Combining deep learning and X-ray imaging technology to assess tomato seed quality

Traditional germination tests which assess seed quality are costly and time-consuming, mainly when performed on a large scale. In this study, we assessed the efficiency of X-ray imaging analyses in predicting the physiological quality of tomato seeds. A convolutional neural network (CNN) called mask region convolutional neural network (MaskRCNN) was also tested for its precision in adequately classifying tomato seeds into four seed quality categories. For this purpose, X-ray images were taken of seeds of 49 tomato genotypes (46 Solanum pennellii introgression lines) from two different growing seasons. Four replicates of 25 seeds for each genotype were analyzed. These seeds were further assessed for germination and seedling vigor-related traits in two independent trials. Correlation analysis revealed significant linear association between germination and image-based variables. Most genotypes differed in terms of germination and seed development performance considering the two independent trials, except LA 4046, LA 4043, and LA4047, which showed similar behavior. Our findings point out that seeds with low opacity and percentage of damaged seed tissue and high values for living tissue opacity have greater physiological quality. In short, our work confirms the reliability of X-ray imaging and deep learning methodologies in predicting the physiological quality of tomato seeds.

Physical and physiological qualities and productivity of corn seeds fertilized with poultry waste / Avaliação das qualidades física e fisiológica e da produtividade de sementes de milho adubado com resíduo avícola

ABSTRACT: This study evaluated the physical and physiological qualities and productivity of corn seeds, a variety UFVM 100 Native, produced in plots fertilized in top dressing with different levels of poultry waste. The experiment was organized in a randomized block design, with six treatments and four repetitions, totaling 24 plots. The treatments consisted of the application of 0.0, 1.5, 3.0, 4.5, 6.0, and 7.5 t/ha of tanned poultry waste. The seeds were subjected to the following evaluations: uniformity test, thousand seed weight, germination, vigor (first germination count, accelerated aging, soilless cold test, percentage, and emergence rate in sand), and productivity. Linear regression models were used to evaluate the effects of different dosages of poultry waste on the variables considered. The quality of seeds was not influenced by the effects of different levels of fertilization. Among the dosages used, 7.5 t/ha is recommended because it provides a greater increase in productivity, which may result in a greater financial return to the producer.

RESUMO: Este trabalho teve como objetivo avaliar as qualidades física e fisiológica, bem como a produtividade das sementes de milho, variedade UFVM 100 Nativo, produzidas em lavouras adubadas com diferentes níveis de resíduo avícola, em cobertura. O experimento foi instalado no delineamento em blocos casualizados, com seis tratamentos e quatro repetições, totalizando 24 parcelas. Os tratamentos consistiram da aplicação de 0,0; 1,5; 3,0; 4,5; 6,0 e 7,5 t/ha de resíduo avícola curtido. As sementes foram submetidas às seguintes avaliações: Teste de uniformidade, peso de mil sementes, germinação, vigor (primeira contagem de germinação, envelhecimento acelerado, teste de frio sem solo, porcentagem e velocidade de emergência em areia) e produtividade. Para avaliar o efeito das diferentes dosagens de resíduo avícola sobre as variáveis consideradas foram utilizados modelos de regressão linear. A qualidade das sementes não foi influenciada pelo efeito dos diferentes níveis de adubação. Dentre as dosagens utilizadas, recomenda-se a de 7,5 t/ha por proporcionar maior aumento da produtividade, o que poderá resultar em maior retorno financeiro ao produtor.

Physical and physiological qualities and productivity of corn seeds fertilized with poultry waste / Avaliação das qualidades física e fisiológica e da produtividade de sementes de milho adubado com resíduo avícola

This study evaluated the physical and physiological qualities and productivity of corn seeds, a variety UFVM 100 Native, produced in plots fertilized in top dressing with different levels of poultry waste. The experiment was organized in a randomized block design, with six treatments and four repetitions, totaling 24 plots. The treatments consisted of the application of 0.0, 1.5, 3.0, 4.5, 6.0, and 7.5 t/ha of tanned poultry waste. The seeds were subjected to the following evaluations: uniformity test, thousand seed weight, germination, vigor (first germination count, accelerated aging, soilless cold test, percentage, and emergence rate in sand), and productivity. Linear regression models were used to evaluate the effects of different dosages of poultry waste on the variables considered. The quality of seeds was not influenced by the effects of different levels of fertilization. Among the dosages used, 7.5 t/ha is recommended because it provides a greater increase in productivity, which may result in a greater financial return to the producer.

Este trabalho teve como objetivo avaliar as qualidades física e fisiológica, bem como a produtividade das sementes de milho, variedade UFVM 100 Nativo, produzidas em lavouras adubadas com diferentes níveis de resíduo avícola, em cobertura. O experimento foi instalado no delineamento em blocos casualizados, com seis tratamentos e quatro repetições, totalizando 24 parcelas. Os tratamentos consistiram da aplicação de 0,0; 1,5; 3,0; 4,5; 6,0 e 7,5 t/ha de resíduo avícola curtido. As sementes foram submetidas às seguintes avaliações: Teste de uniformidade, peso de mil sementes, germinação, vigor (primeira contagem de germinação, envelhecimento acelerado, teste de frio sem solo, porcentagem e velocidade de emergência em areia) e produtividade. Para avaliar o efeito das diferentes dosagens de resíduo avícola sobre as variáveis consideradas foram utilizados modelos de regressão linear. A qualidade das sementes não foi influenciada pelo efeito dos diferentes níveis de adubação. Dentre as dosagens utilizadas, recomenda-se a de 7,5 t/ha por proporcionar maior aumento da produtividade, o que poderá resultar em maior retorno financeiro ao produtor.

Physiological quality of soybean seeds produced under shading / Qualidade fisiológica de sementes de soja produzidas sob sombreamento

Low light intensity reduces the production of photoassimilates by plants and consequentlythe accumulation of reserves in seeds. The objective was to evaluate the physiological quality of soybean seeds produced under shading initiated at different crop phenological stages. In a completely randomized design, the experiment was carried out in a greenhouse, at CAV/UDESC, during the 2018/2019 harvest, with nine treatments and 10 replications. The treatments consisted of nine seed lots, eight of which were obtained from plants submitted to continuous 70% shading, initiated at different phenological stages: stage V6 (Day Julian 07); R1 (JD14); R2 (JD21); R3 (JD28); R4 (JD35); R5 (JD42); start of R6 (JD49); end of R6 (JD56), and a lot of seeds produced without shading (control). Each repetition consisted of a pot containing a soybean plant. The germination potential and vigor of the seeds produced were evaluated. Soybean seed germination was higher in the lot of seeds from shaded plants from the R4 stage (JD35), with 98%, but the other lots presented percentages above 87%. The vigor in the accelerated aging test was lower for the lot obtained from shaded plants from V6, with 43%. The dry mass of seedlings showed a 7.0 to 13.3% reductionin relation to the controlwhen the shading was imposed between R3 and R6. It was concluded that the continuous 70% shading in soybeans promoted higher seed germination when imposed from the R4 stage;however, the vigor was dependenton the stage that the shading started and the test used.(AU)

A baixa intensidade luminosa reduz a produção de fotoassimilados pelas plantas e consequentemente o acúmulo de reservas nas sementes. Objetivou-se avaliar a qualidade fisiológica de sementes desoja produzidassob sombreamento iniciado emdiferentes estádios fenológicos da cultura. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, no CAV/UDESC, durante a safra 2018/2019, em delineamento inteiramente casualizado, com nove tratamentos e 10 repetições. Os tratamentos foram constituídos por nove lotes de sementes, sendo oito obtidos de plantas submetidas a sombreamento contínuode 70%, iniciado em diferentes estádios fenológicos: estádio V6 (Dia Juliano 07); R1 (DJ 14); R2 (DJ 21); R3 (DJ 28); R4 (DJ35); R5 (DJ 42); início de R6 (DJ 49); finalde R6 (DJ 56), e um lote de sementes produzidas sem sombreamento (testemunha). Cada repetição foi composta por um vaso contendo uma planta de soja. Avaliou-se o potencial de germinação e vigor das sementes produzidas. Agerminação de sementes de soja foi maior no lote de sementes oriundas de plantas sombreadas a partir do estádio R4 (35 DJ), com 98%, mas, os demais lotes apresentaram percentuais acima de 87%. O vigor no teste de envelhecimento acelerado foi inferior parao loteobtido de plantas sombreadasa partir de V6, com 43%. Já a massa seca de plântulas apresentou redução de 7,0 a 13,3% em relação à testemunha, quando o sombreamento foi imposto entre R3 e R6. Concluiu-se que o sombreamento contínuo de 70% em soja promoveu maior germinação de sementes quando imposto a partir do estádio R4, porém, o vigor foi afetado de maneira dependente do estádio que o sombreamento iniciou e do teste utilizado.(AU)

Effect of the association between insecticide and biostimulant on the physiological quality of rice seeds / Efeito da associação entre inseticida e bioestimulante na qualidade fisiológica de sementes de arroz

The seed is thevehicle for high productivity crops, as it carries the genetic potential and technology necessary for the success of a crop. And seed treatment has been a very important technology for the initial development of rice seeds. For this reason, the objective of this work was to evaluate the influence of seed treatment withCruiser Opti insecticide associated with the biostimulant EpívioTM at different dosages and during 0, 60, 90, 135 and 180 days after seed treatment. Rice seeds of the cultivar IRGA 424 RI were used. The treatments were: Control: Permit + Standk + Gaucho, T2-Cruiser Opti (0.5 L/100 Kg of seeds), T3 -EpivioTM (0.1 L/100 Kg of seeds), T4 -Cruiser Opti + EpivioTM (0.5 + 0.05 L/100 kg of seeds), T5 -Cruiser Opti + EpivioTM (0.5 + 0.1 L/100 kg of seeds) and T6 ­(0.5 + 0.2 L/100 kg of seeds). Seed quality was monitored through the germination test, cold test and emergence in trays. Under the conditions in which the work was carried out, we can conclude that the treatment composed of Cruiser Opti + EpivioTM, at a dose of 0.5 and 0.1 L/100Kg of seeds, respectively, provided better performance in the germination test in the evaluated periods when compared to the other treatments.(AU)

A semente é o veículo para lavouras de alta produtividade, pois carrega em si o potencial genético e tecnologia necessários para o sucesso de uma safra.E o tratamento de sementes vem sendo uma tecnologia de grande importante para o desenvolvimento inicial das sementes de arroz.Por este motivo,oobjetivo deste trabalho foi avaliar a influência do tratamento de sementes, com inseticida Cruiser Opti associado ao bioestimulante EpívioTMem diferentes dosagens e durante 0, 60, 90, 135 e 180 dias após o tratamento de sementes. Utilizou-se sementes de arroz da cultivar IRGA 424 RI. Os tratamentos foram: Testemunha: Permit + Standk + Gaucho, T2-Cruiser Opti (0,5 L/100 Kg de sementes), T3 -EpívioTM(0,1 L/100 Kg de sementes), T4 -Cruiser Opti + EpivioTM(0,5 + 0,05 L/100 kg de sementes), T5 -Cruiser Opti + EpivioTM(0,5 + 0,1 L/100 kg de sementes) e T6 ­(0,5 + 0,2 L/100 kg de sementes). A qualidade das sementes foi monitorada através do teste germinação, teste de frio e emergência em bandejas. Nas condições de realização do trabalho podemos concluir que otratamento composto por Cruiser Opti + EpivioTM, na dose de 0,5 e 0,1 L/100Kg de sementes, respectivamente, conferiram melhor desempenho no teste de germinação nos períodos avaliados quando comparado aos demais tratamentos.(AU)

Filtrates from cultures of endophytic fungi isolated from leaves of Copaifera oblongifolia (Fabaceae) affect germination and seedling development differently / Fungos endofíticos isolados de folhas de Copaifera oblongifolia (Fabaceae) afetam diferentemente a germinação e o desenvolvimento das plântulas

Interactions between endophytic fungi (EFs) and their host plants range from positive to neutral to negative. The results of such interactions can vary depending on the organ of the infected host plant. EFs isolated from the leaves of some species of plants have potential for use as agents to inhibit seed germination and control invasive plants. The objectives of this study were to identify EFs present in the leaves of Copaifera oblongifolia and to evaluate the role of these fungi in seed germination and seedling development. A total of 11 species of EFs were isolated, which were identified using the internal transcribed spacers (ITS) sequence of the nuclear ribosomal DNA. The isolated species of EFs are generalists and probably are transmitted horizontally. Laboratory tests revealed that filtrates of these fungal isolates differently affect seed germination and seedling development of C. oblongifolia. The species Curvularia intermedia, Neofusicoccum parvum, Pseudofusicoccum stromaticum and Phomopsis sp. negatively affected seed germination, with N. parvum standing out for its negative effects, inhibiting seedling germination and survival in 89 and 222%, respectively. In addition, Cochliobolus intermedius negatively affected seedling development. Thus, the combined use of N. parvum and C. intermedius, or products from the metabolism of these microorganisms, in the control of invasive plants deserves attention from future studies.

As interações entre fungos endofíticos (FEs) e suas plantas hospedeiras variam de positivas, neutras a negativas. Os resultados destas interações podem variar dependendo do órgão da planta hospedeira infectada. FEs isolados de folhas de algumas espécies de plantas têm potencial para serem usados como agentes inibidores da germinação de sementes e no controle de plantas invasoras. Os objetivos deste estudo foram identificar os FEs presentes nas folhas de Copaifera oblongifolia e avaliar o papel destes fungos na germinação das sementes e no desenvolvimento das plântulas. Um total de 11 espécies de FEs foi isolado das folhas de C. oblongifolia e identificado através da sequência dos espaçadores internos transcritos do DNA ribossomal nuclear. As espécies de FEs isoladas são generalistas e provavelmente devem ser transmitidas horizontalmente. Os resultados dos testes de germinação mostraram que filtrados destes isolados fúngicos podem afetar diferentemente a germinação das sementes e o desenvolvimento das plântulas de C. oblongifolia. As espécies Curvularia intermedia, Neofusicoccum parvum, Pseudofusicoccum stromaticum e Phomopsis sp. afetaram negativamente a germinação das sementes de C. oblongifolia. Dentre estas espécies devemos destacar que N. parvum reduziu a germinação e a sobrevivência das plântulas em 89 e 222%, respectivamente. Além disso, Cochiliobolus intermedius afetou negativamente o desenvolvimento das plântulas. Assim, o uso combinado de N. parvum e C. intermedius, ou de produtos do metabolismo destas espécies de fungos, têm potencial para serem usados no manejo de plantas invasoras.

Filtrates from cultures of endophytic fungi isolated from leaves of Copaifera oblongifolia (Fabaceae) affect germination and seedling development differently

Abstract Interactions between endophytic fungi (EFs) and their host plants range from positive to neutral to negative. The results of such interactions can vary depending on the organ of the infected host plant. EFs isolated from the leaves of some species of plants have potential for use as agents to inhibit seed germination and control invasive plants. The objectives of this study were to identify EFs present in the leaves of Copaifera oblongifolia and to evaluate the role of these fungi in seed germination and seedling development. A total of 11 species of EFs were isolated, which were identified using the internal transcribed spacers (ITS) sequence of the nuclear ribosomal DNA. The isolated species of EFs are generalists and probably are transmitted horizontally. Laboratory tests revealed that filtrates of these fungal isolates differently affect seed germination and seedling development of C. oblongifolia. The species Curvularia intermedia, Neofusicoccum parvum, Pseudofusicoccum stromaticum and Phomopsis sp. negatively affected seed germination, with N. parvum standing out for its negative effects, inhibiting seedling germination and survival in 89 and 222%, respectively. In addition, Cochliobolus intermedius negatively affected seedling development. Thus, the combined use of N. parvum and C. intermedius, or products from the metabolism of these microorganisms, in the control of invasive plants deserves attention from future studies.

Resumo As interações entre fungos endofíticos (FEs) e suas plantas hospedeiras variam de positivas, neutras a negativas. Os resultados destas interações podem variar dependendo do órgão da planta hospedeira infectada. FEs isolados de folhas de algumas espécies de plantas têm potencial para serem usados como agentes inibidores da germinação de sementes e no controle de plantas invasoras. Os objetivos deste estudo foram identificar os FEs presentes nas folhas de Copaifera oblongifolia e avaliar o papel destes fungos na germinação das sementes e no desenvolvimento das plântulas. Um total de 11 espécies de FEs foi isolado das folhas de C. oblongifolia e identificado através da sequência dos espaçadores internos transcritos do DNA ribossomal nuclear. As espécies de FEs isoladas são generalistas e provavelmente devem ser transmitidas horizontalmente. Os resultados dos testes de germinação mostraram que filtrados destes isolados fúngicos podem afetar diferentemente a germinação das sementes e o desenvolvimento das plântulas de C. oblongifolia. As espécies Curvularia intermedia, Neofusicoccum parvum, Pseudofusicoccum stromaticum e Phomopsis sp. afetaram negativamente a germinação das sementes de C. oblongifolia. Dentre estas espécies devemos destacar que N. parvum reduziu a germinação e a sobrevivência das plântulas em 89 e 222%, respectivamente. Além disso, Cochiliobolus intermedius afetou negativamente o desenvolvimento das plântulas. Assim, o uso combinado de N. parvum e C. intermedius, ou de produtos do metabolismo destas espécies de fungos, têm potencial para serem usados no manejo de plantas invasoras.

Application of statistical process control in mechanized corn seeding / Aplicação do controle estatístico de processo na semeadura mecanizada do milho

Several factors alter the quality of the mechanized sowing process of corn, and the use of the statistical process control (SPC) technique not only allows the identification of process limitation points but also ensures the correct functioningand conduction of the mechanized process, determiningcritical factors. that may decrease their performance. In view of the above, the present study aims to qualitatively evaluate, through this technique, the longitudinal distribution of corn seeds as a function of different stands and operational speeds during the sowing process. The experiment was carried out in a randomized block design (CBD) with three replications and in a split-plot design. Data were submitted to analysis of variance and when significant, analyzed using Tukey's test, with 5% significance. To carry out the statistical process control, mean and amplitude control charts were used to evaluate the effect of operationalspeed, seed distribution, deposition depth and plant germination. The results indicate that the use of statistical process control is an efficient tool to identify the behavior of the corn sowing process. Based on the results, speeds close to 4.5km/hallowed an efficient sowing process, as it presented a higher percentage of normal spaces in the distribution of maize seeds.(AU)

Vários fatores alteram a qualidade do processo de semeadura mecanizada do milho, e o uso da técnica do controle estatístico de processos (CEP) não só permite a identificação de pontos de limitação do processo como asseguram o correto funcionamento e condução do processo mecanizado determinando fatores críticos que possam diminuir seu desempenho. Diante do exposto, o presente estudo visa avaliar qualitativamente por meio desta técnica a distribuição longitudinal das sementes de milho em função de diferentes estandes e velocidades operacionais durante o processo de semeadura. O experimento foi realizado em delineamento de blocos casualizados (DBC) com três repetições e em esquema de parcela subdividida. Os dados foram submetidos a análise de variância e quando significativos analisados por meio do teste de Tukey, com 5% de significância. Para a realização do controle estatístico de processo, foram utilizadas cartas de controle de média e amplitude para avaliar o efeito da velocidade operacional, distribuição das sementes, a profundidade de deposição e a germinação das plantas. Os resultados indicam que o uso do controle estatístico de processo é uma ferramenta eficiente na identificação do comportamento do processo de semeadura do milho. Com base nos resultados, velocidades próximas a 4.5 km/hpermitiram um processo de semeadura eficiente por apresentar maior percentual de espaços normais na distribuição de sementes de milho.(AU)

Filtrates from cultures of endophytic fungi isolated from leaves of Copaifera oblongifolia (Fabaceae) affect germination and seedling development differently / Fungos endofíticos isolados de folhas de Copaifera oblongifolia (Fabaceae) afetam diferentemente a germinação e o desenvolvimento das plântulas

Abstract Interactions between endophytic fungi (EFs) and their host plants range from positive to neutral to negative. The results of such interactions can vary depending on the organ of the infected host plant. EFs isolated from the leaves of some species of plants have potential for use as agents to inhibit seed germination and control invasive plants. The objectives of this study were to identify EFs present in the leaves of Copaifera oblongifolia and to evaluate the role of these fungi in seed germination and seedling development. A total of 11 species of EFs were isolated, which were identified using the internal transcribed spacers (ITS) sequence of the nuclear ribosomal DNA. The isolated species of EFs are generalists and probably are transmitted horizontally. Laboratory tests revealed that filtrates of these fungal isolates differently affect seed germination and seedling development of C. oblongifolia. The species Curvularia intermedia, Neofusicoccum parvum, Pseudofusicoccum stromaticum and Phomopsis sp. negatively affected seed germination, with N. parvum standing out for its negative effects, inhibiting seedling germination and survival in 89 and 222%, respectively. In addition, Cochliobolus intermedius negatively affected seedling development. Thus, the combined use of N. parvum and C. intermedius, or products from the metabolism of these microorganisms, in the control of invasive plants deserves attention from future studies.

Resumo As interações entre fungos endofíticos (FEs) e suas plantas hospedeiras variam de positivas, neutras a negativas. Os resultados destas interações podem variar dependendo do órgão da planta hospedeira infectada. FEs isolados de folhas de algumas espécies de plantas têm potencial para serem usados como agentes inibidores da germinação de sementes e no controle de plantas invasoras. Os objetivos deste estudo foram identificar os FEs presentes nas folhas de Copaifera oblongifolia e avaliar o papel destes fungos na germinação das sementes e no desenvolvimento das plântulas. Um total de 11 espécies de FEs foi isolado das folhas de C. oblongifolia e identificado através da sequência dos espaçadores internos transcritos do DNA ribossomal nuclear. As espécies de FEs isoladas são generalistas e provavelmente devem ser transmitidas horizontalmente. Os resultados dos testes de germinação mostraram que filtrados destes isolados fúngicos podem afetar diferentemente a germinação das sementes e o desenvolvimento das plântulas de C. oblongifolia. As espécies Curvularia intermedia, Neofusicoccum parvum, Pseudofusicoccum stromaticum e Phomopsis sp. afetaram negativamente a germinação das sementes de C. oblongifolia. Dentre estas espécies devemos destacar que N. parvum reduziu a germinação e a sobrevivência das plântulas em 89 e 222%, respectivamente. Além disso, Cochiliobolus intermedius afetou negativamente o desenvolvimento das plântulas. Assim, o uso combinado de N. parvum e C. intermedius, ou de produtos do metabolismo destas espécies de fungos, têm potencial para serem usados no manejo de plantas invasoras.

Bibliometric revision regarding the use of survival analysis in seed germination studies / Revisão bibliométrica sobre o uso da análise de sobrevivência em estudos com germinação de sementes

ABSTRACT: Studies on seed science are developed for a wide range of purposes, being the statistical analysis of data essential for experimental reliability and evidence. Due to the characteristics of seed data, several statistical methods can be applied, among them the survival analysis stands out, in virtue of allocating censored data and describing phenomena over time. Therefore, this bibliometric study verified the use of survival analysis in studies with seed germination and to examine the applications of survival analysis in original articles from the Web of Science database for the period from 2000 to 2020. For the application of survival analysis, there was a low number of publications related to seed science, with the USA being the country with the highest number of publications mainly to studies in plant ecology and physiology. In general, the researches were most involved to the evaluation of factors influencing dormancy, physiological stresses, dispersion capacity, population differences and habitats of development which affected seed germination. Therefore, the qualitative overview demonstrates that the survival analysis is a statistical tool of great potential regarding the studies in the area.

RESUMO: Estudos em ciência de sementes são desenvolvidos frente a uma ampla gama de finalidades, sendo a análise estatística dos dados um componente imprescindível para confiabilidade e comprovação experimental. Devido às características dos dados de sementes, diversos métodos estatísticos podem ser aplicados na sua análise, dentre os quais destaca-se a análise de sobrevivência, em virtude de alocar dados censurados e descrever fenômenos ao longo do tempo. Sendo assim, este estudo bibliométrico teve por objetivo verificar o uso da análise de sobrevivência em estudos com germinação de sementes e examinar as aplicações da análise de sobrevivência em artigos originais da base de dados Web of Science para o período de 2000 a 2020. Observou-se para aplicação da análise de sobrevivência, baixo número de publicações com este método estatístico ao decorrer dos anos, sendo os Estados Unidos (EUA) o país de maior produtividade em publicações, com pesquisas relacionadas principalmente a estudos em ecologia vegetal e fisiologia. Em geral, as pesquisas foram mais voltadas para a avaliação de fatores que influenciam a dormência, estresses fisiológicos, capacidade de dispersão, diferenças populacionais e habitats de desenvolvimento que afetaram a germinação das sementes. Portanto, o panorama qualitativo demonstra que a análise de sobrevivência é uma ferramenta estatística de grande potencial em relação aos estudos na área.

Environmental factors on seasonal germination of different weedy rice(Oryza sativa L.) biotypes / Efeitos de fatores ambientais na germinação sazonal de diferentes biótipos de arroz vermelho (Oryza sativa L.)

ABSTRACT: Weedy biotypes of Oryza sativa L., (weedy rice) are a serious threat to rice production because of their flexibility in seed germination timing, variable growth forms, and high genetic diversity. Experiments were designed to determine the effects of storage conditions, osmotic stress, pH, salt stress, and burial depth on germination of weedy rice seeds in flooded or non-flooded conditions. Mature weedy rice seeds were gathered from rice fields in the different regions of Turkey. Three biotypes were selected and classified according to awn length; long awn, short awn and awnless. Seasonal germination patterns of weedy rice seeds in the laboratory after retrieval from various depths and timing were affected by burial depth, water regime, and exhumation timing across the treatments for all biotypes. The long and short awn biotypes had higher germination rates than the awnless biotype and did not have a seasonal germination pattern. Seed germination was initiated in the spring, peaked in summer and declined in the fall in flooded and non-flooded treatments for the awnless biotype. The most distinct differences in seedling emergence patterns were observed in awnless and long awn biotypes, and they emerged from 10 cm depth. Our results suggested that flooded conditions reduced the germination of weedy rice biotypes. Flooding rice paddies for a period of time after harvest may improve weedy rice control and decrease the weed population. In addition to deeper cultivation would be more effective in controlling all weedy biotypes since the majority of weed seedling emergence was from shallow depths.

RESUMO: Biótipos de Oryza sativa L., arroz vermelho, são uma séria ameaça à produção de arroz devido à sua flexibilidade no tempo de germinação das sementes, formas de crescimento variáveis e alta diversidade genética. Os experimentos foram projetados para entender os efeitos das condições de armazenamento, estresse osmótico, pH, estresse salino e profundidade de semeadura na germinação de sementes de arroz vermelho em condições de inundação ou não. Sementes maduras de arroz vermelho foram colhidas em campos de arroz em diferentes regiões da Turquia. Três biótipos foram selecionados e classificados de acordo com o comprimento da arista longa, curta e sem arista. Padrões sazonais de germinação de sementes de arroz vermelho no laboratório após a recuperação em várias profundidades e tempos foram afetados pela profundidade de semeadura, regime de água e tempo de permanência no solo entre os tratamentos para todos os biótipos. Os biótipos de arista longa e curta tiveram taxas de germinação mais altas do que o biótipo sem arista e não apresentaram um padrão de germinação sazonal. A germinação das sementes foi iniciada na primavera, atingiu o pico no verão e diminuiu no outono em tratamentos com alagamento e sem alagamento para o biótipo sem armação. As diferenças mais nítidas nos padrões de emergência de plântulas foram observadas em biótipos sem e com arista longa, e emergiram a partir de 10 cm de profundidade. Nossos resultados sugerem que as condições de inundação reduziram a germinação de biótipos de arroz vermelho Parece que inundar os arrozais por um período de tempo após a colheita pode melhorar o controle do arroz vermelho e diminuir a população de arroz vermelho. Além disso, o cultivo mais profundo seria mais eficaz no controle de todos os biótipos de arroz vermelho, uma vez que a maioria da emergência de plântulas de arroz vermelho ocorreu em profundidades rasas.

Environmental factors on seasonal germination of different weedy rice (Oryza sativa L) biotypes / Efeitos de fatores ambientais na germinação sazonal de diferentes biótipos de arroz vermelho (Oryza sativa L)

Weedy biotypes of Oryza sativa L., (weedy rice) are a serious threat to rice production because of their flexibility in seed germination timing, variable growth forms, and high genetic diversity. Experiments were designed to determine the effects of storage conditions, osmotic stress, pH, salt stress, and burial depth on germination of weedy rice seeds in flooded or non-flooded conditions. Mature weedy rice seeds were gathered from rice fields in the different regions of Turkey. Three biotypes were selected and classified according to awn length; long awn, short awn and awnless. Seasonal germination patterns of weedy rice seeds in the laboratory after retrieval from various depths and timing were affected by burial depth, water regime, and exhumation timing across the treatments for all biotypes. The long and short awn biotypes had higher germination rates than the awnless biotype and did not have a seasonal germination pattern. Seed germination was initiated in the spring, peaked in summer and declined in the fall in flooded and non-flooded treatments for the awnless biotype. The most distinct differences in seedling emergence patterns were observed in awnless and long awn biotypes, and they emerged from 10 cm depth. Our results suggested that flooded conditions reduced the germination of weedy rice biotypes. Flooding rice paddies for a period of time after harvest may improve weedy rice control and decrease the weed population. In addition to deeper cultivation would be more effective in controlling all weedy biotypes since the majority of weed seedling emergence was from shallow depths.

Biótipos de Oryza sativa L., arroz vermelho, são uma séria ameaça à produção de arroz devido à sua flexibilidade no tempo de germinação das sementes, formas de crescimento variáveis e alta diversidade genética. Os experimentos foram projetados para entender os efeitos das condições de armazenamento, estresse osmótico, pH, estresse salino e profundidade de semeadura na germinação de sementes de arroz vermelho em condições de inundação ou não. Sementes maduras de arroz vermelho foram colhidas em campos de arroz em diferentes regiões da Turquia. Três biótipos foram selecionados e classificados de acordo com o comprimento da arista longa, curta e sem arista. Padrões sazonais de germinação de sementes de arroz vermelho no laboratório após a recuperação em várias profundidades e tempos foram afetados pela profundidade de semeadura, regime de água e tempo de permanência no solo entre os tratamentos para todos os biótipos. Os biótipos de arista longa e curta tiveram taxas de germinação mais altas do que o biótipo sem arista e não apresentaram um padrão de germinação sazonal. A germinação das sementes foi iniciada na primavera, atingiu o pico no verão e diminuiu no outono em tratamentos com alagamento e sem alagamento para o biótipo sem armação. As diferenças mais nítidas nos padrões de emergência de plântulas foram observadas em biótipos sem e com arista longa, e emergiram a partir de 10 cm de profundidade. Nossos resultados sugerem que as condições de inundação reduziram a germinação de biótipos de arroz vermelho Parece que inundar os arrozais por um período de tempo após a colheita pode melhorar o controle do arroz vermelho e diminuir a população de arroz vermelho. Além disso, o cultivo mais profundo seria mais eficaz no controle de todos os biótipos de arroz vermelho, uma vez que a maioria da emergência de plântulas de arroz vermelho ocorreu em profundidades rasas.

Filtrates from cultures of endophytic fungi isolated from leaves of Copaifera oblongifolia (Fabaceae) affect germination and seedling development differently / Fungos endofíticos isolados de folhas de Copaifera oblongifolia (Fabaceae) afetam diferentemente a germinação e o desenvolvimento das plântulas

Interactions between endophytic fungi (EFs) and their host plants range from positive to neutral to negative. The results of such interactions can vary depending on the organ of the infected host plant. EFs isolated from the leaves of some species of plants have potential for use as agents to inhibit seed germination and control invasive plants. The objectives of this study were to identify EFs present in the leaves of Copaifera oblongifolia and to evaluate the role of these fungi in seed germination and seedling development. A total of 11 species of EFs were isolated, which were identified using the internal transcribed spacers (ITS) sequence of the nuclear ribosomal DNA. The isolated species of EFs are generalists and probably are transmitted horizontally. Laboratory tests revealed that filtrates of these fungal isolates differently affect seed germination and seedling development of C. oblongifolia. The species Curvularia intermedia, Neofusicoccum parvum, Pseudofusicoccum stromaticum and Phomopsis sp. negatively affected seed germination, with N. parvum standing out for its negative effects, inhibiting seedling germination and survival in 89 and 222%, respectively. In addition, Cochliobolus intermedius negatively affected seedling development. Thus, the combined use of N. parvum and C. intermedius, or products from the metabolism of these microorganisms, in the control of invasive plants deserves attention from future studies.(AU)

As interações entre fungos endofíticos (FEs) e suas plantas hospedeiras variam de positivas, neutras a negativas. Os resultados destas interações podem variar dependendo do órgão da planta hospedeira infectada. FEs isolados de folhas de algumas espécies de plantas têm potencial para serem usados como agentes inibidores da germinação de sementes e no controle de plantas invasoras. Os objetivos deste estudo foram identificar os FEs presentes nas folhas de Copaifera oblongifolia e avaliar o papel destes fungos na germinação das sementes e no desenvolvimento das plântulas. Um total de 11 espécies de FEs foi isolado das folhas de C. oblongifolia e identificado através da sequência dos espaçadores internos transcritos do DNA ribossomal nuclear. As espécies de FEs isoladas são generalistas e provavelmente devem ser transmitidas horizontalmente. Os resultados dos testes de germinação mostraram que filtrados destes isolados fúngicos podem afetar diferentemente a germinação das sementes e o desenvolvimento das plântulas de C. oblongifolia. As espécies Curvularia intermedia, Neofusicoccum parvum, Pseudofusicoccum stromaticum e Phomopsis sp. afetaram negativamente a germinação das sementes de C. oblongifolia. Dentre estas espécies devemos destacar que N. parvum reduziu a germinação e a sobrevivência das plântulas em 89 e 222%, respectivamente. Além disso, Cochiliobolus intermedius afetou negativamente o desenvolvimento das plântulas. Assim, o uso combinado de N. parvum e C. intermedius, ou de produtos do metabolismo destas espécies de fungos, têm potencial para serem usados no manejo de plantas invasoras.(AU)

Attenuation of salt stress by lycopene on common bean seeds

Salinity is a major abiotic stress that adversely affects several physiological and biochemical aspects of plants. Antioxidants can be used as a potential remediation mechanism to promote plant resilience. Therefore, the objective of the present study was to evaluate increasing doses of the antioxidant lycopene on the germination and initial growth of common bean seedlings under conditions of salt stress. Seeds were treated with the following lycopene concentrations: 0.018; 0.036; 0.072; 0.144; and 0.288 g L-1 and two controls (negative and positive) and evaluated under two growth conditions (without and with salt stress) for physiological quality and pigment content. Data were analyzed by completely randomized design, in 2 x 7 factorial (two growth conditions, with paper towel moistened with water or salt solution x seven treatments, including five lycopene doses and two controls), in four replicates of 50 seeds by concentration. With the results of the analysis of variance, growth conditions (without and with salt stress) were compared by the Tukey test (5%), and the effects of lycopene doses were analyzed by polynomial regression. Lycopene promoted tolerance of bean seeds to salt stress and had a positive influence on the attenuation of salt harmful effects to the initial growth of seedlings, mainly at the doses of 0.072 g L-1 and 0.144 g L-1.(AU)

Components of seed production and ergot resistance used as criteria for selection of Brachiaria hybrids

Ergot is a fungal disease and causes reductions in seed productivity and quality. We aimed to identify promising genotypes of brachiaria evaluating: (1) seed production potential (number of tillers, racemes per inflorescence, spikelets per raceme, raceme length, weight and number of seeds, and germination) and (2) resistance of seeds to Ergot (infected tillers, infected seeds). Five genotypes of Brachiaria grasses, four non-natural hybrids named BH1619, BH1810, BH1516 and Mavuno Palisadegrass (Urochloa brizantha x Urochloa ruziziensis), and Marandu Palisadegrass (U. brizantha Hoechst cv. Marandu) were evaluated. The BH1619 hybrid, despite the high weight of seeds, produced less viable, pure seeds. The hybrid BH1516 had a lower percentage of flowered tillers (42%) and seeds infected with ergot (8%). Marandu Palisadegrass had a higher percentage of infected tillers (95%) and infected seeds (38%). The hybrid BH1516 was the most resistant to ergot, followed by Mavuno Palisadegras sand BH1619. Among all materials, Mavuno Palisadegrass and BH1516 have a higher potential for seed production due to the higher percentage of flowered tillers and production of pure seeds with high germination capacity. The BH1516 hybrid was resistant to ergot, making it a better choice for use in infected areas used for seed or forage production.(AU)

Inoculation of corn seeds with Azospirillum brasilense in different temperatures

Growth-promoting bacteria Azospirillum brasilense, used as an inoculant in corn culture, can be severely affected by the exposure temperature, with a lethal effect above 35°C, when cultivated alone under laboratory conditions. Such effects may limit the associative interaction between plant-bacteria, with reduced inoculation efficiency, resulting in a lower growth rate of the plant and an increase in oxidative stress. Thus, the objective of the research was to evaluate the efficiency of the inoculation process with A. brasilense in seeds and in the initial growth of seedlings of two corn cultivars submitted to different temperatures. Were utilized corn hybrids seed Syn 488 and Syn 505. The experimental design was completely randomized in a 2 x 4 factorial scheme (with and without inoculation of A. brasilense x 4 sowing temperatures: 20, 25, 30, and 35ºC), with four replications. The inoculation efficiency in corn seedlings submitted to different temperatures was evaluated through the following tests: germination, first count, seedling length and dry weight. In addition, responses at the biochemical level of the interaction (temperatures x inoculation) for the content of photosynthetic pigments and hydrogen peroxide (H2O2), antioxidant enzymes and lipid peroxidation were evaluated. The inoculation with A. brasilense changed the morphological and biochemical responses of corn seedlings, and the inoculation process was efficient for all temperatures tested. The best results were under temperatures 25, 30, and 35°C. Plant and bacteria when exposed to temperature conditions (30°C inoculated) showed a significant increase in plant biomass and activity of antioxidant enzymes.(AU)

Physiological and sanitary quality of ryegrass seeds submitted to different defoliation frequencies / Qualidade fisiológica e sanitária de sementes de azevém-anual submetidas a diferentes frequências de desfolha

This study determined the effect of different defoliation frequencies in a long-cycle ryegrass cultivar on yield components and the physiological and sanitary quality of seeds. Four defoliation frequencies were applied (without, one, two, and three defoliations). The time between defoliations was 350 degree-days. At the first, second, and third defoliation time, the plants were 15 cm, 20 cm, and 35 cm, respectively, and were lowered to half their height. The yield components and plant structure were evaluated through the tillers, along with the physiological quality of the seeds, which was verified by germination tests, first germination count, accelerated aging, tetrazolium test, field emergence, and weight of a thousand seeds. For the sanitary quality analysis, the percentage (%) of fungi incidence in the seeds was verified. The second defoliation determined the seeds' high physiological and sanitary quality due to the higher amount of primary and secondary tillers produced concerning the other treatments. However, there was no significant difference for the third defoliation since the aerial tillers issued the same quality of seeds originated from primary and secondary tillers. The average incidence of fungi such as Colletotrichum sp., Fusarium sp., Phoma sp., and Dreshslera spp. was lower in ryegrass plants subjected to three defoliations.

O presente estudo teve como objetivo determinar o efeito de diferentes frequências de desfolha em uma cultivar de azevém de ciclo longo, sobre os componentes de rendimento e a qualidade fisiológica e sanitária das sementes. Foram aplicadas quatro frequências de desfolhas (sem, uma, duas e três). O tempo entre desfolhas foi de 350 graus-dia. No momento da primeira, segunda e terceira desfolha as plantas estavam com 15 cm, 20 cm e 35 cm, respectivamente e foram rebaixadas para metade de suas alturas. Avaliaram-se os componentes de rendimento e a estrutura das plantas por meio dos perfilhos, juntamente com a qualidade fisiológica das sementes, a qual foi verificada por testes de germinação, primeira contagem de germinação, envelhecimento acelerado, teste de tetrazólio, emergência a campo e peso de mil sementes. Para a análise da qualidade sanitária verificou-se a porcentagem (%) de incidência de fungos nas sementes. A segunda desfolha determinou alta qualidade fisiológica e sanitária das sementes devido a maior quantidade de perfilhos primários e secundários produzidos em relação aos demais tratamentos. No entanto não houve diferença significativa para a terceira desfolha, visto que nos perfilhos aéreos emitidos observou-se a mesma qualidade das sementes originadas de perfilhos primários e secundários. A incidência média de fungos como Colletotrichum sp., Fusarium sp., Phoma sp. e Dreshsleras pp. foi menor em plantas de azevém submetidas a três desfolhas.

Morphology of seeds and seedlings, and substrates in germination of Citrus limetta / Morfologia de sementes, plântulas e substratos na germinação de Citrus limetta

This research studied the morphology of seeds and seedlings, in addition to obtaining information about the type and time of germination of sweet lemon seeds in five substrates (on blotting paper, between blotting paper, on washed sterilized sand, between washed sterilized sand and in paper roll). C. limetta seeds were measured, and external description was performed. Afterwards, sown in the sand and kept at 25 ºC to monitoring germination and morphological description of the resulting seedlings. A second experiment was evaluated for substrate efficiency: paper roll, on and between paper, on and between sand in the germination of C. limetta seeds. Speed index, average time and relative frequency of germination were evaluated. In addition, date of the first and last germination count was established. Treatment averages were compared using the Tukey test at 5% probability. C. limetta seeds are ovoid, slightly wrinkled and polyembryonic. Germination is hypogeal, cryptocotylar or phanerocotylar. The seedlings have leathery eophylls with simple leaves, elliptical shape or close to the elliptical, tending to ovate. It has a pivoting root system that is colored yellow to cream with the presence of secondary roots. The average germination time is between 18 and 22 days. The substrate indicated for seed germination is on paper.

Objetivou-se com o presente trabalho estudar a morfologia de sementes e plântulas, além de se obter informações sobre o tipo e tempo da germinação das sementes de limão-doce em cinco substratos (em papel mata-borrão, entre papel mata-borrão, em areia esterilizada lavada, entre areia esterilizada lavada e em rolo de papel). Sementes de C. limetta foram mensuradas suas dimensões e realizada a descrição externa. Posteriomente, semeadas entre areia e mantidas à 25 ºC para acompanhamento da germinação e descrição morfologica das plântulas resultantes. Um segundo experimento foi avaliado quanto a eficiência dos substratos: rolo de papel, sobre e entre papel, sobre e entre areia na germinação de sementes de C. limetta. Foram avaliados o índice de velocidade, o tempo médio e a frequência relativa da germinação. Além disso, foi estabelecida a data da primeira e última contagem da germinação. As médias dos tratamentos foram comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. As sementes de C. limetta são ovoides, levemente enrugadas e poliembrionicas. A germinação é hipógea, criptocotiledonar ou fanerocotiledonar. As plântulas apresentam eofilos coriáceos com folhas simples, formato elíptico ou próximo do elíptico, tendendo para ovado. Apresenta sistema radicular pivotante coloração de amarelo a creme com presença de raízes secundárias. O tempo médio de germinação é entre 18 e 22 dias. O substrato indicado para germinação das sementes é sobre papel.

Physiological potential and health of peanut seed treated with ozone / Potencial fisiológico e sanidade de sementes de amendoim submetidas a ozonização

Peanut seed can be infected by pathogen diseases that adversely affect the oil crop's value chain. Ozone gas (O3) can be an alternative for the control of fungal diseases due to its high oxidizing potential. In this study, we investigated the effects of O3 exposure time on physiological and health characteristics of seed from three peanut cultivars. Seed from peanut cultivars Granoleico, IAC OL3, and IAC 503 were analyzed for their health (blotter test) and physiological potential (germination, first count, and seedling length) after exposure to O3 for 0, 1, 8, and 16 h. Peanut seed physiological quality and health differed among cultivars. Exposure of seed from peanut cultivars IAC OL3, IAC 503, and Granoleico to O3 at a rate of 600 mg h-1 did not affect the development of normal seedlings as measured by the first count and germination, but seedling length increased, decreased, or was not affected in cultivars Granoleico, IAC 503, and IAC OL3, respectively. Also, O3 did not eradicate fungal infections in peanut seed treated with O3 at a rate of 600 mg h-1 for up to 16 h, but the incidence of the fungus Rhizopus sp. in seed from cultivars IAC OL3, Granoleico, and IAC 503 increased, decreased or was not affected, respectively, after 8 h.(AU)

Sementes de amendoim são alvos de patógenos e geram problemas à cadeia produtiva da espécie oleaginosa. Uma alternativa de controle de microrganismos é a aplicação da ozonização devido seu alto potencial de oxidação. Portanto, o objetivo deste ensaio foi avaliar a aplicação do gás ozônio, em três cultivares de amendoim, nos atributos fisiológicos e sanitários de acordo com diferentes períodos de exposição das sementes ao O3. Neste ensaio, sementes de amendoim dos cultivares Granoloeico, IAC OL3 e IAC 503 foram analisadas quanto a sanidade (blotter test) e potencial fisiológico (germinação, primeira contagem e comprimento de plântulas) após submissão ao gás ozônio por 0, 1, 8 e 16 horas. De acordo com os cultivares, sementes de amendoim apresentam diferentes desempenhos fisiológicos e sanitários de qualidade. A exposição de sementes dos cultivares de amendoim IAC OL3, IAC 503 e Granoleico ao gás ozônio até 16 horas na taxa de 600 mg/h não interfere na formação de plântulas normais avaliada na primeira contagem de germinação e na germinação, entretanto há efeitos de incremento, decréscimo ou nulo no comprimento de plântulas para os cultivares Granoleico, IAC 503 e IAC OL3, respectivamente. Não há erradicação de fungos presentes em sementes de amendoim expostas ao gás ozônio numa taxa de 600mg/h até 16 horas, porém a incidência do fungo Rhizopus sp. aumenta, diminui ou é indiferente no período de 8h para os cultivares IAC OL3, Granoleico e IAC 503, respectivamente.(AU)

Effects of sowing depth and inoculation with Pseudomonas fluorescens on the initial growth of Urochloa brizantha (syn Brachiaria brizantha) cv. Marandú / Efeitos da profundidade de semeadura e inoculação com Pseudomonas fluorescens no crescimento inicial de Urochloa brizantha (syn Brachiaria brizantha) cv. Marandú

The aim of the present study was to evaluate the effects of sowing depth and inoculation with Pseudomonas fluorescens on germination, emergence, shoot and root growth of Urochloa brizantha. A completely randomized design was used, in a 6 × 2 factorial arrangement, with 12 repetitions. The following sowing depths (SD) were evaluated: 0, 1, 2, 3, 6 and 12 cm; and the seed inoculation with P. fluorescens (I): with and without. Evaluations were carried out 25 days after plant emergence. No effects of the PS × I or I interaction were observed for all variables evaluated (P> 0.05). The germination and emergence percentages decreased linearly (P <0.05) as the SD increased. No plant emergence was observed at and at 12 cm depth. The morphometric characteristics of the plants (height, number of leaves, length of root and leaf blade width) decreased linearly with the increase of SD (P <0.05). Dry matter production of the aerial part and root were not affected by SD (P> 0.05). However, an effect was observed on the shoot:root ratio, where plants sown more superficially had a greater relationship. The inoculation with Pseudomonas fluorescens in the seed, has no effect on the initial growth of Marandu grass. On the other hand, greater sowing depths affects negatively the initial growth.(AU)

Objetivou-se avaliar os efeitos de profundidades de semeadura e da inoculação com Pseudomonas fluorescens sobre a germinação, emergência, crescimento aéreo e radicular da Urochloa brizantha. O delineamento foi inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 6 × 2, com 12 repetições. Foram avaliadas a profundidade de semeadura (PS): 0, 1, 2, 3, 6 e 12 cm; e a inoculação da semente com P. fluorescens (I): sem e com. As avaliações foram realizadas 25 dias após a emergência das plântulas. Não foram observados efeitos da interação PS × I nem de I para todas as variáveis avaliadas(P> 0.05). Os percentuais de germinação e emergência diminuíram linearmente (P< 0.05) em função do aumento da PS, sendo que na profundidade de 12 cm, não foi observada emergência de plantas. As características morfométricas das plantas (altura, número de folhas, comprimento de raiz e largura de lâmina foliar) diminuíram linearmente em função do aumento da PS (P< 0.05). As produções de massa seca de parte aérea e de raiz não foram afetadas pela PS (P> 0.05), porém, foi observada diminuição da relação parte aérea:raiz com o aumento da OS (P< 0.05). A inoculação com Pseudomonas fluorescens na semente não apresenta efeitos sobe o crescimento inicial do capim Marandú. Por outro lado, profundidades de semeadura maiores afetam negativamente o crescimento inicial.(AU)