Fósforo e silício na qualidade e na tolerância de sementes de soja ao estresse hídrico | Phosphorus and silicon in the quality and tolerance of soybean seeds to water stress

A utilização de sementes de elevada qualidade fisiológica é de grande importância para se obter adequada formação do estande de plantas. A deficiência hídrica é o fator limitante de maior significância para a germinação, sobrevivência e crescimento inicial das plantas. A nutrição adequada das plantas possibilita a produção de sementes com maior qualidade fisiológica e, consequentemente, mais tolerantes aos diversos estresses abióticos. Dentre os nutrientes que apresentam efeito benéfico na produção das sementes destacam-se o fósforo (P) e o silício (Si). Ainda, existem evidências de que o silício atua no aumento do poder antioxidativo das células e contribui para maior tolerância das plantas e das sementes aos diferentes estresses. Dessa forma, o objetivo geral deste trabalho foi avaliar o efeito do P e do Si aplicados à planta de soja na qualidade fisiológica das sementes produzidas e na tolerância ao estresse hídrico durante a germinação e crescimento inicial das plântulas. Foram conduzidos dois experimentos com a utilização de duas cultivares de soja: TMG 132RR e Anta 82. No primeiro experimento, para avaliação da qualidade fisiológica das sementes, adotou-se o delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 3x2, ou seja, três níveis de fósforo (baixo nível, nível recomendado e alto nível) e dois níveis de silício (aplicação ou não de silício ao solo), com quatro repetições. As sementes produzidas foram submetidas aos seguintes testes: germinação; primeira contagem da germinação; envelhecimento acelerado; condutividade elétrica; emergência de plântulas; matéria seca da raiz; matéria seca da parte aérea; matéria seca total e relação parte aérea raiz. No segundo experimento, para avaliação do efeito do P e do Si na tolerância das sementes ao estresse hídrico, foi utilizado o delineamento experimental inteiramente cazualizado, com quatro repetições. Os tratamentos foram dispostos em esquema fatorial 3x2x4, ou seja, três níveis de fósforo (baixo nível, nível recomendado e alto nível), dois níveis de silício (aplicação ou não de silício ao solo) e quatro potenciais osmóticos (0 MPa; -0,2 MPa; -0,4 MPa e -0,6 MPa). As sementes foram submetidas aos seguintes testes: germinação; primeira contagem de germinação; crescimento de plântulas (comprimento e massa seca de raiz e parte aérea); e atividade de enzimas do sistema de defesa antioxidativo: superóxido dismutase, catalase, peroxidases e peroxidase do ascorbato. Para a atividade enzimática foram utilizados apenas os potenciais osmóticos 0 MPa (controle) e -0,4 MPa. Os dados obtidos para as cultivares foram analisados separadamente. O fósforo e o silício não afetaram a germinação das sementes, porém houve incremento do vigor quando foi aplicado o maior nível de fósforo. Com a aplicação de silício, não foi observada diferença no vigor das sementes entre diferentes doses de fósforo. O aumento da disponibilidade de P para as plantas contribuiu para o aumento do vigor das sementes produzidas e o silício contribui para o aumento do vigor das sementes quando há baixa disponibilidade de fósforo. Foi observada redução da germinação e dos valores obtidos na primeira contagem de germinação, bem como do crescimento das plântulas sob condição de estresse hídrico. O aumento da disponibilidade de fósforo para as plantas contribuiu para o maior crescimento das plântulas sob condições de déficit hídrico. Foi observado aumento nas atividades das enzimas antioxidativas CAT, APX e POX nas sementes submetidas ao estresse hídrico, em ambas as cultivares. Assim, sementes oriundas de plantas cultivadas com maior disponibilidade de P apresentam maior crescimento das plântulas sob condições de déficit hídrico. Palavras-chave: Glycine max. Sementes. Germinação. Plantas – Efeito da seca. Plantas – Nutrição.

The use of seeds with high physiological quality is of great importance to obtain an adequate stand formation. The water deficit is the limiting factor of greater significance in germination, survival and initial plant growth. The adequate plant nutrition allows the production of seeds with higher physiological quality and, consequently, more tolerant to the various abiotic stresses. Among the nutrients that have a beneficial effect on seed production are phosphorus (P) and silicon (Si). Furthermore, there is evidence that silicon acts to increase the antioxidative power of cells and contributes to greater tolerance of plants and seeds to different stresses. Thus, the general objective of this work was to evaluate the effect of P and Si on soybean seed quality and the tolerance to water defict during germination and initial seedling growth. Two experiments were conducted with two soybean cultivars: TMG 132RR and Anta 82. In the first experiment, the completely randomized design was used in a 3x2 factorial design, that is, three levels of phosphorus (low level, recommended level and high level) and two levels of silicon (application or no silicon to the soil) with four replicates. The seeds produced were tested to determine to following parameters: germination; first germination count; accelerated aging; electrical conductivity; emergence of seedlings; root dry matter; dry matter of the aerial part; total dry matter and root shoot ratio. In the second experiment, to evaluate the effect of P and Si on water stress tolerance, the treatments were arranged in a 3x2x4 factorial scheme, that is, three levels of phosphorus (low level, recommended level and high level), two levels of silicon (application or no silicon to the soil) and four osmotic potentials (0; -0.2 MPa; -0.4 MPa and -0.6 MPa). The seeds were submitted to the following tests and determinations: germination; first germination count; seedlings growth (root and shoot dry mass and length); and activity of SOD, CAT, APX and POX enzymes. To evaluate the enzymatic activities of the antioxidative defense system, the two osmotic potentials (0.0 and -0.4 MPa) were used. The data obtained for the cultivars were analyzed separately. Phosphorus and silicon doses did not affect seed germination, but seed vigor increased when the highest level of phosphorus was applied, in the absence of silicon. When applied silicon, there was no difference in seed vigor at different doses of phosphorus. The increase in the availability of P to the plants contributes to increase the vigor of the seeds produced and the silicon contributes to the increase of the vigor of the seeds when there is low availability of phosphorus. Reduction in seed germination and in the values obtained for the first count of germination, as well as the growth of the seedlings under water stress conditions were observed. The increase in the availability of phosphorus to the plants contributed to the higher growth of the seedlings under conditions of water deficit. It was observed an increase in the activities of the CAT, APX and POX antioxidative enzymes in seeds subjected to water stress in both cultivars. Thus, seeds from plant cultivated under higher P availability present higher seedling growth under water deficit conditions. Keywords: Glycine max. Seeds. Germination. Plants – Drought effect. Plants – Nutrition.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior