UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E MUCURI

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM PRODUÇÃO VEGETAL

FENOLOGIA E GERMINAÇÃO DE SEMENTES DE Chamaecrista debilis (Vogel)

Irwin e Barneby (Leguminosae-Caesalpinioideae)

DIAMANTINA – MG 2012

JOSÉ EDUARDO VARGAS LOPES DE ARAÚJO

FENOLOGIA E GERMINAÇÃO DE SEMENTES DE Chamaecrista debilis (Vogel)

Irwin e Barneby (Leguminosae-Caesalpinioideae)

Dissertação apresentada à Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal, área de concentração em Produção Vegetal, para a obtenção do título de “Mestre”.

Orientadora: Prof. Dra. Marcela Carlota Nery

Co orientador: Prof. Dr. Carlos Victor Mendonça

DIAMANTINA - MG

2012 JOSÉ EDUARDO VARGAS LOPES DE ARAÚJO

FENOLOGIA E GERMINAÇÃO DE SEMENTES DE Chamaecrista debilis (Vogel)

Irwin e Barneby (Leguminosae-Caesalpinioideae)

Dissertação apresentada à Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal, área de concentração em Produção Vegetal, para a obtenção do título de “Mestre”.

Prof. Dra. Marcela Carlota Nery – UFVJM

Orientadora - UFVJM

Prof. Dr. Carlos Victor Mendonça Filho- UFVJM Membro - UFVJM

Prof. Dra. Yasmine Antonnini – UFOP Membro - INSTITUIÇÃO

DIAMANTINA - MG

2012 Ofereço Esta vitória a Deus, que iluminou o meu caminho.

Dedico

À força de minha mãe

AGRADECIMENTOS

À Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM), pela

oportunidade de realização do curso e pela contribuição à minha formação

acadêmica.

Ao Professor Carlos Victor, grande orientador, a quem nunca terei como retribuir

pelos ensinamentos, pelo apoio, estímulo, paciência, respeito e também pela

amizade, em todos esses anos de iniciação científica e mestrado.

Á Professora Marcela Nery pela contribuição no meu crescimento, a quem admiro e

também exemplo de competência profissional, que levarei sempre comigo.

Ao Professor Paulo César de Resende pela ajuda nas analises estatísticas e

sugestões.

Á minha mãe Wanda, pelo carinho, instrução, perseverança e disciplina.. Amo muito

você e obrigado por me ajudar, aconselhar, conversar em todos os momentos de

alegria e conquistas.

Aos meus irmãos, Renato, pelo apoio, e Patrícia que admiro muito por sua

inteligência, paciência e companheirismo.

Às minhas sobrinhas, Beatriz e Luíza , pela diversão que sempre me proporcionam e

renovam o espírito para enfrentar o trabalho com afinco.

À Mariana, namorada, que esteve comigo nos momentos difíceis e soube ter

paciência e tolerância quando precisei.

À Coordenadoria de Aperfeiçoamento do Pessoal de Nível Superior (CAPES), pela

concessão de bolsa de estudo.

À Blenda pela amizade, ajuda e apoio no laboratório durante andamento dos

experimentos.

À Vanessa e Matheus que me ajudaram nas observações de campo e ao Rafael

Ribeiro (Pulícia) pela ajuda nas analises estatísticas e momentos de descontração.

Aos amigos de república, Marcílio e Jean, pelo companheirismo, aprendizado e por

proporcionarem ótimos momentos durante esses anos.

A todos aqueles que de alguma forma fizeram a minha vida ser como ela é,

participando da construção da minha história.

RESUMO

ARAÚJO, J.E.V.L. de. Fenologia e germinação de sementes de Chamaecrista debilis (Vogel) Irwin e Barneby (Leguminosae-Caesalpinioideae). 2012, 56p. Dissertação (Mestrado em Produção Vegetal). Faculdade de Ciências Agrárias – Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri. Diamantina, 2012.

A família Leguminosae é composta por cerca de 727 gêneros e 19.325 espécies e, é bem representada na Serra do Espinhaço, considerada Reserva da Biosfera pela UNESCO, portadora de alto grau de endemismos e espécies raras, que vem sofrendo com a perda de habitats pela ação antrópica. Muitas espécies de leguminosas apresentam potencial para recuperação de áreas degradadas, uma vez que possuem associação com bactérias fixadoras de nitrogênio, principalmente as do gênero Chamaecrista. Contudo, existem poucas informações a respeito das espécies desse gênero. E, considerando a importância biológica dos campos rupestres, a ecológica das leguminosas e a lacuna de conhecimento que se tem sobre as espécies da flora na Cadeia do Espinhaço no Planalto de Diamantina, MG, esse estudo teve como objetivo conhecer os aspectos relacionados à fenologia e germinação de sementes de Chamaecrista debilis (Vogel) Irwin e Barneby. As observações fenológicas foram realizadas em áreas de campos rupestres no campus da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM), Diamantina-MG. Os testes de germinação foram conduzidos no Laboratório de Sementes da UFVJM. Foram marcados e monitorados 30 indivíduos da espécie, onde avaliou-se quinzenalmente, de abril de 2010 a março de 2011, as seguintes fenofases: caducifolia, brotação, floração e dispersão. Verificou-se que a brotação e floração, estiveram associadas com a estação úmida enquanto a dispersão e a queda de folhas com a estação seca. Para avaliar a germinação foi efetuado um teste de germinação com 12 tratamentos: testemunha, escarificação com lixa d’água n.80, imersão em água a 100oC por 5, 10, 15 , 30 e 60 segundos e imersão em ácido sulfúrico concentrado por 5, 10, 15, 30 e 60 segundos. Foram avaliadas as porcentagens de germinação das sementes, o índice de velocidade de germinação e do teor de água das sementes de Chamaecrista debilis. Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições, e as médias foram comparadas pelo teste de Scott-Knott, a 5% de probabilidade. Os dados indicaram que a sazonalidade climática da região é determinadora dos padrões fenológicos em Chamaecrista debilis. Para a germinação verificou-se que as sementes apresentaram teor de água de 11,71%. Os tratamentos com água a 1000C a 5, 10 e 15 segundos e ácido sulfúrico a 15 segundos foram os mais eficientes em promover a germinação.

Palavras Chave: conservação, Espinhaço, Planalto Diamantina.

ABSTRACT

ARAÚJO, J.E.V.L. de. Phenomelogy and germination of seeds of Chamaecrista debilis (Vogel) Irwin e Barneby (Leguminosae-Caesalpinioideae). 2012, 56p. Dissertation Stricto Sensu Post-Graduate Program in Vegetal Production. Faculdade de Ciências Agrárias – Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri. Diamantina, 2012.

The family Leguminosae comprises about 727 genera and 19,325 species, and is well represented in the Espinhaço considered a Biosphere Reserve by UNESCO, the bearer of a high degree of endemic and rare species, which has suffered the loss of habitats by human activity. Many species of legumes have potential for recovery of degraded areas, as they have an association with nitrogen fixing bacteria, especially those of the genus Chamaecrista. However, little information exists about the species of this genus. And considering the biological importance of the stony fields, the leguminous plants and ecological knowledge gap that exists about the species of flora in the Espinhaço of the Diamantina Plateau, Minas Gerais (MG), Brazil, this study aimed to understand the aspects related to phenology and germination seeds of Chamaecrista debilis (Vogel) Irwin and Barneby. The phenological observations were carried out in areas of rocky fields on the campus of University of the Valleys of Jequitinhonha and Mucuri (UFVJM), Diamantina, MG. Germination tests were conducted at the Laboratory of Seeds of UFVJM. Were marked and monitored 30 individuals of the species, which we assessed biweekly from April 2010 to March 2011, the following phenophases: shedding, budding, flowering and seed dispersal. It was found that the budding and flowering, were associated with the wet season while the dispersion and fall of leaves in the dry season. To evaluate the germination, a germination test conducted with 12 treatments: control, scarification with sandpaper n.80, in water at 1000C for 5, 10, 15, 30 and 60 seconds and immersion in concentrated sulfuric acid for 5, 10, 15, 30 and 60 seconds. We evaluated the germination of seeds, the germination speed index and water content of seeds of Chamaecrista debilis. We used a completely randomized design with four replications and means were compared by Scott-Knott test at 5% probability. The data indicated that the climate in the region is the determinant of phenological patterns in Chamaecrista debilis. For germination was found that the seeds had a water content of 11.71%. The treatment with water at 1000C to 5, 10 and 15 seconds and 15/2 sulfuric acid were more effective in promoting germination.

Keywords: conservation, Espinhaço, Diamantina Plateau.

LISTA DE TABELAS ARTIGO CIENTÍFICO II. Página Tabela 1. Porcentagem de germinação e índice de velocidade de germinação (IVG) de sementes de Chamaecrista debilis submetidas a diferentes tratamentos pré-germinativos.........................................................

44

LISTA DE FIGURAS

ARTIGO CIENTÍFICO I.

Página

Figura 1. Precipitação mensal total e temperaturas máxima e mínima média mensais – dados do ano que foi realizado o estudo (abril/2010 a dezembro/2011) e médias de dez anos ( 2000-2009) com a amplitude de variação de cada média no período. Dados climáticos cedidos pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET)..................................................................

13

Figura 3. Padrões de Queda de folha e Brotação de Chamaecrista debilis, em Diamantina - MG........................................................................................

16

Figura 4. Padrões de Floração e Frutificação de Chamaecrista debilis, na Serra do Espinhaço, Diamantina-MG..............................................................

16

ARTIGO CIENTÍFICO II.

Página Figura 1. Curvas de germinação (%) acumulada de sementes de Chamaecrista debilis nos diferentes tratamentos............................................

47

SUMÁRIO

Página

RESUMO......................................................................................................... i

ABSTRACT...................................................................................................... ii

LISTA DE TABELAS........................................................................................ iii

LISTA DE FIGURAS........................................................................................ iv

INTRODUÇÃO GERAL.................................................................................... 1

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................ 4

ARTIGO CIENTÍFICO I 6

1 Resumo......................................................................................................... 8

2 Abstract......................................................................................................... 9

3 Introdução..................................................................................................... 10

4 Material e Métodos....................................................................................... 12

5 Resultados.................................................................................................... 15

6 Discussão..................................................................................................... 17

7 Conclusão..................................................................................................... 20

8 Referencias Bibliográficas............................................................................ 20

ARTIGO CIENTÍFICO II

1 Resumo........................................................................................................

26

27

2 Abstract......................................................................................................... 28

3 Introdução..................................................................................................... 29

4 Material e Métodos....................................................................................... 31

5 Resultados e Discussão............................................................................... 36

6 Conclusão..................................................................................................... 37

7 Referências Bibliográficas............................................................................ 37

8 Anexo........................................................................................................... 41

INTRODUÇÃO GERAL

INTRODUÇÃO GERAL

A região do Planalto de Diamantina faz parte da cadeia da Serra do Espinhaço,

que foi considerado Reserva da Biosfera pela UNESCO, devido ao alto grau de

endemismo, ao número de plantas ainda não conhecidas e a diversidade de

microambientes (Zappi et al., 2002). Observa-se que, apesar da área do Planalto de

Diamantina, ocupar áreas consideradas de importância biológica, devido à riqueza

da flora e ao alto índice de endemismos (Harley, 1995; Drummond et al., 2005),

pouco se conhece sobre a diversidade desse ambiente, em especial o estrato

herbáceo e arbustivo (Munhoz e Felfili 2005; Conceição et al. 2007). A flora é muito

rica em espécies e composta por muitos elementos endêmicos (Harley, 1995),

contando com cerca de 3.000 espécies de plantas vasculares (Giulietti et al., 2000).

A família Leguminosae é considerada uma das três maiores famílias de

Angiospermae, com 730 gêneros e 19.400 espécies (Lewis et al., 2005), distribuídas

em três subfamílias, Caesalpinioideae, Mimosoideae e Papilionoideae, muito

distintas entre si e distribuídas por todos os hábitats terrestres (Lewis et al., 2005). A

ocorrência da família, no Brasil, é muito significativa, sendo representada, segundo

Lima (2000), por cerca de 188 gêneros e 2.100 espécies nativas, encontradas em

todos os biomas brasileiros. É uma família de grande importância econômica

(Okigbo, 1977), sendo utilizada na alimentação, forrageamento, marcenaria, como

medicinal, combustível, pesticida, corante, goma, óleo ou ornamental (Brandão,

1992). Ecologicamente, possui grande valor devido à capacidade de fixar nitrogênio,

associando-se as bactérias, formando nódulos nas raízes que propiciam diversas

estratégias para o aumento do fornecimento de nutrientes, tornando-as pioneiras em

solos pouco férteis, principalmente as espécies do gênero Chamaecrista (Sprent,

2001; Dutra et al.; 2008).

O gênero Chamaecrista Moench pertence à família Leguminosae, subfamília

Caesalpinioideae, tribo Cassieae, subtribo Cassiinae. Possui cerca de 265 espécies

circuntropicais, sendo que 232 são nativas do Brasil (Irwin e Barneby, 1982). As

espécies desse gênero têm ampla distribuição geográfica, ocorrendo em quase

todas as regiões do Brasil, passando pelo planalto central, até Minas Gerais e São

Paulo.

As espécies de Chamaecrista sp. possuem grande representatividade nos

campos rupestres, ocorrendo em áreas de distribuição restrita ou em populações

pequenas e isoladas, estando algumas espécies em uma lista de categorias

ameaçadas de extinção (Dutra et al. ,2008). Apesar dessa riqueza e importância

ecológica, são poucos os trabalhos com informações sobre as espécies de

Chamaecrista sp. (Madeira e Fernandes, 1999; Dutra et al., 2009, Bechara et al.,

2007)

Chamaecrista debilis pertence à secção Absus., subsect. Otophyllum. É um

subarbusto de 0,7m a 2,0 m de altura, comum na beira de estradas, córregos e rios,

em áreas de Cerrado (Sano et al., 2008) e, frequentemente, encontrada na Serra do

Espinhaço. Suas folhas são compostas paripinadas, com 9-17-jugas, nectário

discóide na base do pecíolo, folíolos oblongo-elípticos, ápice arredondado e base

ligeiramente assimétrica. Apresenta sépalas avermelhadas e pétalas amarelas,

heteromórficas, apresenta 10 estames, sendo 8 menores e 2 maiores. Os frutos são

oblongos, plano-compressos, 3,5 cm a 4 cm comprimento, 7-8 mm de largura, com 6

a 8 sementes, valvas castanhas, coriáceas e onduladas (Queiroz et al., 2004).

Apresenta fruto legume, plano-compresso, deiscente por meio de duas valvas

longitudinais, contorcidas, com dispersão autocórica (Irwin e Barneby 1982).

As informações fenológicas são valiosas do ponto de vista botânico, ecológico

e silvicultural, e necessárias para apoiarem outros estudos, como os de fisiologia de

sementes e até os de revisão taxonômica, possibilitando melhor compreensão sobre

a biologia das espécies, indispensável para plantios ou para a condução de manejo

florestal (Fellipi et al., 2008). Através de estudos fenológicos de uma espécie, pode-

se avaliar a disponibilidade de recursos fornecidos por ela ao longo do ano

(Morellato, 1995). Esse conhecimento pode ser aplicado em várias áreas de

atuação, possibilitando determinar estratégias de coleta de sementes e

disponibilidade de frutos, o que influenciará a qualidade e a quantidade da dispersão

das sementes (Mariot et al., 2003).

Nos últimos anos têm se intensificado o interesse na propagação de espécies

nativas, devido à ênfase atual nos problemas ambientais, ressaltando a necessidade

de recuperação de áreas degradadas e recomposição da paisagem. Entretanto, não

há conhecimento disponível para o manejo da maioria das espécies presentes na

Serra do Espinhaço. Há, também, necessidade de se obter informações básicas

sobre a germinação, cultivo e potencialidade dessas espécies (Araújo Neto et al.,

2003).

A busca de metodologias para análise de sementes, desempenha papel

fundamental dentro da pesquisa científica e de interesse diversificado, onde o

conhecimento dos principais processos envolvidos na germinação de sementes é de

vital importância para a preservação daquelas espécies ameaçadas e multiplicação

dessas e das demais em programas de conservação de ambientes (Smiderle e

Souza, 2003). Em laboratório, diversos métodos são empregados para superação da

dormência, entre os quais pode - se destacar a escarificação mecânica e química.

No entanto, a aplicação e eficiência desses tratamentos dependem da causa e do

grau dormência, o que é bastante variável entre as espécies (Lima e Garcia, 1996).

Esse estudo, desenvolvido em uma área com vegetação de campo rupestre

na Cadeia do Espinhaço no Planalto de Diamantina, em Minas Gerais, objetiva

estudar o comportamento fenológico e germinação de sementes de Chamaecrista

debilis (Vogel) Irwin e Barneby.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ARAÚJO NETO, J.C.; AGUIAR, I.B.; FERREIRA, V.M. 2003. Efeito da temperatura e da luz na germinação de sementes de Acacia polyphylla DC. Revista Brasileira de Botânica, v.26, n.2, 249-256. BECHARA, F. C.; FERNANDES,G. D.; SILVEIRA, R. L. 2007. Quebra de dormência de sementes de Chamaecrista flexuosa (L.) Greene Leguminosae visando a restauração ecológica do Cerrado.Revista de Biologia Neotropica, v.4, n.1, p.58-63. BRANDÃO, M. 1992. Plantas forrageiras do cerrado. Revista Informe Agropecuário, v.16, p.36-39. CONCEIÇÃO, A.A.; FUNCH, L.S.; PIRANI, J.R. 2007. Reproductive phenology, pollination and seed dispersal syndromes on sandstone outcrop vegetation in the “Chapada Diamantina”, northeastern Brazil: population and community analyses. Revista Brasileira de Botânica, v.30, n.3, p.475-485. DRUMOND, G.M.; MARTINS, C.S.; MACHADO, A.B.M.; SEBAIO, F.A.; ANTONINI, Y. 2005. Biodiversidade em Minas Gerais: um Atlas para sua Conservação. 2 ed. Fundação Biodiversitas, Belo Horizonte. 222 p. DUTRA, V.F.; GARCIA, F.C.P.; LIMA, H.C.; QUEIROZ, L.P. 2008. Diversidade florística de Leguminosae Adans. em áreas de campos rupestres. Megadiversidade, v.4, n.1/2, p.145-153.

DUTRA, V.F.; VIEIRA, M.F.; GARCIA, F.C.P.; LIMA, H.C. 2009. Fenologia reprodutiva, síndromes de polinização e dispersão em espécies de Leguminosae dos Campos Rupestres do Parque Estadual do Itacolomy, Minas Gerais Brasil.

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FELLIPI, M.; GROSSI, F.; NOGUEIRA; A.C.; KUNIYOSHI, Y.S. 2008. Fenologia e Germinação de Sementes de Aguai, Chrysophyllum gonocarpum (Mart. & Eichl.) Engl.

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MORELLATO, L.P. As estações do ano na floresta. 1995. In: LEITÃO FILHO, H. F.; MORELLATO, L. P. C. (Orgs.). Ecologia e preservação de uma floresta tropical urbana: Reserva de Santa Genebra. Campinas: UNICAMP, p.187-192. OKIGBO, B.N. 1977. Legumes in farming systems of the humid tropics. In: A. Ayanaba, A.; Dart, P.J. (eds.). Biological nitrogen fixation in farming systems of the tropics. p.61-72. John Wiley & Sons Ltda., New York.

QUEIROZ, L.P.; MELLO-SILVA, R.; APPEZATO, B. 2004. Flora de Grão-Mogol, Minas Gerais: Leguminosae. Boletim de Botânica da Universidade de São Paulo, v.22, n.2, p.213-265.

SMIRDELE, O.J.; SOUZA, R.C.P. 2003. Dormência em sementes de paricarana (Bowdichia virgilioides Kunth – Fabaceae - Papilionidae). Revista Brasileira de Sementes, v.25, n.2, p.48-52. SPRENT, J. I. 2001. Nodulation in legumes. Kew: Royal Botanic Gardens,146p. ZAPPI, D., LUCAS, E., STANNARD, B.L., LUGHADHA, E.N., PIRANI, J.R., QUEIROZ, L.P., ATKINS, S., HIND, N., GIULIETTI, A.M., HARLEY, R.M., MAYO, S.J.; CARVALHO, A.M. 2002. Biodiversidade e conservação na Chapada Diamantina, Bahia: Catolés, um estudo de caso. In: ARAÚJO, E.L.; MOURA, A.N.; SAMPAIO, E.V.S.B.; GESTINARI, L.M.S.; CARNEIRO, J.M.T. (eds.). Biodiversidade, conservação e uso sustentável da flora do Brasil. Recife: Imprensa Universitária, p.87-89.

ARTIGO CIENTÍFICO I

FENOLOGIA DE Chamaecrista debilis (Vogel) Irwin e Barneby (Leguminosae-

Caesalpinoideae), NO ESPINHAÇO MERIDIONAL, DIAMANTINA-MG

RESUMO: A família Leguminosae compreende cerca de 727 gêneros e 19.325

espécies e é bem representada na Serra do Espinhaço, considerada Reserva da

Biosfera pela UNESCO, por abrigar biomas como o do Cerrado, um hotspot mundial

para conservação, portador de alto grau de endemismos e espécies raras, que vem

sofrendo com a perda de habitats pela ação antrópica. Muitas espécies de

leguminosas apresentam potencial para recuperação de áreas degradadas, uma vez

que possuem associação com bactérias fixadoras de nitrogênio, principalmente as

do gênero Chamaecrista. C. debilis (Leguminosae-CAE) é uma espécie endêmica da

Serra do Espinhaço, comum de áreas degradadas.O objetivo do estudo foi conhecer

o comportamento fenológico da espécie visando dar subsídios para sua utilização

futura na recomposição destas áreas. O trabalho foi realizado em áreas de campos

rupestres do campus da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri,

Diamantina-MG. Foram anotados os valores mensais de precipitação e as médias

de temperatura máxima e mínima mensal dos últimos 10 anos (2000-2009) que

foram comparados com os dados climáticos do período de estudo (2010- 2011).

Foram marcados e monitorados 30 indivíduos da espécie, sistematicamente ao

longo de uma trilha onde avaliou-se quinzenalmente, de abril de 2010 a março de

2011, as seguintes fenofases: caducifolia, brotação, floração e dispersão. Para a

estimativa de intensidade fenológica foi utilizado o método de Fournier. A espécie

apresentou um padrão anual de floração. A floração ocorreu de outubro a abril e a

dispersão de janeiro a junho. Verificou-se que a brotação e floração, estiveram

associadas com a estação úmida enquanto que a dispersão e a queda de folhas

com a estação seca. Foi detectada mortalidade dos indivíduos mais velhos o que

pode ser reflexo de uma menor quantidade de chuvas observada em 2010. Os

dados indicaram que a sazonalidade climática da região é determinadora dos

padrões fenológicos observados.

Palavras-chave: Serra do Espinhaço, Áreas degradadas, Conservação

ABSTRACT: The family Leguminosae comprises about 727 genera and 19,325

species and is well represented in the Espinhaço considered a Biosphere Reserve by

UNESCO as the host of the Cerrado biome, a global hotspot for conservation,

carrying a high degree of endemic and rare species, who has suffered the loss of

habitats by the action of men. Many legume species have potential for recovery of

degraded areas, as they have an association with nitrogen fixing bacteria, especially

those of the genus Chamaecrista. C. debilis (Leguminosae-CAE), an endemic

species of the Espinhaço common degraded areas. This research´s goal was to

study the phenology of the species in order to make allowances for future use in

restoration of these areas. The study was conducted in areas of rocky fields at the

campus of the University of the Valleys of Jequitinhonha and Mucuri, Diamantina-

MG. Monthly rainfall and mean data over the last 10 years (2000-2009) were

recorded, as well as mean monthly maximum and minimum temperature data of the

last 10 years (2000-2009), compared to the climatic data of the research period

(2010-2011). Thirty individuals of the species were marked and systematically

monitored along a trail where it was evaluated every two weeks, from April 2010 to

March 2011, the following phenophases: shedding, budding, flowering and seed

dispersal. To estimate the intensity of phenological method was used for Fournier.

The species showed an annual pattern of flowering. Flowering occurs from October

to April and the dispersion from January to June. It was found that the budding and

flowering, were associated with the wet season while the dispersion and fall of leaves

in the dry season. Mortality was detected in older individuals that may reflect a

smaller amount of rain observed in 2010. The data indicated that the climate in the

region is the determinant of phenological patterns observed.

Keywords: Espinhaço, degraded areas, conservation.

INTRODUÇÃO

A fenologia estuda a ocorrência de eventos biológicos periódicos e de suas

causas, os fatores bióticos e abióticos envolvidos e a inter-relação entre fases

caracterizadas por esses eventos, numa mesma e em diferentes espécies (Lieth

1974; Rathcke e Lacey, 1985). Quando obtida de forma sistemática a fenologia

reúne informações sobre o estabelecimento de espécies, o período de crescimento e

de reprodução e a disponibilidade de recursos alimentares (Dutra et al., 2005;

Tannus et al., 2006; Dutra et al., 2009).

Nos diferentes estratos da vegetação herbáceo, arbustivo e arbóreo, estudos

sobre a fenologia de espécies são importantes, pois ajudam a entender os efeitos

das mudanças climáticas sobre vegetação (Munhoz e Felfili, 2005; Menzel et al.,

2006; Post et al., 2008; Rubim et al., 2010). Os padrões fenológicos das plantas

podem ser influenciados por fatores proximais como a precipitação (Opler et al.,

1976), estresse hídrico (Borchert, 1980; Reich e Borchert, 1984), irradiação (Wright e

Van Schaik, 1994), fotoperíodo e temperatura (Rivera e Borchert, 2001; Alberti e

Morellato, 2008). Fatores finais ou evolutivos como a reprodução cruzada entre

indivíduos e abundância de polinizadores (Augspurger,1996), dispersores,

herbivoria, dispersão de sementes, germinação e estabelecimento de plântulas

(Snow, 1965) e predadores de sementes (Janzen, 1971) moldam esses padrões,

cuja ocorrência esta limitada pela restrição filogenética que restringe a época de

manifestação das fenofases em espécies aparentadas (Bolter et al., 2006; Bolgren e

Cowan, 2008). O conhecimento das fenofases pode servir tanto como base para a

coleta de material fértil, como para pesquisas de reprodução de espécies que visam

à conservação de biomas e recuperação de áreas degradadas (Mantovani et al.,

2003; Biondi et al., 2007).

Em ambientes com eventos fenológicos marcadamente sazonais observa-se

que a caducifolia, floração, frutificação e dispersão se ajustam à alteração anual das

variáveis climáticas, principalmente precipitação e temperatura (Anderson et al.,

2005; Stevenson et al., 2008). A abscisão das folhas é um evento que ocorre a cada

ano durante a estação seca do ano (Morellato et al., 1989; Borchert et al., 2002). A

floração também ocorre durante o período seco (Frankie et al., 1974) ou então

durante os primeiros meses da estação chuvosa (Morellato et al., 1989; Stranguetti e

Ranga, 1997), enquanto que a frutificação depende da forma de dispersão de

propágulos, sendo a anemocórica durante a estação seca (Chapman et al., 1999) e

a zoocórica na estação úmida ( Funch et al., 2002).

Como a sazonalidade climática exerce forte influência nos padrões fenológicos

anuais, é esperado que a época de ocorrência de uma fenofase possa ser

fortemente influenciada por variações interanuais na precipitação ou temperatura, as

quais representem anomalias muito acima ou abaixo da média climática. Para

avaliar estes possíveis efeitos são necessárias séries temporais de vários anos de

coleta fenológica e variáveis ambientais do mesmo período do estudo (Fenner,

1998; Sakai, 2001).

A família Leguminosae compreende cerca de 727 gêneros e 19.325 espécies

e é dividida nas subfamílias Caesalpinioideae, Mimosoideae e Papilionoideae (Lewis

et al., 2005). Constitui uma das famílias mais freqüentes dos campos rupestres,

sendo representada por cerca de 340 espécies e 52 gêneros (Dutra et al., 2009).

Existem muitas áreas onde o conhecimento da flora dos campos rupestres é

incipiente, como no Planalto de Diamantina, MG. Esta região está incluída na Serra

do Espinhaço, considerada Reserva da Biosfera pela UNESCO, devido ao alto grau

de endemismos e ao grande número de espécies ainda não conhecidas e a

diversidade de microambientes (Zappi et al., 2002). Devido também a ocorrência de

espécies raras e a grande perda de habitats pela ação antrópica, a região, que está

incluída no Bioma do Cerrado, constitui um hotspot mundial para conservação

(Myers, 2002).

Muitas espécies de leguminosas apresentam potencial para recuperação de

áreas degradadas (Rezende e Kondo, 2001) uma vez que, possuem associação

com bactérias fixadoras de nitrogênio, particularmente do gênero Chamaecrista

(Sprent, 2001). Este gênero possui cerca de 330 espécies circuntropicais, sendo que

232 são nativas do Brasil (Lewis, 2005). Das 75 espécies de Chamaecrista que

foram até hoje testadas quanto à capacidade de fixar nitrogênio, todas apresentaram

nódulos nas raízes, indicando associação com bactérias nitrificantes, apresentando

grande importância quanto à fixação biológica de nitrogênio (Sprent, 2001).

À despeito da sua importância, estudos fenológicos são ainda incipientes na

Serra do Espinhaço, sendo restritos a Chapada Diamantina, na Bahia (Funch et al.,

2002; Conceição et al., 2007) e no Espinhaço Meridional, em Minas Gerais, no

Parque Nacional da Serra do Cipó e no Parque Estadual do Itacolomy (Madeira e

Fernandes, 1999; Dutra et al., 2009), e são ainda incipientes na região do Planalto

de Diamantina. No estudo de Madeira e Fernandes (1999), foram avaliados 13 taxa

de Chamaecrista e no de Dutra et al. (2009) com leguminosas no Pico do Itacolomy,

seis espécies do gênero foram monitoradas.

O objetivo deste estudo foi monitorar o comportamento fenológico de

Chamaecrista debilis, espécie endêmica da Serra do Espinhaço; conhecer seu

padrão fenológico; compreender de que forma as fenofases se ajustam à

sazonalidade ambiental e fornecer subsídios para o desenvolvimento de estratégias

futuras de recomposição de áreas degradadas.

MATERIAL E MÉTODOS

O estudo foi realizado no Campus Juscelino Kubitschek (JK) da Universidade

Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (18°11´40´´S, 43°34´0,7´´W), com

altitudes variando entre 1000 e 1300 metros sobre o mar, em Diamantina-MG. A

região apresenta grande variedade topográfica, geomorfológica, edáfica e climática.

São encontradas áreas escarpadas entremeadas com vales profundos, ocorrendo

formações arenosas e de quartzito. As rochas mais comuns são as quartiziticas,

podendo estar associadas ao filito, itabirito, dolomito e xisto, um fator importante

para a distribuição da flora, pois a natureza da rocha determina a composição

química do terreno, permeabilidade, porosidade e o tipo de solo (Peron, 1989;

Brandão et al., 1994). Os solos são pouco profundos, litólicos, arenosos, finos ou

cascalhosos, ácidos, pobres em nutrientes e matéria orgânica. A fitofisionomia

dominante da área é a de campos rupestres que compreendem uma vegetação

heterogênea, formada por um mosaico de comunidades relacionadas e influenciadas

por fatores abióticos, como: disponibilidade de água, exposição ao sol, topografia,

declividade, microclima e a diversidade de substratos (Giullieti et al., 1997).

O clima da região é sazonal, caracterizado como mesotérmico Cwb de Köppen

com inverno frio e seco e verão quente e chuvoso, a estação seca se estende de

maio a setembro e a chuvosa de outubro a abril, sendo junho o mês mais frio

(11,84°C) e fevereiro o mais quente (25,33°C). Os meses de novembro e dezembro

de 2010 e março, outubro, novembro e dezembro de 2011 apresentaram os maiores

valores de precipitação (Figura 1).

Os dados de temperatura e pluviosidade foram obtidos da estação

meteorológica de Diamantina/MG, localizada a aproximadamente 7 km da área de

estudo. Foram calculados as médias mensais de temperatura (máxima e mínima) e

Figura 1: Precipitação mensal total e temperaturas máxima e mínima média mensais – dados do ano que foi realizado o estudo (abril/2010 a dezembro/2011) e médias de dez anos ( 2000-2009) com a amplitude de variação de cada média no período. Dados climáticos cedidos pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET).

o somatório da precipitação mensal e, posteriormente, calculadas as médias

mensais da precipitação para os 10 anos, que foram comparadas com os dados de

2010 e 2011(Figura 1). Foi considerado como estação seca quando o mês

apresentou precipitação igual ou inferior a 60 mm (Machado et al., 1997).

As temperaturas máximas e mínimas, observadas durante o período de estudo,

foram semelhantes às médias de 10 anos (2000-2009), com algumas exceções

(Figura 1).

Para a coleta dos dados fenológicos, foram marcados 30 indivíduos de

Chamaecrista debilis, distribuídos ao longo de uma trilha próxima ao córrego

Soberbo no Campus JK. Esse número de indivíduos foi considerado suficiente para

o acompanhamento de eventos fenológicos em regiões tropicais (Fournier e

Charpanthier, 1975). Os indivíduos foram quinzenalmente observados durante o

período de abril de 2010 a dezembro de 2011, totalizando 21 meses. Foram

registradas as seguintes fases fenológicas, de acordo com Frankie et al., 1974 e

2010 2011

Morellato et al., 1989: caducifólia, período de perda de folhas, conforme a situação

da copa ou galhos da planta, onde se consegue visualizar espaços vazios; brotação,

surgimento de folhas novas; floração: quando os indivíduos apresentavam flores em

antese florais e dispersão (presença de frutos maduros ou secos prontos para serem

dispersos.

Para avaliação da fenologia foi calculado o índice de intensidade do evento

fenológico, utilizando-se o percentual de intensidade de Fournier (1974), no qual os

valores de percentagem são enquadrados dentro de uma escala intervalar, semi-

quantitativa de cinco categorias (0 a 4) e intervalo de 25%, onde 0 significa ausência

da fenofase, 1= de 1 a 25%, 2= 26 a 50%, 3= 51 a 75% e 4= 76 a 100% da fenofase.

Considerando a intensidade de cada fenofase foram calculados a porcentagem de

Fournier através da seguinte fórmula:

% de Fournier = ∑Fournier . 100/4 . N

Onde, Σ Fournier é a somatória das categorias de intensidade de Fournier dos

indivíduos, dividido pelo máximo de intensidade de Fournier que pode ser alcançado

(4) por todos os indivíduos (N) na amostra (Fournier, 1974).

A análise qualitativa da estratégia de floração foi realizada de acordo com os

padrões de Newstron et al. (1994), que reconheceram os seguintes padrões:

contínuo - floração ao longo do ano, com breve ou nenhuma interrupção; anual -

floração menor do que um mês; anual sazonal - floração de um a quatro meses;

anual longa - floração de mais de quatro meses; e supra-anual - menos de um ciclo

de floração por ano.

Para o critério de duração, que se refere a amplitude (tempo em meses) de

cada fenofase, foi também utilizado os critérios de Newstron et al. (1994), que

reconheceram três classes: curta - fenofase com duração de até um mês;

intermediária - fenofase com duração de dois a cinco meses e longa - fenofase com

duração de seis ou mais meses. A duração da floração ou frutificação foi

determinada conforme o período em que os indivíduos entraram na fenofase até

quando foi observado intensidade desse padrão.

Para testar a influência da precipitação e temperatura sobre os padrões

fenológicos apresentados por C. debilis, foi calculado o coeficiente de correlação de

Pearson (r) (Brussab e Morettin 1986), com auxilio do programa Statistica 7.0. As

variáveis ambientais referem-se aos quinze dias anteriores à observação fenológica.

Os resultados foram inicialmente testados quanto às pressuposições de normalidade

dos resíduos (teste de Shapiro-Wilk) e homogeneidade entre as variâncias (teste de

Bartlett).

RESULTADOS

Caducifolia e Brotação – Os indivíduos de Chamaecrista debilis perderam

grande proporção de folhas em todos os meses do ano, mas em nenhum momento

as copas ficaram totalmente desfolhadas (Figura 2). A caducifolia apresentou picos

nos meses de junho e setembro de 2010, em mais de 50% dos indivíduos e foi maior

entre junho a setembro de 2011, com pico em agosto, ao final da estação seca, em

cerca de 70% dos indivíduos (Figura 2). Esta fenofase apresentou uma correlação

negativa significativa com a precipitação (r = - 0,53; p < 0,05) e com a temperatura

média (r = - 0,66 ; p < 0,05).

A brotação em Chamaecrista debilis foi um evento constante durante o período

de estudo, apresentando picos durante os períodos de maior precipitação, ocorrendo

em mais de 60% dos indivíduos no período de novembro de 2010 a abril de 2011, e

de outubro a dezembro de 2011. O pico de brotação em abril de 2010 ressalta o

caráter sazonal e repetido da ocorrência deste evento. Picos de brotação foram

também observados na estação seca em maio e junho de 2010 e em setembro de

2011 após picos de caducifólia, o que pode estar associado com a recuperação do

estresse hídrico após a abscisão da folhas. Contudo, a brotação apresentou

correlação significativa positiva com a precipitação (r = 0,58; p < 0,05) e com a

temperatura (r = 0,73 ; p < 0,05).

Floração e dispersão – Chamaecrista debilis apresentou um padrão anual de

floração, com mais de um evento de floração seguido por períodos sem

floração(Figura 3). Assim como a brotação a floração foi um evento sazonal,

associado com os meses de maior precipitação, ocorrendo de outubro de 2010, no

início da estação úmida, a abril de 2011, no início da estação seca. Foram

observados picos de floração de novembro a janeiro, contrastando com os baixos

valores de porcentagem de floração em novembro e dezembro de 2011.

O período entre a antese e dispersão de frutos foi de aproximadamente 90

dias. A floração apresentou uma correlação positiva significativa com a precipitação

(r = 0,47; p < 0,05) e com a temperatura (r = 0,69; p < 0,05). Contudo, ao contrário

Figura 2: Padrões de Queda de folha e Brotação de Chamaecrista debilis, em Diamantina-MG CAD=Caducifolia BRO=Brotação

Figura 3: Padrões de Floração e Frutificação de Chamaecrista debilis, na Serra do Espinhaço,

Diamantina-MG FLO=Floração DISP=Dispersão

da brotação a floração não apresentou um segundo pico na estação úmida seguinte,

ao final de 2011 (Figura 3).

Chamaecrista debilis apresentou um período intermediário de dispersão de

sementes de janeiro a junho de 2011, com pico em março ao final da estação úmida.

A dispersão de sementes apresentou uma correlação positiva significativa com a

2010 2011

2010 2011

temperatura média (r = 0,46 ; p < 0,05). A espécie apresentou um padrão anual

sazonal de dispersão de sementes (Figura 3).

DISCUSSÃO

Brotação e Caducifolia – O Padrão de formação e queda de folhas foi

influenciado pela quantidade de chuva, como esperado para campos rupestres,

conforme destacado por Dutra et al. (2005). Em Chamaecrista debilis, a queda de

folhas ocorreu de forma regular durante todo o período de estudo, embora tenha

sido fortemente correlacionada com a diminuição da pluviosidade. Dutra et al.

(2005), estudando a fenologia de leguminosas em área de campo rupestre no Pico

do Itacolomy, em Ouro Preto, observaram que a maioria das espécies perdem

folhas no final da estação seca, um padrão que também ocorre em espécies do

Cerrado (Felfili et al., 1999; Bulhão e Figueiredo, 2002). Em outras regiões

semelhantes ao Cerrado, como na Caatinga (Amorim et al., 2009; Lima e Rodal,

2010) e em uma área de carrasco no planalto da Ibiapaba no Ceará (Vasconcelos et

al., 2010) a queda de folhas para a comunidade também tem sido observado nos

meses mais secos do ano.

Há divergências entre pesquisadores sobre as causas da queda de folhas

durante o período de seca. A abscisão de folhas pode estar relacionada com a

capacidade do solo em armazenar e manter maior suprimento de água, o qual

protegeria as plantas contra o estresse hídrico sazonal (Santos e Carlesso, 1998;

Borchert, 1999). O movimento da água do solo para a planta depende das

características físicas do solo. Em um extremo, encontram-se os solos arenosos,

que possuem menor área superficial e apresentam grandes espaços porosos ou

canais entre as partículas; em outro extremo, solos argilosos, com partículas e poros

menores, que dificultam a drenagem e retêm a água mais firmemente. Essas

características interferem na capacidade de retenção da água no solo e, assim, com

exceção dos solos do Cerrado, a capacidade de retenção de água é maior em solos

de textura argilosa e com alto teor de matéria orgânica e menor em solos de textura

arenosa (Kiehl, 1979; Taiz e Zeiger, 1991).

Para outros autores a perda de folhas é uma adaptação vegetativa contra

perda de água e carbono, aumentando a sobrevivência de plantas perenes (Batalha

e Mantovani,1997; Dutra et al., 2005). Essa ação das plantas permitiria a

sobrevivência do indivíduo em condições desfavoráveis. Os nutrientes das folhas,

principalmente nitrogênio e fósforo, seriam translocados para outros órgãos,

aumentando não só as possibilidades de sobrevivência das plantas perenes como

sua produtividade (BIoom et aI., 1985). Para Bulhão e Figueiredo (2002) a queda de

folhas está relacionada à densidade do lenho, sendo que espécies arbustivas são

mais propensas a perder as folhas, por ter um lenho menos denso. Para estes

autores as espécies com maior densidade lenhosa e folhas menos coriáceas teriam

menor capacidade de retenção de água. Rubim et al. (2010) indicaram que a queda

de folhas e a brotação são eventos que refletem uma resposta fisiológica da planta,

mais complexa do que uma simples resposta à disponibilidade hídrica, sugerindo a

realização de maiores estudos. Outros trabalhos com plantas herbáceas e

arbustivas indicaram que durante o crescimento vegetativo ocorre o acúmulo de

carboidratos para a floração e frutificação (Tenório, 1969; Figueiredo e Dietrich,

1981). Para Sarmiento e Monasterio (1983) essa estratégia seria importante para

garantir a reprodução no período de maior disponibilidade de água.

Floração e Dispersão – Chamaecrista debilis é uma espécie com uma padrão

anual e sazonal de floração de acordo com Newstron et al. (1994). A correlação

positiva da floração com a precipitação e temperatura corroborou o proposto por

Rathcke e Lacey (1985) que afirmaram que em áreas tropicais com clima sazonal, a

maioria das ervas e arbustos floresce na estação chuvosa. Em outros trabalhos,

resultados semelhantes foram observados em espécies de Cerrado (Mantovani e

Martins, 1988), campo de altitude, além dos campos rupestres (Dutra et al., 2005;

Munhoz e Felfili, 2005; Freitas e Sazima, 2006; Conceição et al., 2007, Dutra et al.,

2009) e também em espécies lenhosas da Caatinga do ( Amorim et al., 2009).

A semelhança, nos padrões de floração pode estar relacionada ao fato de

todas as áreas estarem sob clima sazonal, isto é, com estações secas e úmidas bem

definidas. A floração na transição da estação seca para úmida ou no início da

estação úmida, em áreas de Cerrado, tem sido atribuída, principalmente, à redução

do estresse hídrico causado pelas primeiras chuvas após o período de seca e à

elevação da temperatura (Jolly e Running, 2004, Rubim et al., 2010).

Para Madeira e Fernandes (1999) plantas que florescem e frutificam durante a

estação seca evidenciam uma boa capacidade de armazenar reservas e este

comportamento propicia a menor competição por polinizadores, estratégia que não

ocorre em Chamaecrista debilis, possivelmente para esta espécie há polinizadores

mais específicos ocorrendo em maior quantidade na época das chuvas. Outro fator

importante é que as Caesalpinioideae, principalmente espécies de Chamaecrista,

também representam importante fonte de pólen na caatinga (Machado e Lopes,

2004, Dutra et al., 2009). Sendo uma importante fonte de recurso para seus

polinizadores.

Outros fatores que podem influenciar a floração se refere a topografia do local,

a profundidade de solo e a posição do lençol freático, que estão relacionados

diretamente com a disponibilidade de água para as plantas e podem prolongar mais

ou menos a disponibilidade hídrica após as chuvas (Borchert et al., 2004) além da

característica textural do solo. Uma análise mais aprofundada sobre o efeito desses

fatores fica limitada pela carência de dados para locais como o Planalto de

Diamantina. No local deste trabalho, a capacidade de acumulação de água não foi

determinada, mas estima-se que seja pequena devido às características citadas.

O predomínio de espécies com floração anual também ocorreu em espécies de

campos ferruginosos (Dutra et al., 2005), em leguminosas de campos rupestres

(Dutra et al., 2009), campos rupestres da chapada Diamantina (Ramos, 2005;

Colaço et al., 2006; Costa et al., 2007), Cerrado (Goulart et al., 2005), e Caatinga

(Vasconcelos, 2010), reforçando a tendência desse padrão de floração ser o mais

comum entre as espécies desses ambientes (Newstrom et al., 1994).

Além dos fatores ligados às reservas hídricas, luz e umidade do ar têm sido

apontadas como fatores que influenciam a floração, isoladamente ou interagindo

entre si (Borchert et al., 2004). Na Serra do espinhaço, Planalto de Diamantina, não

há informação suficiente para avaliar essas relações com comprimento do dia e

umidade do ar. Sabe-se, no entanto, que as variações nessas variáveis, ao longo

das estações, são pequenas e pouco influenciam nos padrões fenológicos.( Madeira

e Fernandes, 1999).

A dispersão das sementes no final do período chuvoso também foi encontrado

para espécies de Chamaecrista debilis na Serrado do Cipó (Madeira e Fernandes,

1999), espécies de Chamaecristas sp. em Campos Rupestres no Pico do Itacolomy

(Dutra et al., 2009) para comunidades na Chapada Diamantina (Coelho e Machado,

2009) e no Carrasco (Vasconscelos et al., 2010).

Esses autores relacionaram o período de dispersão dos diásporos com as

variações climáticas - na estação seca, são mais comuns os frutos anemocóricos e

autocóricos, devido aos fortes ventos e o ar mais seco, que favorecem a dispersão.

Ocorrendo o contrário para os frutos zoocóricos, que dispersam na estação chuvosa,

apresentando mais chances de dispersão, pois a alta umidade aumenta a duração, a

atratividade e a diversidade de dispersores (Batalha e Mantovani, 2000).

Possivelmente, a estratégia de dispersar as sementes no final da estação chuvosa e

permanecendo durante a estação seca é uma forma das plantas de evitar

predadores (Madeira e Fernandes, 1999), além de favorecer o recrutamento de

novos indivíduos, durante o próximo ciclo de chuvas.

CONCLUSÃO

A sazonalidade climática da região é determinadora dos padrões fenológicos

observados.

As fenofases são influenciadas pela ação conjunta dos fatores climáticos,

sendo verificado que a temperatura e precipitação, são os principais fatores

desencadeadores da fenologia da espécie. Esses resultados indicam que a

sazonalidade climática é importante para a espécie estudada.

A espécie tem grande potencial para recomposição de áreas degradadas, uma

vez que se mostrou bem adaptada as alterações climáticas da região.

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Artigo científico II

GERMINAÇÃO DE SEMENTES DE Chamaecrista debilis (Vogel) Irwin e Barneby

RESUMO: Nas Leguminosas a causa de dormência mais comum é decorrente da

impermeabilidade do tegumento. Chamaecrista Moench pertence à família

Leguminosae, subfamília Caesalpinioideae. Diante da escassez de informações

sobre os mecanismos de germinação das espécies, objetivou-se com esse trabalho

avaliar a eficiência de tratamentos pré-germinativos para superação de dormência

de sementes de Chamaecrista debilis. Considerando-se as características aparentes

das sementes em relação à espessura do tegumento e sua dureza, foi efetuado um

teste de germinação com 12 tratamentos: testemunha - sementes intactas,

escarificação mecânica com lixa d’água n. 80 , imersão em água a 100oC por 5, 10,

15 , 30 e 60 segundos e imersão em ácido sulfúrico concentrado por 5, 10, 15, 30 e

60 segundos . Foram avaliadas as porcentagens de germinação das sementes e o

índice de velocidade de germinação, além do teor de água das sementes de

Chamaecrista debilis. Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado com

quatro repetições, e as médias foram comparadas pelo teste de Scott-Knott, a 5% de

probabilidade. As sementes de Chamaecrista debilis apresentaram grau de umidade

de 11,71%. Os tratamentos com água a 100ºC a 5, 10 e 15 segundos e ácido

sulfúrico a 15 segundos foram os mais eficientes em promover a germinação,

indicando que a dormência nessa espécie também deve-se à impermeabilidade do

tegumento.

Palavras Chave: Leguminosae, Chamaecrista debilis, campos rupestres, germinação.

ABSTRACT: In Leguminosae, the most common cause of numbness is due to the

impermeability of the integument. Chamaecrista Moench belongs to the family

Leguminosae, subfamily Caesalpinioideae. Given the scarcity of information on the

mechanisms of germination of the species, the aim of this study was to evaluate the

efficiency of pre-germination treatments for breaking dormancy of seeds of

Chamaecrista debilis. Considering the apparent features of seeds in relation to the

thickness of the integument and its hardness, a germination test with 12 tratments

was carried out: control - intact seeds, mechanical scarification with sandpaper no.

80, in water at 100°C for 5, 10, 15, 30 and 60 seconds, and immersion in

concentrated sulfuric acid for 5, 10, 15, 30 and 60 seconds. We evaluated the

percentage of seed germination and germination speed index, and the water content

of seeds of Chamaecrista debilis. We used a completely randomized design with four

replications and means were compared by Scott-Knott test at 5% probability. The

seeds of Chamaecrista debilis showed moisture content of 11.71%. The treatment

with water at 100 0C to 5, 10 and 15 seconds and sulfuric acid at 15/2 were the most

effective in promoting germination, indicating that the dormancy in this species also

due to the impermeability of the coat.

Keywords: Leguminosae, Chamaecrista debilis, rocky fields, germination.

INTRODUÇÃO

O gênero Chamaecrista, pertencente à família das Leguminosae, possui cerca

de 330 espécies circuntropicais, sendo que 232 nativas do Brasil, com centros de

diversidade localizado no Estado da Bahia (Irwin e Barneby 1982; Conceição et al.

2001; Lewis 2005). É uma espécie caracterizada por possuir flores pentâmeras e

pétalas amarelas, podendo variar para o laranja-avermelhado. As espécies variam

de árvores a arbustos ou ervas, sendo estas perenes ou monocárpicas (Irwin e

Barneby, 1982).

Existem 75 espécies de Chamaecrista que apresentam nódulos nas raízes,

indicando associação com bactérias nitrificantes (Sprent, 2001), característica muito

importante quando se deseja um manejo visando a recuperação de áreas

degradadas. Para isso, é necessário que se tenha pleno conhecimento sobre a

espécie, como testes que avaliem os aspectos referentes a germinação das

sementes, visando a reprodução de mudas em grande escala, e possível utilização

em áreas de mineração, matas ciliares entre outros (Bechara et al, 2007).

Chamaecrista debilis (Vogel) Irwin e Barneby é uma espécie arbustiva, de

rápido crescimento, alcançando até 2m de altura, comum na beira de estradas,

córregos e rios, em áreas de Cerrado (Sano et al. 2008) e frequentemente

encontrada na Serra do Espinhaço. Apresenta fruto legume, plano-compresso,

deiscente por meio de duas valvas longitudinais, contorcidas, com dispersão

autocórica e entre 6 a 8 sementes por fruto (Irwin e Barneby 1982).

À despeito da sua importância, quase não se tem informações sobre trabalhos

de pesquisa referentes à analise das sementes de Chamaecrista sp., restrito ao

trabalho de Bechara et al. (2007), que realizaram experimentos visando superar a

dormência em sementes de Chamaecrista flexuosa. No entanto, nos últimos anos

vem aumentando consideravelmente as pesquisas com espécies nativas herbáceas

e arbustivas, para programas que visam o reflorestamento em manejo sustentável,

principalmente nas áreas de Cerrado. Entretanto, muitas dessas espécies nativas

apresentam mecanismos de dormência, dificultando o planejamento de viveiristas

para obtênção de mudas ( Zaidan e Barbedo 2004; Bechara et al. 2007; Azeredo et

al. 2010).

Em espécies florestais nativas é comum a presença de sementes que, mesmo

estando vivas, não desencadeiam o processo de germinação, mesmo quando as

condições ambientais estejam aparentemente favoráveis. Estas sementes são

consideradas dormentes e podem necessitar tratamento especial para germinar

(Albuquerque et. al, 2010; Oliveira et. al, 2010). Para Bewley e Black (1994), a

dormência é um fenômeno que é próprio da semente, intrínseco da espécie,

funcionando como uma forma natural de resistência a fatores adversos do ambiente,

podendo manifestar-se de três formas: dormência imposta pelo tegumento,

dormência embrionária e dormência devido ao desequilíbrio entre substâncias

promotoras e inibidoras da germinação.

Nas Leguminosas, a causa de dormência mais comum é decorrente da

impermeabilidade, devido à dureza do tegumento (Nascimento et al., 2009; Azeredo

et al., 2010). Essa característica é atribuída a camadas de células que se

aglomeram formando uma barreira, apresentando paredes mais grossas, além de

uma camada de cera que recobre a parte externa do tegumento (Alves et al., 2007).

Existem diversos métodos pré germinativos que visam a superação de

dormência nas leguminosas, como as escarificações química e mecânica, a

estratificação, o choque térmico, a exposição à luz intensa, a imersão em água

quente e fria, entre outros, dependendo do tipo de dormência (Smirdele et al., 2005;

Alves et al., 2007). Todavia, a forma de como será aplicado o método e a

capacidade de realização em produzir desses tratamentos dependem do tipo e grau

de dormência, que variam entre as espécies (Veasey et al., 2000). Em condições

naturais, essa impermeabilidade se reduz gradualmente devido as ações do vento,

calor, umidade, precipitação entre outros fatores, de modo que certa proporção de

sementes germina a cada período. Entretanto, a ruptura do tegumento permite a

entrada de água e oxigênio e pode induzir a um aumento da sensibilidade a fatores

climáticos, permitindo maior permeabilidade e aumento da remoção de inibidores e

promotores da dormência ( Albuquerque et al., 2007; Oliveira et al., 2010 ).

O emprego da água quente amolece o tegumento favorecendo também essa

permeabilidade como foi observado para as sementes de Acacia mangium Willd.

(Smirdele et al., 2005; Rodrigues et al., 2008).O uso do ácido sulfúrico foi eficiente

para superar a dormência das sementes de Adenanthera pavonina L. (Kissman et

al., 2008), Stryphnodendron adstringens Mart. e S. polyphyllum Mart. (Martins et al.,

2008), Albizia lebbeck L. (Benedito et al., 2009) e Parkia platycephala Benth.

(Nascimento et al., 2009). Segundo que, para Nascimento et al. (2009), o sucesso

do tratamento está relacionado com o tempo de exposição ao ácido e à espécie. A

escarificação mecânica do tegumento com lixa foi eficiente na superação da

dormência de sementes de várias espécies com tegumento impermeável, como as

sementes de Bowdichia virgilioides Kunth (Smiderle e Sousa, 2003), Bauhinia

divaricata L. (Alves et al., 2004), Peltophorum dubium (Spreng.) Taub. (Piroli et al.,

2005), Trifolium riograndense Burkart e Desmanthus depressus Humb (Suñé e

Franke, 2006), Erythrina velutina Willd. (Silva et al., 2007) e de Caesalpinia

pucherrima (L.) Sw. (Oliveira et al., 2010).

Diante do exposto, objetivou-se com esse trabalho avaliar a eficiência de

tratamentos pré-germinativos para superação de dormência de sementes de

Chamaecrista debilis.

MATERIAL E MÉTODOS

Os frutos de Chamecrista debilis foram coletadas de 30 indivíduos previamente

marcados e identificados, colhidos entre os meses de maio e junho de 2010 em uma

área localizada a 18°11’40’’S, 43°34’0,7’’W, no Campus Juscelino Kubitschek (JK)

da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM) em

Diamantina, MG. Os frutos foram coletados das plantas quando aparentavam estar

maduros, apresentando coloração marrom. As sementes extraídas das vagens

foram beneficiadas manualmente e submetidas a uma limpeza para a retirada de

sementes chochas, mal formadas e danificadas e depois foram acondicionadas em

geladeira até a realização dos testes. O experimento foi conduzido no Laboratório de

Sementes da UFVJM.

Foi determinado o teor de água das sementes através do método da estufa a

105°C±3ºC por 24 h (Brasil, 2009), utilizando-se três repetições de 10 sementes

cada.

Para o teste de germinação as sementes foram submetidas aos seguintes

tratamentos pré-germinativos, água a 100°C, por 5, 10, 15, 30 e 60 segundos;

escarificação química com ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado por 5, 10, 15, 30 e

60 segundos; escarificação mecânica com lixa (n°. 80) e sem tratamento

(testemunha).

Após os tratamentos, as sementes foram desinfetadas com solução de cloro

ativo com concentração de 1,25%, em seguida, submetidas ao teste de germinação,

utilizando-se quatro repetições de 25 sementes, semeadas em caixas acrílicas tipo

gerbox com susbstrato, areia autoclavada e umedecida com água destilada, e

acondicionadas em germinadores sob a temperatura de 25°C (Bechara et al. 2007;

Azeredo et al. 2010; Lima et al. 2011). Os resultados foram expressos em

porcentagem, computadas diariamente para construção da curva de germinação

acumulada, e definição do 2º dia (primeira contagem) e último dia de avaliação do

teste ao 10º dia. O índice de velocidade de germinação (IVG) foi calculado conforme

a formula proposta por Maguire (1962).

Os dados foram submetidos à análise de variância, no delineamento

experimental inteiramente casualizado. Os resultados foram inicialmente testados

quanto às pressuposições de normalidade dos resíduos (teste de Shapiro-Wilk) e

homogeneidade entre as variâncias (teste de Bartlett) e, em seguida, foi aplicada a

análise de variância, testando-se a diferença entre os indivíduos pelo teste de Scott-

Knott. Os dados de germinação e o índice de velocidade de germinação foram

transformados em (X+1,0)0,5 (Banzatto e Kronka, 1995) e submetidos à análise de

variância pelo programa estatístico SISVAR 5.1 (Ferreira, 2008).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O teor de água, observado nas sementes de Chamaecrista debilis, foi de

11,71% por ocasião da realizados dos testes. São inexistentes trabalhos que

realizaram a determinação do teor de água para sementes de Chamaecrista debilis,

no entanto, para leguminosas foi encontrado teores de água nas sementes bastante

próximo ao observado no presente trabalho, 7,6 % em Mimosa bimucronata (Ribas

et al. 1996), 10% em Bauhinia divaricata (Alves, 2004), 9,0 % em Bowdichia

virgilioides (Albuquerque et al., 2007), entre 5,9 e 12,7% em Stryphnodendron

adstringens (Martins e Nakagawa, 2008) e 10% em Piptadenia moniliformis

(Azeredo et al., 2010) .

Observou-se porcentagem de germinação superior para sementes tratadas em

imersão de água quente por 5, 10 e 15 segundos e escarificação com ácido sulfúrico

por 5 e 10 segundos (Tabela 1). Esses tratamentos diferiram estatisticamente do

tratamento controle, com 95% de probabilidade (Tabela 1), corroborando a hipótese

de que as sementes de C. debilis apresentam dormência. Contudo, verifica-se que

houve grande porcentagem de germinação, acima de 40%, nas sementes sem

nenhum tratamento (Tabela 1). Também foi observado grande quantidade de

sementes germinadas para o tratamento controle para sementes de Bowdichia

virgilioides Kunth. ( Smirdele e Souza, 2003), Schinopsis brasiliense Engl. ( Alves et

Tabela1: Porcentagem de germinação e índice de velocidade de germinação (IVG) de sementes de

Chamaecrista debilis submetidas a diferentes tratamentos pré-germinativos.

Tratamentos Germinação (%) IVG

Testemunha 46b 2,31b

Escarificação com lixa n°80 27c 2,68b

Água 100°C 5” 76a 6,45a

Água 100°C 10” 68a 4,84a

Água 100°C 15” 82a 5,36a

Água 100°C 30” 58b 5,47a

Água 100°C 60” 58b 5,43a

H2SO4 Conc. 5” 68a 6,08a

H2SO4 Conc. 10” 65a 5,08a

H2SO4 Conc. 15” 14c 1,15c

H2SO4 Conc. 30” 16c 1,08c

H2SO4 Conc. 60” 2c 0,11c

CV (%) 18,34 14,47 Médias seguidas pela mesma letra não diferem entre si, pelo teste de Scott -Knott, a 5%.

al., 2007) e Chamaecrista flexuosa (L.) Greene (Bechara et al., 2007). Essa é uma

característica muito importante uma vez que, sistema de produção de mudas de

espécies para reposição da vegetação nativa ou recuperação de áreas desmatadas

a dormência das sementes se torna um problema para muitas espécies, e

consequentemente, a não homogeneização do crescimento das mudas (Sato et al.,

2004), ou aumentando os custos de produção no viveiro.

A eficiência do uso da água quente na quebra de dormência também foi

constatada para sementes de diferentes espécies de Leguminosas, entre elas

Parkinsonia aculeata L. e Lam. (Lima et al. 2003), Chamaecrista flexuosa(L.)

(Bechara et. al. 2007) e Acacia mangium Willd. (Smirdele et al., 2005; Rodrigues et

al., 2008). Por outro lado, em outras espécies da mesma família este tratamento não

foi eficiente, como para sementes de canafistula (Peltophorum dubium Spreng.

Taub.), em que as sementes não suportaram a imersão em água fervente, mesmo

por curtos períodos de tempo, entre um e cinco minutos (Perez et al., 1999). Já para

Tachigalia multijuga Benth, a água quente a 85ºC por 30 e 60 segundos, não foi

eficiente, não ocorrendo nem germinação nem a morte das sementes. O uso da

água quente durante 30 e 60 segundos causou danos ao embrião ou inibiu alguma

atividade metabólica necessitando maior tempo para recuperação (Borges et al.,

2004). Também, para Piptadenia moniliformis, a temperatura de 70°C entre 1 e 5

minutos mantiveram as sementes intactas não havendo absorção de água, não

desencadeando o processo de germinação (Azeredo et al., 2010). Essa incoerência,

entre os tratamentos com água quente, para superação de dormência podem estar

analogicamente relacionadas a vários aspectos tais como, a própria espécie

estudada, época de coleta, o estádio de maturação das sementes, procedência e

armazenagem para posterior teste de germinação (Martins e Nakagawa, 2008;

Azeredo et al., 2010).

A escarificação com ácido foi empregada com eficiência na superação da

dormência de sementes de Adenanthera pavonina L. (Kissman et al., 2008),

Stryphnodendron adstringens Mart. e S. polyphyllum Mart. (Martins et al., 2008),

Albizia lebbeck L. (Benedito et al., 2009), Parkia platycephala Benth. (Nascimento et

al., 2009), Caesalpinia pyramidalis Tul. (Alves et al., 2007), Senna siamea Lam.

(Dutra et al., 2007), Bauhinia spp. (Lopes et al., 2007), Dimorphandra mollis Benth.

(Scalon et al., 2007) e Leucaena diversifolia L. (Souza et al., 2007).

Os tratamentos com ácido sulfúrico por 15, 30 e 60 segundos, e escarificação

com lixa não foram eficientes na superação de dormência de Chamaecrista debilis.

Possivelmente, pode ter ocorrido danos ao embrião, uma vez que, no final destes

tratamentos a maioria das sementes estavam mortas. O tratamento com ácido

também não foi eficiente em tratamentos para superação de dormência de sementes

de Bauhinia variegata L. (Martinelle-Semeneme et al., 2006) e Caesalpinia

pulcherrima ( Oliveira et al., 2010) ocorrendo baixa germinação devido deterioração

e morte das sementes. Já em Acacia mangium (Rodrigues et al. 2008), Tachigalia

multijuga (Borges at al.2004) e em Piptadenia moniliformis, houve baixa germinação

devido ao baixo período de exposição das sementes ao ácido, não rompendo o

tegumento, nesse caso os autores sugerem um maior tempo de exposição das

sementes ao ácido.Tratamentos pré-germinativos com água são mais práticos e

mais fáceis do que a utilização de ácido sulfúrico, uma vez que o ácido gera uma

série de desvantagens, entre as quais o perigo de queimaduras ao técnico que

executa a escarificação, pelo seu alto poder corrosivo e por sua violenta reação com

a água (Rodrigues et al., 2008; Aquino et al., 2009; Smirdele, 2010). Além disso,

esse procedimento dificilmente poderia ser empregado em larga escala, devido os

cuidados necessários à sua aplicação, custo e dificuldade de aquisição. A utilização

de materiais abrasivos exige cuidados quanto à intensidade e à forma de aplicação,

para não afetar a qualidade fisiológica das sementes (Dutra et al., 2007).

Resultados não satisfatórios como o uso lixa podem ser explicados pela

ocorrência de injúrias nas sementes provocadas pela fricção mecânica ou pela

diferença de constituição do tegumento de diferentes espécies de sementes, além

disso, o tratamento com lixa apresenta o inconveniente de sua aplicação prática pela

dificuldade de execução em larga escala (Franke e Baseggio, 1998). No entanto, em

vários trabalhos, a escarificação mecânica foi empregada, com sucesso, na

superação da dormência das sementes de Dimorphandra mollis (Hermansen et al.,

2000), Bauhinia ungulata L. (Alves et al., 2000), Bauhinia divaricata (Alves et al.,

2004), Ormosia arbórea (Lopes et al., 2004), Ormosia nitida(Lopes et al., 2006),

Trifolium riograndense Burkart (Sune e Franke, 2006), Stryphnodendron adstringens

e Stryphnodendron polyphyllum( Martins et al., 2008) e Piptadenia moniliformis

Benth. (Azeredo et al., 2010) e Acacia caven (Escobar et al., 2010)

Quanto ao índice de velocidade de germinação (Tabela 1), verificou-se valores

superiores em todos os tratamento com água quente a 100°C, e com ácido sulfúrico

a 5 e 10 segundos, em relação aos demais. Esses resultados concordam com os

resultados encontrados para Mimosa bimucronata em água a temperatura de 80oC

por 1 e 5 minutos e 24 horas( Ribas et al., 1996), Piptadenia moniliformis tanto em

água a 80°C e 90°C, durante 3 minutos quanto em ácido sulfúrico no intervalo

entre 20 e 30 minutos foram os mais eficientes (Azeredo et al., 2010). Já o ácido

sulfúrico foi melhor para Bowdichia virgilioides (Smirdele e Souza, 2003;

Albuquerque et al., 2007), Stryphnodendron adstringens (Martins et al., 2008) e

Acacia mangium (Rodrigues, 2008). Esses tratamentos são os que proporcionam

maiores IVG, por solubilizar substâncias inibidoras que reduzem a germinação além

de amolecer e também romper o tegumento das sementes, com mais facilidade e,

consequentemente, provocar maior embebição das sementes dando início o

processo germinativo mais rápido (Smirdele e Souza, 2003; Martins et al., 2008).

A avaliação do processo germinativo em dias consecutivos, permitiu a

confecção das curvas de germinação acumulativas para Chamaecrista debilis,

podendo inferir que houve rápida germinação das sementes dos tratamentos pré-

germinativos (Figura 1), principalmente para as sementes tratadas com água quente

a 100°C com 5 e 10 segundos, as quais obtiveram valores máximos de germinação

a partir do 6° dia. Observa-se uma distribuição temporal da germinação, com um

padrão normal ou gaussiano (Ferreira e Borguetti, 2004). Este mesmo

modelo pode ser observado para germinação de sementes de Chamaecrista

flexuosa (Bechara et al., 2007), Peltophorum dubium (Oliveira et al., 2008) ,

Enterolobium contortisiliquum (Silva e Santos , 2009) e Bauhinia angulata (Smiderle

e Luz 2010). Verificou-se que a partir do 3º dia já havia plântulas que pudessem ser

retiradas, sendo este período adotado como a data da primeira contagem, já que os

tratamentos obtiveram mais de 50% das sementes germinadas. Ao 6º dia, as curvas

de germinação começaram a se estabilizar. O último dia do teste foi delimitado ao

10º dia, quando já não foi possível observar o aparecimento de novas plântulas,

restando apenas sementes dormentes ou mortas. Foi verificado um comportamento

diferente para a testemunha e os tratamentos escarificação com lixa e ácido

sulfúrico nos tempos superiores a 15 segundos tendendo a ser menos evidente nos

tratamento com água a 100°C no tempo de 15 segundos.

Figura 1. - Curvas de germinação (%) acumulada de sementes de Chamaecrista debilis nos diferentes tratamentos.

CONCLUSÃO

A imersão em água a 100°C por 5 segundos, 10 segundos e 15 segundos, e

ácido sulfúrico por 5 e 10 segundos, são tratamentos eficientes para superação da

dormência de sementes de Chamaecrista debilis.

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ANEXO

Fotos

Foto 1: Indivíduo de Chamaecrista debilis em estágio de caducifólia.

Foto 2 : Indivíduo de Chamaecrista debilis em estágio de brotação.

Foto 3 : Botão floral (A), flores em antese(B), flores senescentes(C) e frutos imaturos(D) de Chamaecrista debilis.

Foto 4: Fruto maduro próximo da abertura da vagem para dispersão.

A

B C

D

Foto 1:Detalhes das sementes de Chamaecrista debilis com tegumento (A) e sem tegumento (B).

Foto : Cotilédones, semente com protrusão radicular e plântula.

A B

Folhas

cotiledonares

Raiz primária

Radícula

Hipocótilo