Pre-treatment by light in stored seeds of caupi beans benefits germination and uniformity of growth

Keywords: Hydroconditioning, Light regime, Photomorphogenesis

Abstract

Adequate storage of caupi bean seeds is an essential step for the conservation of seeds with high physiological quality. Alternative ways must be found that, associated with storage conditions, help in the preservation for the seeds´ best performance. Current study tested pre-treatments with light combined with hydroconditioning in stored seeds of caupi beans (Vigna unguiculata (L.) Walp.) and assessed their influence on the seeds´ physiological quality. Methodology comprised experiment in which caupi beans underwent hydroconditioning and pretreatments with different light regimes (white, dark, red, dark-red, green and blue) for a period of 5 h, followed by drying for 48h. Variables analyzed were emergence, emergence speed index, length of shoot and root, shoot and root dry mass. Experimental design was totally randomized in a 5 x 6 factorial scheme: storage periods: 40, 80, 120, 160 and 200 days, associated with light regimes such as white, dark, red, extreme red, green and blue). Results indicate that extreme blue, red and dark-red light regimes affect growth and development of caupi bean seedlings throughout storage. Pre-treatments with extreme blue, red and dark-red light may be used in caupi bean seeds, although the effect of pre-treatments on seeds is reduced over storage time.

Author Biographies

Antonio Santana Batista de Oliveira Filho, Faculdade de Balsas - UNIBALSAS
Docente dos cursos de Agronomia e Agronegócio da Faculdade de Balsas (UNIBALSAS), Balsas (MA), Brasil.
Leandra Matos Barrozo, Universidade Estadual do Maranhão - UEMA, Campus Balsas
Docente do curso de Agronomia do Campus Balsas da Universidade Estadual do Maranhão (UEMA), Balsas (MA), Brasil.
Joel Cabral dos Santos , Universidade Estadual do Maranhão - UEMA, Campus Balsas
Docente do curso de Agronomia do Campus Balsas da Universidade Estadual do Maranhão - UEMA, Balsas (MA), Brasil
Adriana Araujo Diniz , Universidade Estadual do Maranhão - UEMA, Campus Balsas
Docente do curso de Agronomia do Campus Balsas da Universidade Estadual do Maranhão (UEMA), Balsas (MA), Brasil
Tatiane Scilewski da Costa Zanatta, Universidade Estadual do Maranhão - UEMA, Campus Balsas
Docente do curso de Agronomia do Campus Balsas da Universidade Estadual do Maranhão (UEMA), Balsas (MA), Brasil
Nubia Marisa Ferreira Bertino, Universidade Federal Rural do Semi-Árido - UFERSA
Doutora em Fitotecnia pela Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA), Mossoró (RN), Brasil.

References

ABREU, L. A. S. et al. Deterioração de sementes de girassol durante o armazenamento. J. Seed Sci, Londrina, v. 35, n. 2, p. 240-247, jul. 2013.

AGRAWAL, P. K.; PRAKASH, G. Control of seed germination in some Indian trees. Trop. Ecol, v. 19, n. 2, p. 174-177, 1978.

ALVES, M. M. et al. Germinação de sementes Platymiscium floribundum Vog. (Fabaceae) sob a influência da luz e temperaturas. Ci. Fl, v. 26, n. 3, p. 971-978, jul./set., 2016.

AMARAL, L. I. V.; PAULILO, M. T. S. Efeito da luz, temperatura, reguladores de crescimento e nitrato de potássio na germinação de Miconia cinnamomifolia (DC) Naudin. INSULA Ver. de Bot, v. 21, p. 59-86, 1991.

ANDRADE, J. R. et al. Crescimento inicial de genótipos de feijão caupi submetidos a diferentes níveis de água salina. Agropecu. Cient. Semi-árido, v. 9, n. 4, p. 36-40, set./dez., 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.30969/acsa.v9i4.430.

ARAÚJO, D. J. et al. Conservação de sementes de feijão-caupi sob diferentes condições de armazenamento. Diversitas J, v. 6, n. 1, p. 74-88, jan./mar., 2021. DOI: 10.17648/diversitas-journal-v6i1-1200.

AZEVEDO, M. R. et al. Influência das embalagens e condições de armazenamento no vigor de sementes de gergelim. Rev. Bras. de Eng. Agricola e Ambient, v. 7, n. 3, p. 519-524, out., 2003. DOI: https://doi.org/10.1590/S1415-43662003000300019.

BAKHT, J. et al. Response of maize (Zea mays L.) to seed priming with NaCl and salinity stress. Span. J. Agric. Res, v. 9, n. 1, p. 252-261, mar., 2011. DOI: https://doi.org/10.5424/sjar/20110901-113-10.

BARBOSA, J. C.; MALDONADO JÚNIOR, W. AgroEstat: sistema para análises estatísticas de ensaios agronômicos. Jaboticabal: FCAV/UNESP, 2015. 396p.

BEWLEY, J. D. et al. Seeds: Physiology of development, germination and dormancy. New York, 2013. 392p.

BORGES, E. E. L.; RENA, A. B. Germinação de sementes. In: AGUIAR, I. B.; PIÑA-RODRIGUEZ, F. C. M.; FIGLIOLIA, M. B. (ed.). Sementes florestais tropicais. Brasília: ABRATES, 1993. p. 83-135.

BRASIL, MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO. Regras para análise de sementes. Brasília: Mapa/ACS, 2009. 399p.

CARDOSO, E. D. et al. E. Qualidade fisiológica e composição química de sementes de Brachiaria brizantha em função do condicionamento osmótico. Rev. Agric. Neotr., Cassilândia, v. 2, n. 2, p. 42-48, abr./jun. 2015. DOI: https://doi.org/10.32404/rean.v2i2.264.

CARVALHO, N. M.; NAKAGAWA, J. Sementes: ciência, tecnologia e produção. 5ª ed. Jaboticabal: FUNEP, 2012. 590p.

CHHABRA, R. et al. Seed aging, storage andd: an irresistible physiological phenomenon. Agric. Rev., Haryana, v. 40, n. 3, p. 1-5, jul./set., 2019. DOI: https://doi.org/10.18805/ag.R-1914.

COSGROVE, D. J. Rapid suppression of growth by blue light occurrence, time course, and general characteristics. Plant Physiol, v. 67, n. 3, p. 584-590, mar. 1981. DOI: https://doi.org/10.1104/pp.67.3.584.

DIAS, T. et al. Compostos fenólicos e capacidade antioxidante em frutos de tomateiros mutantes fotomorfogenéticos. Ciên. Rural, Santa Maria, v. 45, n. 5, p. 782-787, maio, 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/0103-8478cr20140098.

DINIZ, F. O. et al. Germination of Physalis peruviana L. seeds under varying conditions of temperature, light, and substrate. Rev. Ciênc. Agron, Fortaleza, v. 51, n. 1, p. 1-9, ago. 2020. DOI: https://doi.org/10.5935/1806-6690.20200003.

FAROOQ, ‪M. et al. Seed priming with ascorbic acid improves drought resistance of wheat. J Agron Crop Sci, Germany, v. 199, n. 1, p. 2-22, abr. 2013. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1439-037X.2012.00521.x. ‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬

GALHAUT, L. et al. Seed priming of Trifolium repens L. improved germination and early seedling growth on heavy metal-contaminated soil. Water Air Soil Pollut, Switzerland, v. 225, n. 1905, p. 1-15, mar. 2014. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s11270-014-1905-1.

GOMES, I. A. C. et al. Alterações morfofisiológicas em folhas de Coffea arabica L. cv. Oeiras sob influência do sombreamento por Acacia mangium Willd. Cienc. Rural, Santa Maria, v. 38, n. 1, p. 109-115, jan./fev., 2008. DOI: https://doi.org/10.1590/S0103-84782008000100018.

HENRIQUE, P. C. et al. Aspectos fisiológicos do desenvolvimento de mudas de café cultivadas sob telas de diferentes colorações. Pesq. Agropec. Bras, Goiânia, v. 46, n. 5, p. 458-465, maio, 2011. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-204X2011000500002.

LUNA, B. et al. Sensitivity to green safelight of 12 Mediterranean species. Seed Sci. Technol, v. 32, n. 1, p. 113-117, abr., 2004. DOI:10.15258/sst.2004.32.1.12.

MAGUIRE, J. D. Speed of germination-aid selection evolution for seedling emergence and vigor. Crop Science, v. 2, n. 2, p. 176-177, mar., 1962. DOI: https://doi.org/10.2135/cropsci1962.0011183X000200020033x.

MANDAK, B.; PYSEK, P. The effects of light quality, nitrate concentration and presence of bracteoles on germination of different fruit types in the heterocarpous Atriplex sagittata. J. Ecol, v. 89, n. 2, p. 149-158, abr., 2001. https://www.jstor.org/stable/3072189.

MARCOS FILHO, J. Fisiologia de sementes de plantas cultivadas. Piracicaba: FEALQ, 2005. 495p.

MARCOS FILHO, J. Importância do potencial fisiológico da semente de soja. Informativo Abrates, Londrina, v. 23, n. 1, 2013.

MEDEIROS, J. X. et al. Overcoming dormancy and influence of light on the physiological quality of Senna cana (Fabaceae) Seeds. J. Exp. Agric. Int, Greece, v. 32, n. 5, p. 1-9, mar., 2019. DOI: https://doi.org/10.9734/jeai/2019/v32i530116.

NAKAGAWA, J. Testes de vigor baseados no desempenho das plântulas. In: F. C. KRZYZANOSKI, R. D.; VIEIRA, J. B.; FRANÇA NETO (Eds.). Vigor de sementes: Conceitos e testes. Londrina: ABRATES, 1999. (Cap. 2, p. 1-24).

OGAWA, N. S. et al. Submersão de sementes de feijão do grupo preto e desenvolvimento inicial de plântulas. Nucleus, São Paulo, v. 13, n. 2, p. 283-290, out., 2016. DOI: https://doi.org/10.3738/1982.2278.1644.

PAPARELLA, S. et al. Seed priming: state of the art and new perspectives. Plant Cell Rep, Heidelberg, v. 34, n. 1, p. 1281-1293, mar., 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00299-015-1784-y.

PEREIRA, L. B. et al. Fertilization management in bean crop under organic production system. Pesq. Agropec. Trop, Goiânia, v. 45, n. 1, p. 29-38, jan./mar. 2015. DOI: https://doi.org/10.1590/1983-40632015v4528018.

PICCININ, G. G. et al. Influência do armazenamento na qualidade fisiológica de sementes de soja tratadas com inseticidas. Ambiência, Guarapuava, v. 9, n. 2, p. 289-298, maio/ago., 2013. DOI: https://doi.org/10.5777/ambiencia.2013.02.04.

PIMENTEL, I.; CONTRERES, S. Red and Far-red Light Treatments to Modify Thermoinhibition, Photoblasticity, and Longevity in Lettuce Seeds. HortTechnology, v. 24, n. 4, p. 463-470, ago., 2014. DOI: https://doi.org/10.21273/HORTTECH.24.4.463.

PIÑA-RODRIGUES, F. C. M. Manual de análise de sementes florestais. Fundação Cargil, 1988. p. 30-37.

RAHMAN, M. et al. Seed priming and Trichoderma application: a method for improving seedling establishment and yield of dry direct seeded boro (winter) rice in Bangladesh. Univers. J. Agric. Res, San Jose, v. 3, n. 2, p. 59-67, jan., 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.13189/ujar.2015.030205.

RICHTER, G. et al. Red light inhibits blue light-induced chloroplast development in cultured plant cells at the mRNA level. Plant Mol. Biol, v. 5, n. 3, p. 175-182, maio, 1985. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00015681.

SANTOS, C. M. R. et al. Modificações fisiológicas e bioquímicas em sementes de feijão no armazenamento. Rev. Bras. Sementes, Londrina, v. 27, n. 1, p. 104-114, out., 2005. DOI: https://doi.org/10.1590/S0101-31222005000100013.

SILVA, E. C. et al. Germinação e vigor em sementes de feijão mungo-verde em função do período de armazenamento. Sci. Agrar. Paranaensis, Paraná, v. 17, n. 3, p. 385-388, 2018.

SILVA, F. H. A. et al. Physical and physiological attributes of saved cowpea seeds used in the brazilian semi-arid region. Rev. Caatinga, Mossoró, v. 32, n. 1, p. 113-120, jan./mar. 2019. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/1983-21252019v32n112rc.

SILVA, G. C. et al. Dry grain yield and production components in cowpea genotypes under irrigated and rainfed cultivation. Rev. Agro@mbiente On-line, Boa Vista, v. 10, n. 4, p. 342-350, out./dez., 2016: DOI: https://doi.org/10.18227/1982-8470ragro.v10i4.3385.

SILVA, M. M. et al. Physiological quality and seed storage of common bean grown in the north of Minas Gerais. Rev. Agro@mbiente On-line, Boa Vista, v. 8, n. 1, p. 97-103, jan./abr., 2014.

SINGHAL, B. K.; SEN, D. N.; BHANDARI, D. C. Spectral sensitivity of seed germination and seedling growth in Amaranthus species. Bangladesh J. Bot, v. 12, n. 2, p. 171-177, 1983.

SMANIOTTO, T. A. S. et al. Qualidade fisiológica das sementes de soja armazenadas em diferentes condições. Rev. Bras. Eng. Agríc. Ambient, v. 18, n. 4, p. 446-453, abr., 2014. DOI: https://doi.org/10.1590/S1415-43662014000400013.

SMITH, H. Light quality photoperception and plant strategy. Ann. Rev. Plant Physiol, v. 33, p. 481-518, jun., 1982. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev.pp.33.060182.002405.

SMITH, H. Phytochromes and light signal perception by plants - an emerging synthesis. Nature, Reino Unido, v. 407, n. 6804, p. 585-591, out., 2000.

SOLANO, C. J. et al. Impacts of LEDs in the Red spectrum on the germination, early seedling growth and antioxidant metabolism of pea (Pisum sativum L.) and melon (Cucumis melo L.). Agriculture, v. 10, n. 6, p. 204, jun., 2020. DOI: https://doi.org/10.3390/agriculture10060204.

SOLEIMANZADEH, H. Effect of seed priming on germination and yield of corn. Intern. J. Agric. Crop Sci, Reino Unido, v. 5, n. 4, p. 366-369, 2013.

SUN, Y-Y. et al. Effects of seed priming on germination and seedling growth under water stress in rice. Acta Agron. Sin, Chinese, v. 36, n. 11, p. 1931-1940, jun., 2010. DOI: https://doi.org/10.1016/S1875-2780(09)60085-7.

TAIZ, L.; ZEIGER, E.; MØLLER, I. M.; MURPHY, A. Fisiologia e desenvolvimento vegetal. 6ª ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. 858p.

TOYOMASU, T. et al. Phytochrome regulates gibberellin biosynthesis during germination of photoblastic Lettuce seeds. Plant Physiol, v. 118, n. 4, p. 1517-1523, dez., 1998. DOI: https://doi.org/10.1104/pp.118.4.1517.

VICTÓRIO, C. P. et al. Efeitos da qualidade de luz na germinação e desenvolvimento inicial in vitro de Phyllanthus tenellus. Rev. Ciênc. Agron, Fortaleza, v. 40, n. 3, p. 400-405, jul./set., 2009.

VIVIAN, R. et al. Dormência em sementes de plantas daninhas como mecanismo de sobrevivência: breve revisão. Plant. Daninha, Viçosa, v. 26, n. 3, p. 695-706, mar., 2008. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-83582008000300026.

WALCK, J. L.; BASKIN, J. M.; BASKIN, C. C. Increased sensitivity to green light during transition from conditional dormancy to nondormancy in seeds of three species of Solidago (Asteraceae). Seed Sci. Res, v. 10, n. 04, p. 495-499, dez., 2000. DOI: https://doi.org/10.1017/S0960258500000532.

YAGMUR, M. et al. Alleviation of osmotic strength of water and salt in germination and seedling growth of triticale with seed priming treatments. Afr. J. Biotechnol, v. 7, n. 13, p. 2156-2162, jul., 2008.

Published
2023-02-21
Section
Agrobusiness