Analysis of thermal dependence on the germination of braquiarão seeds using the thermal time model / Análise da dependência térmica da germinação de braquiarão utilizando o modelo tempo térmico

Abstract This paper analyzed the thermal dependence on the germination of Urochloa brizantha (Stapf) Webster seeds under constant and fluctuating temperatures through the thermal time model. Germination tests were carried out at constant temperatures ranging from 8 °C to 41.5 °C in order to determine the model parameters: base (Tb), optimal (To) and maximum temperature (Tc) for germination; and the thermal time (T) required for individual seeds to germinate. Braquiarão seeds germinate within a temperature interval from 8 °C to 41.5 °C, with an optimum range for germination estimated at 31.5 ° T 34.5 °C. Actual and expected distributions of cumulative germination percentages of U. brizantha seeds put to germinate both under controlled and uncontrolled temperature regimes were compared, and it can be seen that the model described relatively well the germination at isothermal assays; however the model failed to predict germination at a wide range of thermal fluctuations. Possible explanations for the results are discussed.(AU)

Resumo Este artigo analisou a dependência térmica da germinação de sementes de Urochloa brizantha em regimes de temperaturas constantes e variáveis, por intermédio do modelo do tempo térmico. Foram realizados testes de germinação em temperaturas constantes 8 °C a 41.5 °C, com o objetivo de se determinar os parâmetros do modelo: as temperaturas base (Tb), ótima (To) e máxima (Tc) de germinação, bem como a quantidade de graus-dias (G) necessária para a germinação de sementes individuais. As sementes de braquiarão germinaram no intervalo térmico de 8 °C to 41.5 °C, sendo que a faixa ótima foi de 31.5 a 34.5 °C. As distribuições acumuladas esperadas e observadas das porcentagens de germinação de sementes de U. brizantha postas para germinar tanto em temperaturas constantes como em regime térmico não controlado foram comparadas, podendo-se observar que o modelo descreveu relativamente bem a germinação nos ensaios isotérmicos, entre o mesmo falhou em prever a germinação em situações mais amplas de variação térmica. Possíveis explicações para esses resultados são discutidas.(AU)

Analysis of thermal dependence on the germination of braquiarão seeds using the thermal time model

Abstract This paper analyzed the thermal dependence on the germination of Urochloa brizantha (Stapf) Webster seeds under constant and fluctuating temperatures through the thermal time model. Germination tests were carried out at constant temperatures ranging from 8 °C to 41.5 °C in order to determine the model parameters: base (Tb), optimal (To) and maximum temperature (Tc) for germination; and the thermal time (T) required for individual seeds to germinate. Braquiarão seeds germinate within a temperature interval from 8 °C to 41.5 °C, with an optimum range for germination estimated at 31.5 ° T 34.5 °C. Actual and expected distributions of cumulative germination percentages of U. brizantha seeds put to germinate both under controlled and uncontrolled temperature regimes were compared, and it can be seen that the model described relatively well the germination at isothermal assays; however the model failed to predict germination at a wide range of thermal fluctuations. Possible explanations for the results are discussed.

Resumo Este artigo analisou a dependência térmica da germinação de sementes de Urochloa brizantha em regimes de temperaturas constantes e variáveis, por intermédio do modelo do tempo térmico. Foram realizados testes de germinação em temperaturas constantes 8 °C a 41.5 °C, com o objetivo de se determinar os parâmetros do modelo: as temperaturas base (Tb), ótima (To) e máxima (Tc) de germinação, bem como a quantidade de graus-dias (G) necessária para a germinação de sementes individuais. As sementes de braquiarão germinaram no intervalo térmico de 8 °C to 41.5 °C, sendo que a faixa ótima foi de 31.5 a 34.5 °C. As distribuições acumuladas esperadas e observadas das porcentagens de germinação de sementes de U. brizantha postas para germinar tanto em temperaturas constantes como em regime térmico não controlado foram comparadas, podendo-se observar que o modelo descreveu relativamente bem a germinação nos ensaios isotérmicos, entre o mesmo falhou em prever a germinação em situações mais amplas de variação térmica. Possíveis explicações para esses resultados são discutidas.

Does thermal time for germination vary among populations of a tree legume (Peltophorum dubium)? / O tempo térmico para germinação varia entre populações de uma leguminosa arbórea (Peltophorum dubium)?

Few works report the use of degree-days (DD) used in crops to predict events and schedule management activities to describe the germination of tropical trees. The cardinal temperatures (base, optimum and ceiling temperature) for germination of the species may vary depending on the seed provenance. Peltophorum dubium (Spreng.) Taub. is an early successional leguminous tree widely distributed in South America, often occurring as cultivated or naturalized trees, thus considered to be a good example for testing DD model in tree species. The main objective of this study was to describe the seed germination response of different populations of P. dubium as function of DD accumulation during germination assays in semi-controlled (fluctuating temperatures) conditions. Germination assays with manually scarified seeds sown in aluminum sheet trays filled with a composed substrate were performed under greenhouse conditions at different times. Three methods were employed in order to describe the accumulation of thermal time throughout the assays and, considering the seed lot and sowing time, a trapezoid area method was relatively more effective in describing the germination. The germination curves of P. dubium seeds from different populations, expressed in degree-days estimated directly from temperature records schedules, tend to be more clustered suggesting little variation among thermal time requirements in different seed provenances. Otherwise, the thermal time requirement can vary depending on the time of sowing, and any increase in DD requirement when the assays were performed under higher mean temperatures can be related to a thermal effect on the germination of scarified seeds.(AU)

O uso de graus-dia utilizado em espécies cultivadas para predizer eventos e planejar ações de manejo é reportado em poucos trabalhos para descrever a germinação de árvores tropicais. As temperaturas cardeais (base, ótima e teto) para germinação de uma espécie pode variar de acordo com a procedência das sementes. Peltophorum dubium (Spreng.) Taub. é uma leguminosa arbórea de sucessão inicial amplamente distribuída na América do Sul, podendo ocorrer como espécie cultivada ou naturalizada, sendo considerada um bom exemplo para testar modelos de graus-dia em espécie arbórea. O principal objetivo deste estudo foi descrever a resposta da germinação das sementes de diferentes populações de P. dubium como função do acúmulo de graus-dia durante ensaios em condições semi-controladas (flutuação térmica). Testes de germinação com sementes escarificadas manualmente e semeadas em bandejas de alumínio contendo substrato foram realizados sob condições de casa de vegetação em diferentes épocas do ano. Três métodos foram utilizados para descrever o acúmulo de tempo térmico nos ensaios e, considerando o lote das sementes e a época da semeadura, o método da área do trapézio foi relativamente mais eficaz em descrever a germinação. As curvas de germinação de sementes de P. dubium provenientes de diferentes populações, expressas em graus-dia estimados diretamente por meio do registro programado das temperaturas, tendem a ser mais agrupadas sugerindo pouca variação no requerimento de tempo térmico entre as diferentes procedências das sementes. Por outro lado, o requisito de tempo térmico pode variar de acordo com a época de semeadura e um incremento nos graus-dia exigidos quando os ensaios foram realizados sob temperaturas médias mais elevadas pode estar relacionado e um efeito térmico na germinação de sementes escarificadas.(AU)

Does thermal time for germination vary among populations of a tree legume (Peltophorum dubium)?

Abstract Few works report the use of degree-days (DD) used in crops to predict events and schedule management activities to describe the germination of tropical trees. The cardinal temperatures (base, optimum and ceiling temperature) for germination of the species may vary depending on the seed provenance. Peltophorum dubium (Spreng.) Taub. is an early successional leguminous tree widely distributed in South America, often occurring as cultivated or naturalized trees, thus considered to be a good example for testing DD model in tree species. The main objective of this study was to describe the seed germination response of different populations of P. dubium as function of DD accumulation during germination assays in semi-controlled (fluctuating temperatures) conditions. Germination assays with manually scarified seeds sown in aluminum sheet trays filled with a composed substrate were performed under greenhouse conditions at different times. Three methods were employed in order to describe the accumulation of thermal time throughout the assays and, considering the seed lot and sowing time, a trapezoid area method was relatively more effective in describing the germination. The germination curves of P. dubium seeds from different populations, expressed in degree-days estimated directly from temperature records schedules, tend to be more clustered suggesting little variation among thermal time requirements in different seed provenances. Otherwise, the thermal time requirement can vary depending on the time of sowing, and any increase in DD requirement when the assays were performed under higher mean temperatures can be related to a thermal effect on the germination of scarified seeds.

Resumo O uso de graus-dia utilizado em espécies cultivadas para predizer eventos e planejar ações de manejo é reportado em poucos trabalhos para descrever a germinação de árvores tropicais. As temperaturas cardeais (base, ótima e teto) para germinação de uma espécie pode variar de acordo com a procedência das sementes. Peltophorum dubium (Spreng.) Taub. é uma leguminosa arbórea de sucessão inicial amplamente distribuída na América do Sul, podendo ocorrer como espécie cultivada ou naturalizada, sendo considerada um bom exemplo para testar modelos de graus-dia em espécie arbórea. O principal objetivo deste estudo foi descrever a resposta da germinação das sementes de diferentes populações de P. dubium como função do acúmulo de graus-dia durante ensaios em condições semi-controladas (flutuação térmica). Testes de germinação com sementes escarificadas manualmente e semeadas em bandejas de alumínio contendo substrato foram realizados sob condições de casa de vegetação em diferentes épocas do ano. Três métodos foram utilizados para descrever o acúmulo de tempo térmico nos ensaios e, considerando o lote das sementes e a época da semeadura, o método da área do trapézio foi relativamente mais eficaz em descrever a germinação. As curvas de germinação de sementes de P. dubium provenientes de diferentes populações, expressas em graus-dia estimados diretamente por meio do registro programado das temperaturas, tendem a ser mais agrupadas sugerindo pouca variação no requerimento de tempo térmico entre as diferentes procedências das sementes. Por outro lado, o requisito de tempo térmico pode variar de acordo com a época de semeadura e um incremento nos graus-dia exigidos quando os ensaios foram realizados sob temperaturas médias mais elevadas pode estar relacionado e um efeito térmico na germinação de sementes escarificadas.

Priming and temperature limits for germination of dispersal units of Urochloa brizantha (Stapf) Webster cv basilisk / Priming e temperaturas limites de germinação de unidades de dispersão de Urochloa brizantha (Stapf) Webster cv basilisk

The objective of this study was to evaluate the effect of priming treatments on the upper and lower thermal limits for germination of Urochloa brizantha cv. basilisk, and testing the hypothesis that pré-imbibition affect thermal parameters of the germination. Pre-imbibed seeds both in distilled water (0 MPa) and PEG 6000 solution (–0.5 MPa) were put to germinate in different temperatures. It is suggested that U. brizantha seeds have low response to priming when they were placed to germinate in medium where water is not limiting. The response of U. brizantha seeds to priming is dependent on the temperature and water potential conditions at which the seeds are pre-imbibed, as well as on the germination temperature. The optimum temperature for germination of U. brizantha shift toward warmer temperatures in primed seeds. Priming effect was more pronounced at temperatures closer to the upper and lower limit for germination, but probably that response cannot be accounted for changes in the thermal time constant (θT(g)) and ceiling temperature (Tc(g)). Otherwise, a decrease in the base temperature (Tb) was observed in primed seeds, suggesting that the Tb distribution in U. brizantha seeds is influenced by priming.(AU)

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do tratamento pré-germinativo priming sobre os limites térmicos inferior e superior para a germinação de Urochloa brizantha cv. basilisk, e testar a hipótese de que a pré-embebição afeta os parâmetros térmicos da germinação. Sementes pré-embebidas, tanto em água destilada (0 MPa) quanto em solução de PEG 6000 (–0,5 MPa) foram colocadas para germinar em diferentes temperaturas. Os resultados sugerem que sementes de U. brizantha apresentam baixa resposta ao priming quando colocadas para germinar em meio onde a água não é limitante. A resposta de sementes de U. brizantha para o priming é dependente das condições de temperatura e potenciais hídricos em que as sementes são pré-embebidas, bem como para a temperatura de germinação. A temperatura ótima para germinação de sementes de U. brizantha altera-se para temperaturas mais altas em sementes pré-embebidas. O efeito de priming foi mais pronunciado em temperaturas mais próximas do limite superior e inferior para a germinação, mas, provavelmente essa resposta não foi responsável por mudanças na constante tempo térmico (θT(g)) e temperatura teto (Tc (g)). Por outro lado, uma diminuição na temperatura base (Tb) foi observada em sementes pré-embebidas, sugerindo que a distribuição Tb em sementes de U. brizantha é influenciada pelo priming.(AU)