de 50 sementes podem ser obtidos em aproximadamente três minutos (GOMES JUNIOR et al., 2009). Vale ressaltar outras vantagens desse sistema, como a eliminação do erro humano, 8 aumentando a confiabilidade dos dados na comparação de diferentes lotes de sementes e a possibilidade de arquivamento das imagens para análise posterior (ALVARENGA; MARCOS-FILHO; GOMES-JUNIOR, 2012). Essa técnica de avaliação do potencial fisiológico de sementes por meio dos índices de vigor do sistema de análise de imagens já foi empregada com êxito para sementes de soja (MARCOS-FILHO; KIKUTI; LIMA, 2009), amendoim (MARCHI; CÍCERO; GOMES-JÚNIOR, 2011), milho (ALVARENGA; MARCOS-FILHO; GOMES-JÚNIOR, 2012), crotalária (SILVA et al., 2012), trigo (SILVA; GOMES- JÚNIOR; CÍCERO, 2012), feijão (GOMES-JÚNIOR; CHAMMA; CÍCERO, 2014) e girassol (ROCHA; SILVA; CÍCERO, 2015). Para estas espécies, constatou-se que o software SVIS é uma ferramenta eficiente para a análise do vigor de sementes. No entanto, não foram encontradas pesquisas com essa análise para sementes de Panicum maximum. A avaliação de sementes e plântulas por meio da análise de imagem computadorizada é uma alternativa promissora para a indústria de sementes, assim como para laboratórios de análise, auxiliando na tomada de decisões (ZABOT et al., 2008). Além de indicar o potencial fisiológico dos lotes de sementes, irá possibilitar a diminuição da subjetividade e aumentar a rapidez na avaliação das sementes (MARCOS FILHO; KIKUTI; LIMA, 2009; SOUZA et al., 2014). A crescente diminuição dos custos e a rapidez na obtenção de imagens digitais e no processamento de dados informatizados têm tornado os sistemas de análise de imagens mais atraentes na avaliação automática de diferentes aspectos da qualidade e classificação de produtos agrícolas. Neste caso, a análise de imagens por meio do SVIS tem proporcionado informações rápidas e consistentes em relação ao vigor de sementes, possibilitando a obtenção de resultados, sem a interferência direta do analista (CHIQUITO; GOMES-JUNIOR; MARCOS-FILHO, 2012). 2.4. Estatística multivariada em pesquisas sobre análise de sementes A qualidade de um lote de sementes não é uma grandeza diretamente mensurável, uma vez que não é transcrita com base em apenas uma única 9 característica deste, pois somente um atributo de qualidade seria insuficiente para diferenciar os lotes. Ainda, a observação conjunta de todas as características é difícil e onerosa. Assim, é importante identificar o conjunto de diversas variáveis com alta correlação entre si e relacionadas aos testes de análise de sementes que reproduzam a qualidade do lote avaliado (LORENTZ; NUNES, 2013). Deste modo, para esse tipo de estudo, é necessário o emprego de técnicas multivariadas como a análise de agrupamento e a análise de componentes principais (JOHNSON; WICHERN, 2005). A estatística multivariada tem por objetivo reduzir, representar, analisar e interpretar dados pelos quais são avaliadas diversas variáveis respostas. Os métodos de análise de dados multivariados permitem um estudo completo destas variáveis, mostrando as ligações, semelhanças ou diferenças entre elas, com o mínimo de perda possível de informação (HAIR et al., 2009), considerando a importância de cada variável na variação total existente. Na análise estatística multivariada, considera-se que o fenômeno em estudo depende de muitas variáveis. Assim, avaliar as variáveis isoladamente pode não ser suficiente. Diante disso, a análise conjunta, pode fornecer informações de forma mais clara e eficiente do que a análise individual (GROBE, 2005; HAIR et al., 2009). Esta ferramenta permite a obtenção de uma quantidade maior de informações que dificilmente seriam geradas com a utilização de métodos univariados (FERREIRA, 2008). São utilizados diferentes tipos de análise multivariada, como a análise de componentes principais, análise fatorial, análise discriminante, análise de cluster ou agrupamento, entre outros. Cada técnica utiliza modelos apropriados para a solução e interpretação das variáveis originais para obter conclusões específicas (MANLY, 2008). Sendo assim, a escolha da técnica a ser aplicada vai depender do que o pesquisador pretende extrair em relação aos seus dados. Dentre as técnicas multivariadas, a Análise de Componentes Principais (ACP) é uma técnica exploratória que transforma um conjunto de variáveis correlacionadas em um conjunto menor de variáveis independentes, simplificando os dados através da redução do número de variáveis necessárias para descrevê-los, denominados de componentes principais (CRUZ; CARNEIRO, 2003). 10 Cada componente principal é uma combinação linear de todas as variáveis originais, independentes entre si e estimados com o propósito de reter o máximo de informação da variação total contida nos dados (CRUZ; FERREIRA; PESSONI, 2011). O primeiro componente principal (CP1) possui a máxima variância, o segundo componente principal (CP2) a segunda maior variância e, assim, sucessivamente. Outra técnica bastante utilizada é a análise de agrupamentos que consiste em reunir um grupo original de observações, por algum critério de similaridade ou dissimilaridade, as unidades amostrais em vários grupos, de modo que exista homogeneidade dentro do grupo e heterogeneidade entre os grupos (CRUZ; REGAZZI; CARNEIRO, 2004; HAIR et al., 2009). A análise de agrupamento é usada para explorar similaridades entre indivíduos, entre variáveis (LANDIM, 2003) ou entre lotes de sementes. Os resultados deste tipo de análise são dispostos hierarquicamente e, geralmente, resumidos em uma estrutura chamada dendrograma (JOHNSON; WICHERN, 1998). O uso dessa análise é especialmente útil na pesquisa exploratória, na qual a priori é realizada a coleta de dados não pertencentes a grupos distintos (ALVES, 1999). De acordo com Sartorio (2008), a vantagem de analisar simultaneamente as informações de todas as variáveis respostas está na interpretação do conjunto de dados, considerando as correlações existentes entre elas. Na literatura ainda são poucos os trabalhos que utilizam a análise multivariada de dados para avaliação do potencial fisiológico de sementes. Essa técnica já foi empregada com êxito para sementes de soja (BARBOSA et al., 2013), arroz (LORENTZ; NUNES, 2013) e Brachiaria brizantha cv. Piatã (SILVA et al., 2017). Desta forma, considerando a importância dos testes de vigor para o controle de qualidade das empresas de sementes e trabalhos de pesquisas, as técnicas multivariadas realizadas por meio da análise de agrupamento e componentes principais podem ser utilizadas para discriminar os testes de vigor de sementes capazes de identificar os lotes de desempenho superior em campo. 11 3. MATERIAL E MÉTODOS Na pesquisa foram avaliados 19, 11 e 12 lotes comerciais de sementes de Panicum maximum cv. Mombaça, Massai e Tanzânia, respectivamente. As sementes foram colhidas mecanicamente por varredura do solo na safra 2015 em diferentes campos de produção (Tabela 1). Tabela 1. Número de lotes e localização dos campos de produção das sementes de Panixum maximum cv. Mombaça, Massai e Tanzânia. Cultivares Lotes Localização Lotes Localização Mombaça 1 Auriflama-SP 11 Caçu-GO 2 Auriflama-SP 12 Auriflama-SP 3 Auriflama-SP 13 Palmeira D‟Oeste-SP 4 Auriflama-SP 14 Sud Mennucci-SP 5 Auriflama-SP 15 Sto. Antônio do Aracanguá-SP 6 Auriflama-SP 16 Sud Mennucci-SP 7 Quirinópolis-SP 17 Quirinópolis-SP 8 Quirinópolis-SP 18 Sud Mennucci-SP 9 Caçu-GO 19 Quirinópolis-SP 10 Quirinópolis-SP Massai 1 Auriflama-SP 7 Água Boa-MT 2 Auriflama-SP 8 Auriflama-SP 3 Auriflama-SP 9 Auriflama-SP 4 Auriflama-SP 10 Quirinópolis-SP 5 Guzolândia-SP 11 Mesópolis-SP 6 Auriflama-SP Tanzânia 1 Guzolândia-SP 7 Auriflama-SP 2 Guzolândia-SP 8 Jales-SP 3 Guzolândia-SP 9 Dolcinópolis-SP 4 Dolcinópolis-SP 10 Dolcinópolis-SP 5 Macedônia-SP 11 Dolcinópolis-SP 6 Auriflama-SP 12 Dolcinópolis-SP Posteriormente, os lotes foram acondicionados em embalagem de papel unifoliado e encaminhados ao Laboratório de Análise de Sementes do Departamento de Produção Vegetal pertencente à Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias do Campus de Jaboticabal-Unesp. No laboratório, os lotes foram armazenados em câmara fria (9 ± 2 º C e UR 45 12 ± 5%) para evitar perda de qualidade durante o período experimental (CARVALHO; NAKAGAWA, 2012). A avaliação da qualidade fisiológica de cada lote foi realizada por meio dos testes e determinações descritos a seguir. Teor de água: foram utilizadas duas subamostras de 2,0 g de sementes por lote, em estufa a 105 ± 3 ºC por um período de 24 horas (BRASIL, 2009). Os resultados foram expressos em porcentagem. Teste de germinação: realizado com quatro subamostras de 100 sementes distribuídas sobre duas folhas de papel mata-borrão umedecidas com quantidade de água equivalente a 2,5 vezes sua massa seca, dentro de caixas de plástico transparente (11,0 x 11,0 x 3,5 cm), a 20-30 °C e fotoperíodo de oito horas por 28 dias (BRASIL, 2009). Ao final do período, as plântulas normais foram contabilizadas e os resultados expressos em porcentagem (BRASIL, 2009). Primeira contagem de germinação: determinada conjuntamente com o teste de germinação em contagem realizada no terceiro dia após a instalação e com os resultados expressos em porcentagem de plântulas normais (TOMAZ et al., 2010). Índice de velocidade de germinação: determinado mediante contagem diária das plântulas normais obtidas no teste de germinação do terceiro ao 28º dia após o início do teste e calculado de acordo com a fórmula proposta por Maguire (1962). Emergência de plântulas em areia: a areia foi lavada e esterilizada a 120 °C por 120 minutos, colocada em caixas de plástico (30,2 x 20,8 x 6,3 cm) e umedecida com 60% da capacidade de retenção da areia em água (BRASIL, 2009). Foram avaliadas quatro subamostras de 50 sementes semeadas a 1 cm de profundidade, mantidas em ambiente de laboratório (26 ± 3 oC e UR 70 ± 10%) por 30 dias, quando foi realizada a contagem das plântulas emersas. Os resultados foram expressos em porcentagem (SILVA et al., 2017). Primeira contagem de emergência: realizada em conjunto com a emergência de plântulas em caixas com areia computando-se a porcentagem de plântulas emersas no quinto dia após a semeadura (MELO et al., 2016). Comprimento de raiz e parte aérea: realizado com quatro subamostras de 10 sementes colocadas para germinar em rolo de papel toalha umedecido com 2,5 13 vezes a sua massa seca e mantidos a 25 °C. No 10º dia após a instalação do teste foram mensuradas as plântulas normais do colo à ponta da raiz e do colo à extremidade da plúmula, com auxílio de régua graduada em milímetros e os resultados foram expressos em centímetros por plântula (OLIVEIRA et al., 2014). Emergência de plântulas em campo: foi conduzido em área experimental da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (FCAV - Unesp) em Jaboticabal – SP, latitude 21º14‟33‟‟S, longitude 48º17‟10‟‟W, altitude média de 565 metros, clima Aw segundo a classificação de Köpen (tropical úmido com estação chuvosa no verão e seca no inverno), em Latossolo Vermelho Eutroférrico, textura argilosa (EMBRAPA, 2006). Utilizou-se quatro repetições de 50 sementes para cada lote, semeadas a 1 cm de profundidade, em sulcos com 1,0 m de comprimento espaçados a 0,3 m (Figura 1). A contagem de plântulas emersas foi realizada no 35º dia após a semeadura e os resultados foram expressos em porcentagem (MELO et al., 2016). Durante o período de condução do teste, as temperaturas máximas e mínimas médias diárias do ambiente do campo foram de 31 ± 3 e 18 ± 3 ºC, respectivamente. Figura 1. Teste de emergência de plântulas em campo de Panicum maximum cvs. Mombaça, Massai e Tanzânia: semeadura em canteiro (A); plântulas emersas aos 35 dias após a semeadura (B). Análise computadorizada de plântulas: foram semeadas oito repetições de 14 25 sementes sobre papel-toalha umedecido com quantidade de água equivalente a 2,5 vezes a massa seca do papel e mantidas a 25 ºC por 7 dias. A maior plântula de Panicum maximum encontrada no teste foi identificada e mensurada. Esta apresentou 15,24 cm de comprimento da extremidade da raiz ao ápice da plúmula e este valor foi utilizado para o ajuste do software para a avaliação dos índices de crescimento, uniformidade e de vigor. Em seguida, todas as plântulas foram transferidas para uma folha de cartolina de coloração preta e foram captadas as imagens por meio de scanner modelo HP Scanjet 2004, montado de maneira invertida no interior de uma caixa de alumínio com 60 x 50 x 12 cm (Figura 2) e operado por software Photosmart, com resolução de 300 dpi. As plântulas foram analisadas com o uso do software SVIS (Seed Vigor Image System) instalado em computador Pentium IV, com CPU de 2,0 GHz, 768 MB RAM e HD de 40 Gb e os parâmetros de índices de vigor (IV), de crescimento (IC), de uniformidade (IU) e de comprimento de plântula (CP) foram gerados como descrito por Hoffmaster et al. (2003) e ilustrado na Figura 3. Figura 2. Scanner montado de maneira invertida, no interior de caixa de alumínio. Para calcular os índices de vigor das sementes em valores entre 0 e 1000 o software foi ajustado a 70:30 que corresponde a 70% do valor do índice de crescimento adicionado a 30% do valor do índice de uniformidade, seguindo o 15 procedimento adotado por Hoffmaster et al. (2003). Os dados de comprimento de plântulas foram fornecidos pelo programa em pixels e após a tabulação dos mesmos foi realizada transformação para cm, considerando que um pixel corresponde a 0,02645 cm. Figura 3. Imagens de plântulas de Panicum maximum cv. Mombaça, aos sete dias de idade, analizadas pelo SVIS®, indicando valores de índice de crescimento (908), uniformidade (902), vigor (906) e comprimento individual de plântula indicado pela seta (1063 pixels = 9,0cm). 3.1. Procedimento estatístico Quanto à análise estatística para a qualidade fisiológica dos lotes, o experimento foi avaliado para cada cultivar de modo individualizado utilizando-se o delineamento experimental inteiramente casualizado com quatro repetições. Para os testes realizados em laboratório e para o teste de emergência de plântulas em campo utilizou-se o delineamento em blocos ao acaso, com quatro repetições. Para os testes avaliados por meio do SVIS utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado com oito repetições. Os dados de cada teste foram previamente testados quanto à normalidade pelo teste de Shapiro-Wilk e homocedasticidade pelo teste de Cochran. Os dados foram analisados para cada parâmetro separadamente por meio da análise de variância e as médias dos tratamentos foram comparadas pelo teste de 16 Scott-Knott, a 5% de probabilidade. As análises multivariadas foram realizadas após a padronização das variáveis em que cada uma ficou com média 0 e variância 1. A análise pelo método hierárquico foi processada calculando-se a distância euclidiana entre os lotes para o conjunto das onze variáveis e utilizando o algoritmo de Ward para a obtenção dos agrupamentos dos lotes similares (SNEATH; SOKAL, 1973). A análise de componentes principais foi baseada nos grupos de Ward (HAIR et al., 2005). Dessa forma, o conjunto inicial de onze variáveis passou a ser caracterizado por duas novas variáveis latentes, o que possibilitou sua localização em figuras bidimensionais. A adequação desta análise é verificada pela quantidade da informação total das variáveis originais retida pelos componentes principais que mostram autovalores superiores à unidade (KAISER, 1958). Todas as análises multivariadas foram processadas no software STATISTICA versão 7.0. 17 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 4.1. Capim-mombaça (Panicum maximum cv. Mombaça). Os valores referentes ao teor de água das sementes de capim-mombaça dos 19 lotes foram semelhantes, variando de 8,9 a 11,0%. Portanto, pôde-se afirmar que não houve interferência do teor de água das sementes nos resultados obtidos nos testes de vigor (SILVA; BARBOSA; VIEIRA, 2017; SILVA et al., 2017). Tabela 2. Emergência de plântulas em campo (EC), germinação (G), primeira contagem de germinação (PCG), índice de velocidade de germinação (IVG), emergência de plântulas em areia (EA), primeira contagem de emergência de plântulas em areia (PCE), comprimento de parte aérea (CPA), comprimento de raiz (CPR) de plântulas, análise de imagens para comprimento de plântulas (CP), para índices de vigor (IV) e de uniformidade (IU) de 19 lotes de sementes de Panicum maximum cv. Mombaça. Lotes EC G PCG IVG EA PCE CPA CPR CP Índices ----------- % ------------ ----- % ----- ------cm plântula -1------ IV IU 1 60a* 83a 47b 22,74a 83a 79a 5,8a 2,9b 6,4b 784c 827a 2 59a 62c 53a 19,32b 83a 68b 5,6a 3,8a 7,2a 876a 820a 3 52b 75b 60a 22,62a 85a 73a 5,6a 3,6a 7,0a 812b 842a 4 51b 65c 26c 16,92b 76b 67b 5,4a 3,1b 5,9b 780c 788b 5 48b 65c 44b 18,09b 75b 61c 5,0a 4,0a 3,7d 583f 823a 6 47b 66c 50b 17,36b 82a 57c 5,4a 3,1b 6,2b 754c 819a 7 46b 68c 62a 21,69a 84a 66b 5,1a 3,9a 4,3c 702d 695c 8 46b 56d 41b 16,45b 70c 59c 4,9a 3,5a 6,7a 868a 789b 9 45b 55d 35c 15,78b 76b 58c 5,5a 4,5a 7,7a 865a 843a 10 44b 54d 40b 16,44b 60d 51d 4,3b 3,4a 2,1e 485f 702c 11 43b 54d 41b 16,43b 65c 48d 4,7a 3,5a 6,1b 827b 767b 12 41c 60c 32c 18,01b 82a 63c 3,4b 2,6b 3,9e 556f 716c 13 41c 53d 20d 12,92c 66c 42d 4,7a 3,2b 4,5c 722d 697c 14 36c 53d 32c 14,62c 71c 59c 4,7a 2,9b 5,5b 765c 736c 15 31c 54d 36c 15,56b 79b 46d 5,3a 4,0a 5,5b 724d 794b 16 39c 48e 27c 12,68c 71c 44d 4,7a 4,3a 4,2c 657e 720c 17 37c 43e 27c 11,44c 71c 49d 5,5a 3,8a 4,8c 662e 796b 18 36c 40e 14d 10,43c 53d 35d 3,1b 1,6c 3,7d 634e 640d 19 21d 45e 18d 12,17c 69c 46d 4,3b 2,8b 4,6c 748c 697c CV% 12,23 8,37 16,32 10,83 7,42 12,82 18,91 21,36 15,15 7,03 5,34 *Médias seguidas de mesma letra na coluna não diferem entre si pelo teste de Scott-Knott (p ≤ 0,05). A emergência de plântulas em campo foi utilizada como referência para a seleção dos testes de vigor (OLIVEIRA et al., 2017; SILVA et al., 2017) e com base 18 neste parâmetro, os lotes foram classificados em quatro classes de vigor: alto (lotes 1 e 2), médio-alto (lotes 3 a 11), médio-baixo (lotes 12 a 18) e baixo vigor (lote 19) (Tabela 2). Utilizou-se este critério, visto que uma das finalidades dos testes de vigor é avaliar a qualidade fisiológica das sementes na diferenciação de lotes quanto ao nível de vigor e previsão de emergência de plântulas em campo (MARCOS-FILHO, 2015; OLIVEIRA et al., 2014; OLIVEIRA et al., 2017; SILVA et al., 2017). Embora os trabalhos sobre testes de vigor para sementes de cereais como milho-doce (COIMBRA et al., 2009), milho (GRZYBOWSKI; VIEIRA; PANOBIANCO, 2015) e milheto (MACHADO et al., 2012) preconizem que estes testes têm a função de diferenciar lotes de sementes com porcentagens de germinação similares, esta premissa é difícil de ser cumprida para gramíneas forrageiras tropicais porque nos lotes de sementes de forrageiras há diferenças de germinação superiores àquelas verificadas para as sementes de grandes culturas (LAURA et al., 2009; OHLSON et al., 2009; 2011). Os padrões prescrevem para a comercialização de sementes de capim- mombaça valores acima de 40% de germinação (BRASIL, 2008), enquanto para milho, soja e arroz estes valores devem estar acima de 80 ou 85%, compreendendo lotes de qualidade fisiológica mais similar (BRASIL, 2013). Todos os lotes de sementes de capim-mombaça utilizados na pesquisa poderiam ser comercializados, porque atenderam aos padrões oficiais de sementes (BRASIL, 2008). Para o conjunto dos 19 lotes avaliados na análise univariada, os testes de vigor mais promissores foram a primeira contagem de germinação e o índice de velocidade de germinação, pois apresentaram 63% e 68%, respectivamente, dos resultados similares aos obtidos na emergência de plântulas em campo. A primeira contagem de germinação baseia-se no princípio de que as amostras que apresentam maior porcentagem de plântulas normais nessa contagem, estabelecidas pelas Regras para Análise de Sementes (BRASIL, 2009), são mais vigorosas (SENA; ALVES; MEDEIROS, 2015). O índice de velocidade de germinação é um teste que determina o vigor dos lotes pela avaliação da velocidade de germinação das sementes (OLIVEIRA et al., 2009). O teste de germinação e todos os testes de vigor utilizados foram capazes de 19 detectar diferenças no potencial fisiológico das sementes, porém o ranqueamento dos lotes não foi similar em todos os testes. Alguns foram sensíveis, classificando os lotes em mais do que três classes de vigor, como no caso da emergência de plântulas em campo, germinação, primeira contagem de germinação, emergência de plântulas em areia, primeira contagem de emergência de plântulas em areia e análise de imagens (comprimento de plântulas, índices de vigor e de uniformidade). Outros testes de vigor foram menos rigorosos e classificaram os lotes em três classes de vigor ou menos como: índice de velocidade de germinação, comprimento da parte aérea e de raiz. No entanto, dependendo do teste adotado, o ranqueamento dos lotes quanto ao vigor apresentou divergências, dificultando a interpretação dos resultados. Adicionalmente, o grande número de lotes e de parâmetros de qualidade avaliados também dificultou o entendimento dos dados. Por este motivo, trabalhos sobre testes de vigor de sementes realizados por Barbosa et al. (2013) e Silva et al. (2017), nos quais foram comparados mais de 10 lotes e parâmetros de qualidade, utilizaram como ferramenta estatística a análise de agrupamento com melhores resultados do que os obtidos por meio da análise univariada. Na Figura 4, verificou-se que em função da variação expressiva nos valores da distância euclidiana entre os lotes de sementes para o conjunto de variáveis consideradas, foi possível dividir o conjunto original em três grupos, adotando-se a distância euclidiana 7 (HAIR et al., 2005). No grupo I, ficaram concentradas as variáveis índice de uniformidade, comprimento da raiz e emergência de plântulas em campo. Portanto, a análise de imagens para o índice de uniformidade e o comprimento de raiz pelo método tradicional foram os melhores testes de vigor, pois na análise conjunta dos 19 lotes verificou-se uma alta concordância na classificação dos lotes e similaridade com o teste de referência, de emergência de plântulas em campo. As variáveis comprimento da parte aérea, emergência de plântulas em areia, primeira contagem de germinação, primeira contagem de emergência de plântulas em areia, índice de velocidade de germinação e germinação formaram o grupo II, significando que essas variáveis foram menos eficientes na classificação dos lotes em relação as do grupo I. Já o grupo III foi composto pelas variáveis de análise de 20 imagens para índice de vigor e comprimento de plântulas, que não apresentaram similaridade com as demais, e menor eficiência como testes de vigor. Figura 4. Dendrograma resultante da análise de agrupamento hierárquico pelo método de Ward com a formação de grupos com base nos dados de germinação (G), primeira contagem de germinação (PCG), índice de velocidade de germinação (IVG), emergência de plântulas em areia (EA), primeira contagem de emergência de plântulas em areia (PCE), comprimento da raiz (CPR), comprimento da parte aérea (CPA) e análise de imagens para comprimento de plântulas (CP), índice de vigor (IV) e índice de uniformidade de crescimento (IU) e emergência de plântulas em campo (EC) de 19 lotes de sementes de Panicum maximum cv. Mombaça. Para explicar a variabilidade dos dados na análise de componentes principais dos 19 lotes de capim-mombaça foram necessários dois componentes com variância total de 63,59% e 15,49% (Tabela 3). A somatória destes valores totalizaram a variância acumulada de 79,08%. Isto significa que dois componentes foram suficientes para discriminar aproximadamente 80% dos parâmetros avaliados. De modo similar, estudos sobre testes de vigor para sementes de soja (BARBOSA et al., 2013) e de capim-piatã (SILVA et al., 2017) também constataram que dois componentes principais foram suficientes para explicar 65,86% e 74,23%, respectivamente, da variância na discriminação de variáveis. Contudo, Lorentz e Nunes (2013) constataram para sementes de arroz a necessidade de três componentes principais, os quais explicaram 80,42% da variabilidade dos dados 21 avaliados. Tabela 3. Correlação entre cada componente principal e os testes de avaliação da qualidade fisiológica de 19 lotes de sementes de Panicum maximum cv. Mombaça. Testes de avaliação da qualidade de sementes Componente Principal 1 2 Germinação -0,90 0,31 Primeira contagem de germinação -0,83 0,24 Índice de velocidade de germinação -0,91 0,36 Emergência em areia -0,84 0,10 Primeira contagem de emergência -0,90 0,21 Comprimento de raiz -0,70 -0,15 Comprimento de parte aérea -0,86 0,06 Emergência em campo -0,79 0,17 Comprimento de plântulas -0,64 -0,75 Índice de uniformidade -0,79 -0,36 Índice de vigor -0,51 -0,79 Autovalores 6,99 1,70 Variância Total (%) 63,59 15,49 Variância Acumulada 63,59 79,08 Segundo Hongyu, Sandanielo e Oliveira-Júnior (2015) o poder discriminatório das variáveis em cada componente principal é medido pelo valor da correlação. Portanto, foi possível inferir que foram verificadas correlações altas entre todas as variáveis nos componentes principais 1 ou 2, pois em ao menos um destes, os valores foram superiores a 0,7 (HAIR et al., 2005). Os valores de correlação das variáveis germinação (-0,90), primeira contagem de germinação (-0,83), índice de velocidade de germinação (-0,91), emergência de plântulas em areia (-0,84), primeira contagem de emergência em areia (-0,90), comprimento da raiz (-0,70), comprimento da parte aérea (-0,86), emergência de plântulas em campo (-0,79) e análise de imagens para índices de uniformidade (- 0,79) foram relacionados com o componente principal 1. Os testes de análise de imagens para comprimento de plântulas e índice de vigor correlacionaram-se melhor com o componente principal 2, apresentando em relação a este, valores de -0,75 e -0,79, respectivamente. O componente principal 1 deve ser considerado como de maior relevância do que o 2, pois foi capaz de explicar 63,59% da variabilidade total dos dados (HAIR et al., 2005). Deste modo, os testes de análise de imagens para comprimento de plântulas 22 e índice de vigor apresentaram menor variância do que os demais. Adicionalmente, estes últimos testes apresentaram correlação significativa no componente principal 2, que foi capaz de explicar somente 15, 49% da variabilidade total dos dados (Tabela 3). Portanto, com base na análise de componentes principais (Figura 5), pôde-se afirmar que os testes situados no componente principal 1 (germinação, índice de velocidade de germinação, emergência de plântulas em areia, primeira contagem de emergência de plântulas em areia, comprimento de raiz e parte aérea e índice de uniformidade) foram promissores na avaliação de lotes de sementes de capim- mombaça visando ranqueá-los quanto ao vigor e a emergência de plântulas em campo, pois os autovetores destes testes situaram-se próximos, formando um ângulo agudo entre si e em relação à emergência de plântulas em campo no plano de dispersão. Embora todos os testes de vigor tenham apresentado correlação acima de 0,7 no componente principal 1 ou 2, vale destacar que os testes de analise de imagens para índice de uniformidade de crescimento, comprimento de raiz pelo método tradicional e emergência de plântulas em campo apresentaram maior similaridade entre si, pois pertencem ao mesmo grupo pela análise de agrupamento (Figura 4). Os testes de vigor de sementes devem ser capazes de ranquear os lotes em classes diferentes de potencial fisiológico e apresentar resultados correlacionados com a emergência de plântulas em campo (OLIVEIRA et al., 2014; MARCOS-FILHO, 2015; SILVA et al., 2017; OLIVEIRA et al., 2017). Estes resultados confirmaram aqueles verificados na comparação de médias da Tabela 2, porém de modo mais simplificado e evidente. Barbosa et al. (2013), Lorentz; Nunes, (2013) e Silva et al. (2017) também verificaram em estudos sobre testes de vigor em sementes a eficiência e melhor adequação da análise multivariada em comparação à univariada para a identificação de testes mais promissores de vigor quando são comparados grande número de lotes e parâmetros. 23 Figura 5. Autovetores, plano de dispersão por meio da análise de componentes principais dos testes de germinação (G), primeira contagem de germinação (PCG), índice de velocidade de germinação (IVG), emergência de plântulas em areia (EA), primeira contagem de emergência de plântulas em areia (PCE), comprimento da raiz (CPR), comprimento da parte aérea (CPA) e análise de imagens para comprimento de plântulas (CP), índices de vigor (IV) de uniformidade (IU) e emergência de plântulas em campo (EC) de 19 lotes de sementes de Panicum maximum cv. Mombaça. Portanto, o teste de comprimento de raiz pelo método tradicional e o índice de uniformidade pela análise de imagens (SVIS) foram os testes mais eficientes na avaliação do potencial fisiológico de sementes de capim-mombaça, visando a seleção dos lotes com melhor desempenho na emergência de plântulas em campo. 4.2. Capim-massai (Panicum maximum cv. Massai). O teor de água das sementes de capim-massai dos 11 lotes variou de 8,0 a 10,3%. Essa similaridade de valores foi primordial para que os testes de avaliação da qualidade fisiológica das sementes não fossem afetados por diferenças na atividade metabólica, velocidade de umedecimento e de deterioração devido a discrepâncias entre os valores dos teores de água dos lotes (COIMBRA et al., 2007; TOMAZ et al., 2015). 24 O teste de emergência de plântulas em campo, utilizado como referência, em trabalhos sobre testes de vigor (OLIVEIRA et al., 2017; MELO et al., 2017; SILVA et al., 2017) classificou os lotes de sementes em duas classes de vigor: alto (lotes 1 a 8) e baixo (lotes 9 a 11) (Tabela 4). Tabela 4. Emergência de plântulas em campo (EC), germinação (G), primeira contagem de germinação (PCG), índice de velocidade de germinação (IVG), emergência de plântulas em areia (EA), primeira contagem de emergência de plântulas em areia (PCE), comprimento de parte aérea (CPA), comprimento de raiz (CPR) de plântulas, análise de imagens para comprimento de plântulas (CP), para índices de vigor (IV) e de uniformidade (IU) de 11 lotes de sementes de Panicum maximum cv. Massai. Lotes EC G PCG IVG EA PCE CPA CPR CP Índices ----------- % ---------- ----- % ----- ------cm plântula -1------ IV IU 1 39a* 79a 59b 23,53a 53d 42c 2,9a 3,9a 6,49c 702c 746b 2 38a 68c 31c 15,95c 64c 24d 1,9b 2,6b 7,48b 772c 735b 3 36a 78a 73a 25,06a 73b 68a 2,8a 3,9a 7,51b 829b 837a 4 35a 59d 23d 13,67d 67b 34c 2,4a 3,9a 6,40c 678c 672c 5 33a 80a 75a 14,98a 80a 75a 3,5a 4,8a 8,39a 896a 866a 6 31a 58d 38c 15,86c 59c 48b 2,1b 3,4a 8,18a 812b 683c 7 30a 73b 52b 22,04b 62c 41c 2,5a 3,6a 6,86c 715c 698c 8 30a 69c 20d 16,27c 53d 9d 2,0b 2,7b 5,12d 576d 665c 9 28b 79a 37c 20,19b 61c 29c 2,1b 3,3a 7,55b 774c 725b 10 21b 76a 73a 24,94a 60c 53b 1,4b 2,7b 7,71b 824b 832a 11 21b 57d 26d 13,80d 46d 20d 1,6b 2,0b 7,51b 715c 540d CV% 21,98 3,64 11,13 6,58 11,51 22,96 22,70 28,95 9,27 6,72 6,26 *Médias seguidas de mesma letra na coluna não diferem entre si pelo teste de Scott-Knott (p ≤ 0,05). De modo semelhante ao constatado para a cultivar Mombaça, a germinação das sementes de todos os lotes foi superior a 40% e estes poderiam ser comercializados por estarem acima dos limites estabelecidos pelos Padrões Oficiais para a comercialização de sementes de Panicum maximum (BRASIL, 2008). A germinação dos lotes situou-se entre 57% e 80% e permitiu separa-los em quatro classes de qualidade das sementes. Os trabalhos sobre testes de vigor para sementes de cereais como milho- doce (COIMBRA et al., 2009), milho (GRZYBOWSKI; VIEIRA; PANOBIANCO, 2015) 25 e milheto (MACHADO et al., 2012) prescrevem que estes têm como função diferenciar lotes de sementes com porcentagens de germinação semelhantes. Para espécies de gramíneas forrageiras tropicais, esta premissa é difícil de ser cumprida, pois os lotes de sementes apresentaram germinação mais discrepantes do que aquelas verificadas para as sementes de grandes culturas (LAURA et al., 2009; OHLSON et al., 2009; 2011). O teste de germinação e os demais testes de vigor utilizados foram capazes de detectar diferenças no potencial fisiológico das sementes, porém o ranqueamento dos lotes foi diverso daquele observado na emergência de plântulas em campo. Alguns testes de vigor foram sensíveis, classificando os lotes em quatro classes de vigor, como no caso da germinação, primeira contagem de germinação, índice de velocidade de germinação, emergência de plântulas em areia, primeira contagem de emergência de plântulas em areia e análise de imagens (comprimento de plântulas, índices de vigor e de uniformidade). Outros testes de vigor foram menos rigorosos e classificaram os lotes em duas classes de vigor de modo semelhante à emergência de plântulas em campo, tais como o comprimento da parte aérea e de raiz. Considerando os 11 lotes estudados na análise univariada, os testes que apresentaram resultados mais similares aos obtidos na emergência de plântulas em campo foram comprimento de parte aérea e de raiz que apresentaram, aproximadamente, 73% de coincidência na classificação dos lotes. De acordo com Nakagawa (1999), o teste de comprimento de plântulas ou de suas partes tem sido considerado para detectar diferenças no potencial fisiológico de sementes de diferentes espécies. Além disso, seus resultados podem apresentar relação com a emergência de plântulas em campo (VANZOLINI et al., 2007). O teste de comprimento de plântulas é fundamentado no fato de que as sementes mais vigorosas originam plântulas mais desenvolvidas, em função destas apresentarem maior capacidade de transformação dos tecidos e mobilização das reservas armazenadas, sendo então eficientes na avaliação do vigor (AMARO et al., 2015). O grande número de lotes e de parâmetros de qualidade representa um entrave aos estudos sobre testes de vigor de sementes e, nestes casos, a análise de agrupamento produz melhores resultados do que os obtidos por meio da análise 26 univariada (BARBOSA et al., 2013; SILVA et al., 2017). Adotando-se a distância euclidiana 5 na análise de agrupamento hierárquico pelo método de Ward, os testes de avaliação da qualidade dos lotes de sementes foram separados em três grupos (Figura 6) (HAIR et al., 2005). No grupo I, ficaram concentradas as variáveis comprimento da raiz, da parte aérea e emergência de plântulas em campo. Estas foram as variáveis que mais se destacaram, pois na análise conjunta dos 11 lotes têm uma alta concordância na classificação dos lotes e neste grupo está inserido o teste de emergência de plântulas em campo. Figura 6. Dendrograma resultante da análise de agrupamento hierárquico pelo método de Ward com a formação de grupos com base nos dados de germinação (G), primeira contagem de germinação (PCG), índice de velocidade de germinação (IVG), emergência de plântulas em areia (EA), primeira contagem de emergência de plântulas em areia (PCE), comprimento da raiz (CPR), comprimento da parte aérea (CPA) e análise de imagens para comprimento de plântulas (CP), índice de vigor (IV), índice de uniformidade de crescimento (IU) e emergência de plântulas em campo (EC) de 11 lotes de sementes de Panicum maximum cv. Massai. As variáveis emergência de plântulas em areia, índice de uniformidade, primeira contagem de emergência de plântulas em areia, primeira contagem de germinação, índice de velocidade de germinação e germinação formaram o grupo II, mostrando que essas variáveis foram similares entre si na classificação dos lotes mas divergem em relação àquelas do grupo I. O grupo III foi composto pelas variáveis, índice de vigor e comprimento de plântulas, que apresentaram maior distância e divergência em comparação às demais. 27 A análise de agrupamento permitiu uma avaliação da similaridade entre as variáveis levando em consideração suas características simultaneamente. Segundo Hair et al. (2005) essa técnica reúne indivíduos, ou lotes de sementes como no presente estudo, em grupos com maior similaridade. Na Tabela 5 verificou-se que foram necessários dois componentes com variância de 54,98% e 19,23%, para explicar a variabilidade dos dados da análise de componentes principais dos 11 lotes de capim-massai. Portanto, dois componentes principais foram suficientes para discriminar 74,21% dos parâmetros avaliados. Tabela 5. Correlação entre cada componente principal e os testes de avaliação da qualidade fisiológica de 11 lotes de sementes de Panicum maximum cv. Massai. Testes de avaliação da qualidade de sementes Componente Principal 1 2 Germinação -0,73 -0,26 Primeira contagem de germinação -0,88 0,27 Índice de velocidade de germinação -0,46 0,11 Emergência em areia -0,83 -0,11 Primeira contagem de emergência -0,93 0,22 Comprimento de raiz -0,81 -0,46 Comprimento de parte aérea -0,72 -0,55 Emergência em campo -0,39 -0,74 Comprimento de plântulas -0,50 0,71 Índice de uniformidade -0,91 0,05 Índice de vigor -0,75 0,58 Autovalores 6,05 2,12 Variância Total (%) 54,98 19,23 Variância Acumulada 54,98 74,21 Nesta mesma pesquisa, no estudo de capim-mombaça (Tabela 3), e em estudos sobre testes de vigor para sementes de soja (BARBOSA et al., 2013) e de capim-piatã (SILVA et al., 2017) também foi constatado que dois componentes principais seriam suficientes para explicar 79,08%, 65,86% e 74,23%, respectivamente, da variância na discriminação das variáveis. O poder discriminatório das variáveis em cada componente principal é medido pelo valor da correlação (HONGYU; SANDANIELO; OLIVEIRA-JÚNIOR, 2015). Desta forma, foi possível inferir que foram verificadas correlações altas entre todas as variáveis nos componentes principais 1 ou 2, exceto para a variável índice de velocidade de germinação que apresentou correlação abaixo de 0,7 nos dois 28 componentes (HAIR et al., 2005). Portanto, este teste de vigor foi considerado de pouca relevância para a discriminação dos lotes de capim-massai. Assim, as variáveis germinação (-0,70), primeira contagem de germinação (- 0,88), emergência de plântulas em areia (-0,84), primeira contagem de emergência de plântulas em areia (-0,95), comprimento da raiz (-0,81), comprimento da parte aérea (-0,73) e análise de imagens para índices de uniformidade (-0,76) e de vigor (- 0,90) correlacionaram-se significativamente com o componente principal 1. O teste de emergência de plântulas em campo e análise de imagens para comprimento de plântulas correlacionaram-se melhor com o componente principal 2, apresentando em relação a este, valores de 0,74 e -0,72, respectivamente. Na análise de componentes principais (Figura 7), foi possível verificar que os testes de comprimento da raiz e parte aérea de plântulas apresentaram os vetores mais próximos ao vetor da emergência de plântulas em campo e estes testes haviam sido inseridos no mesmo grupo pela análise de agrupamento (Figura 6). Estes resultados confirmaram aqueles verificados na comparação de médias da Tabela 4, porém de modo simplificado e evidente. Figura 7. Autovetores, plano de dispersão por meio da análise de componentes principais dos testes de germinação (G), primeira contagem de germinação (PCG), índice de velocidade de germinação (IVG), emergência de plântulas em areia (EA), primeira contagem de emergência de plântulas em areia (PCE), comprimento da raiz (CR), comprimento da parte aérea (CPA) e análise de imagens para comprimento de plântulas (CP), índices de vigor (IV), de uniformidade (IU) e emergência de plântulas (EC) de 11 lotes de sementes de Panicum maximum cv. Massai. 29 De modo similar à presente pesquisa, outros estudos sobres testes de vigor em sementes haviam comprovado maior adequação e eficiência da análise multivariada em comparação à univariada quando foram avaliados grande número de lotes e parâmetros (BARBOSA et al., 2013; LORENTZ; NUNES, 2013; SILVA et al., 2017). Dessa forma, os testes de comprimento da parte aérea e de raiz foram mais eficientes na avaliação do potencial fisiológico de sementes de capim-massai visando a seleção dos lotes com melhor desempenho na emergência de plântulas em campo. 4.3. Capim-tanzânia (Panicum maximum cv. Tanzânia). Os teores de água das sementes dos lotes de capim-tanzânia situaram-se entre 8,7 e 10,4%. Esses valores estão dentro da faixa de variação de quatro pontos percentuais, entre teores de água de lotes a serem comparados e que conferem confiabilidade aos resultados dos testes de avaliação de potencial fisiológico (MARCOS-FILHO, 2015). A emergência de plântulas em campo foi utilizada como referência para a seleção dos testes de vigor (OLIVEIRA et al., 2017; SILVA et al., 2017). Neste teste, os lotes foram classificados em três classes de vigor: alto (lotes 1 a 3), médio (lotes 4 a 7) e baixo (8 a 12) (Tabela 6). A germinação das sementes de todos os lotes foi superior a 40% e estes poderiam ser comercializados como sementes (BRASIL, 2008). Este fato também foi verificado para as sementes das cultivares Mombaça e Massai (Tabelas 2 e 4). Para lotes de sementes de milho, soja e arroz estes valores devem estar acima de 80 ou 85%, compreendendo lotes de qualidade fisiológica semelhante (BRASIL, 2013). 30 Tabela 6. Emergência de plântulas em campo (EC), germinação (G), primeira contagem de germinação (PCG), índice de velocidade de germinação (IVG), emergência de plântulas em areia (EA), primeira contagem de emergência de plântulas em areia (PCE), comprimento de parte aérea (CPA), comprimento de raiz (CPR) de plântulas, análise de imagens para comprimento de plântulas (CP), para índices de vigor (IV) e de uniformidade (IU) de 12 lotes de sementes de Panicum maximum cv. Tanzânia. Lotes EC G PCG IVG EA PCE CPA CPR CP Índices ----------- % ---------- ----- % ----- -----cm plântula -1----- IV IU 1 47a* 55c 5d 10,60c 60b 62b 1,9b 4,4a 6,34c 727b 785a 2 46a 70a 36a 19,05a 78a 82a 2,1b 4,7a 7,24b 762b 762a 3 44a 65a 31b 16,90a 70a 77a 3,0a 4,4a 7,92a 814a 768a 4 40b 45c 24c 12,42c 61b 60b 1,8b 5,5a 7,25b 743b 695b 5 38b 65a 40a 17,71a 72a 76a 2,2a 5,3a 7,49b 793a 802a 6 34b 58b 29b 14,80b 55b 60b 2,4a 5,3a 6,56c 705b 695b 7 32b 50c 37a 14,49b 42c 44c 1,1c 2,2b 6,30c 647c 602c 8 25c 58b 23c 13,85b 58b 52b 2,6a 3,5b 6,95b 739b 757a 9 23c 46c 4d 9,02d 43c 36c 1,9b 2,7b 5,01e 541d 574d 10 21c 43c 3d 7,44d 39c 31c 2,6a 4,3a 5,02e 558d 630c 11 20c 46c 10d 9,28d 41c 26c 1,4c 3,3b 4,76e 512d 539d 12 18c 49c 8d 9,42d 46c 29c 2,0b 3,1b 5,73d 598c 586d CV% 18,28 9,93 16,90 11,25 14,54 19,86 20,03 20,89 9,09 7,46 6,62 *Médias seguidas de mesma letra na coluna não diferem entre si pelo teste de Scott-Knott (p ≤ 0,05). A diferenciação de lotes de sementes com germinação similares, é difícil de ser cumprida para gramíneas forrageiras tropicais porque nos lotes de sementes destas espécies há diferenças de germinação superiores aquelas verificadas para as sementes de grandes culturas (LAURA et al., 2009; OHLSON et al., 2009; 2011). Devido às características próprias do mercado de sementes de forrageiras e à eficiência do teste de germinação na diferenciação do potencial fisiológico dos lotes, este poderia ser utilizado como um teste de classificação do potencial fisiológico dos lotes de sementes de capim-tanzânia de modo semelhante, a um teste de vigor (SILVA et al., 2017). Segundo Delouche e Caldwell (1960), no momento máximo do processo de deterioração ocorre a perda da viabilidade das sementes, e reduções na capacidade germinativa. A eficiência do teste de germinação para a avaliação do vigor das sementes também foi verificado para Brachiaria brizantha cv. Piatã (SILVA 31 et al., 2017). A diferenciação do potencial fisiológico das sementes foi detectada pelo teste de germinação e todos os testes de vigor utilizados. No entanto, o ranqueamento dos lotes não foi o mesmo em todos os testes. Alguns testes foram mais sensíveis, classificando os lotes em mais do que três classes de vigor, como no caso da primeira contagem de germinação, índice de velocidade de germinação e análise de imagens (comprimento de plântulas, índices de vigor e de uniformidade). No entanto, alguns testes apresentaram divergência de classificação dos lotes em níveis de vigor dificultando a interpretação dos resultados. Adicionalmente, o grande número de lotes e de parâmetros de qualidade avaliados também dificultou o entendimento dos dados. Com base nos resultados da análise univariada para a comparação das médias verificou-se para os 12 lotes avaliados, que os testes de emergência de plântulas em areia e primeira contagem de emergência de plântulas em areia foram os mais eficientes, pois apresentaram 67% dos resultados similares aos obtidos na emergência de plântulas em campo. Sementes com maior qualidade fisiológica possuem maior velocidade nos processos metabólicos, proporcionando germinações mais rápidas e uniformes de plântulas (MUNIZZI et al., 2010). Quanto maior o número de sementes germinadas na primeira contagem, maior é o potencial fisiológico do lote de sementes, pois em geral indica uma maior correspondência com o número de plântulas no campo (MARCOS FILHO, 2015). Trabalhos sobre testes de vigor de sementes, nos quais foram comparados mais de 10 lotes e parâmetros de qualidade, utilizaram como ferramenta estatística a análise de agrupamento com melhores resultados do que os obtidos por meio da análise univariada (BARBOSA et al., 2013; SILVA et al., 2017). Conforme foi observado no dendrograma da Figura 8, utilizando-se a análise de agrupamento e a distância euclidiana 4 ocorreu a divisão dos testes de avaliação da qualidade dos lotes de sementes em três grupos (HAIR et al., 2005), de forma semelhante ao verificado para o capim-mombaça e o capim-massai (Figuras 4 e 6). 32 Figura 8. Dendrograma resultante da análise de agrupamento hierárquico pelo método de Ward com a formação de grupos com base nos dados de germinação (G), primeira contagem de germinação (PCG), índice de velocidade de germinação (IVG), emergência de plântulas em areia (EA), primeira contagem de emergência de plântulas em areia (PCE), comprimento da raiz (CPR), comprimento da parte aérea (CPA) e análise de imagens para comprimento de plântulas (CP), índice de vigor (IV), índice de uniformidade de crescimento (IU) e emergência de plântulas em campo (EC) de 12 lotes de sementes de Panicum maximum cv. Tanzânia. No grupo I ficaram concentradas as variáveis índice de vigor, comprimento de plântulas, índice de uniformidade, primeira contagem de emergência de plântulas em areia, emergência de plântulas em areia e emergência de plântulas em campo (Figura 8). Estas foram as melhores variáveis, pois na análise conjunta dos 12 lotes apresentaram concordância na classificação dos lotes e este agrupamento incluiu o teste de emergência em campo, utilizado como referência. O grupo II, foi formado pelas variáveis índice de velocidade de germinação, primeira contagem de germinação e germinação, mostrando que essas variáveis foram menos eficientes na classificação dos lotes visando a emergência de plântulas em campo em relação as do grupo I. Já o grupo III foi composto pelas variáveis, comprimento da parte aérea e de raiz, que não apresentaram similaridade com as demais. A análise de correlação apresentada na Tabela 7 revelou que os dois primeiros componentes principais foram suficientes para explicar 84,82% da 33 variabilidade dos dados dos 12 lotes de capim-tanzânia. O primeiro componente explicou 73,06% da variabilidade encontrada e o segundo 11,76%. Assim, os dois primeiros componentes foram utilizados para discriminar as variáveis de maior importância. Tabela 7. Correlação entre cada componente principal e os testes de avaliação da qualidade fisiológica de 11 lotes de sementes de Panicum maximum cv. Tanzânia. Testes de avaliação da qualidade de sementes Componente Principal 1 2 Germinação -0,89 -0,09 Primeira contagem de germinação -0,76 -0,52 Índice de velocidade de germinação -0,90 -0,37 Emergência em areia -0,96 0,06 Primeira contagem de emergência -0,98 -0,02 Comprimento de raiz -0,65 0,49 Comprimento de parte aérea -0,42 0,75 Emergência em campo -0,85 -0,08 Comprimento de plântulas -0,95 -0,06 Índice de uniformidade -0,91 0,25 Índice de vigor -0,97 0,03 Autovalores 8,04 1,29 Variância Total (%) 73,06 11,76 Variância Acumulada 73,06 84,82 Para as sementes das outras cultivares deste estudo, Mombaça e Massai, também foi constatado que dois componentes principais foram suficientes para explicar 79,08% e 74,21%, respectivamente, da variância na discriminação das variáveis (Tabelas 3 e 5). Na Tabela 7 foram verificadas correlações altas entre todas as variáveis nos componentes principais 1 ou 2, pois em ao menos um destes, os valores foram superiores a 0,7 (HAIR et al., 2005), exceto para a variável comprimento de raiz. Portanto, esta última foi considerada de pouca relevância para este estudo. De acordo com Cruz, Regazzi e Carneiro (2004), a técnica de componentes principais permite descartar caracteres de pouca contribuição e, dessa forma, é possível reduzir mão-de-obra, tempo e custos. Desta forma, as variáveis germinação (-0,89), primeira contagem de germinação (-0,76), índice de velocidade de germinação (-0,90), emergência de plântulas em areia (-0,96), primeira contagem de emergência em areia (-0,98), 34 emergência de plântulas em campo (-0,85) e análise de imagens para comprimento de plântulas (-0,95), índice de uniformidade (-0,91) e índice de vigor (-0,97) foram correlacionadas com o componente principal 1. O teste de comprimento da parte aérea (0,75) correlacionou-se melhor com o componente principal 2. O componente principal 1 deve ser considerado como de maior relevância do que o 2, pois foi capaz de explicar 73,06% da variabilidade total dos dados (HAIR et al., 2005). O componente principal 2 foi capaz de explicar somente 11,76% da variabilidade total dos dados. Deve-se destacar que os testes de análise de imagens para comprimento de plântulas, índice de vigor e índice de uniformidade de crescimento e os testes tradicionais de emergência de plântulas em areia, primeira contagem de emergência de plântulas em areia e emergência de plântulas em campo, apresentaram maior similaridade entre si, pois pertencem ao mesmo grupo pela análise multivariada (Figura 8). A partir da análise do plano de dispersão (Figura 9), verificou-se que os testes situados no componente principal 1 (germinação, primeira contagem de germinação, índice de velocidade de germinação, emergência de plântulas em areia, primeira contagem de emergência de plântulas em areia, e análise de imagens para comprimento de plântulas, índice de uniformidade e índice de vigor) foram promissores na avaliação de lotes de sementes de capim-tanzânia visando ranqueá- los quanto ao vigor e a emergência de plântulas em campo, pois os autovetores destes testes situaram-se próximos, formando um ângulo agudo entre si e em relação à emergência de plântulas em campo. Deste modo, os resultados da análise multivariada confirmaram aqueles verificados na comparação de médias da Tabela 6, porém de modo simplificado. 35 Figura 9. Autovetores, plano de dispersão por meio da análise de componentes principais dos testes de germinação (G), primeira contagem de germinação (PCG), índice de velocidade de germinação (IVG), emergência de plântulas em areia (EA), primeira contagem de emergência de plântulas em areia (PCE), comprimento da raiz (CR), comprimento da parte aérea (CPA) e análise de imagens para comprimento de plântulas (CP), índices de vigor (IV), de uniformidade (IU) e emergência de plântulas em campo (EC) de 12 lotes de sementes de Panicum maximum cv. Tanzânia. 36 5. CONCLUSÕES O índice de uniformidade avaliado por meio da análise de imagens e o teste de comprimento de raiz são eficientes na avaliação do potencial fisiológico de sementes de capim-mombaça, fornecendo informações semelhantes à emergência de plântulas em campo. Os testes de comprimento de parte aérea e de raiz são eficientes para a avaliação do potencial fisiológico de sementes de capim-massai, fornecendo informações semelhantes à emergência de plântulas em campo. Os testes de comprimento de plântulas, índice de vigor e índice de uniformidade de crescimento por meio da análise de imagens e os testes de emergência de plântulas em areia e primeira contagem de emergência de plântulas em areia são eficientes na avaliação do potencial fisiológico de sementes de capim- tanzânia, fornecendo informações semelhantes à emergência de plântulas em campo. O teste de análise de imagens mostrou-se promissor para à avaliação do potencial fisiológico de sementes de capim-mombaça e capim-tanzânia. 37 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALVES, M. C. Estatística multivariada SAS: Ciagri 23. Piracicaba: ESALQ/ USP, 1999. 111p. ALVARENGA, R. O.; MARCOS-FILHO, J.; GOMES-JUNIOR, F. G. 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