FT-NIR and linear discriminant analysis to classify chickpea seeds produced with harvest aid chemicals.

Spectroscopy and machine learning (ML) algorithms have provided significant advances to the modern food industry. Instruments focusing on near-infrared spectroscopy allow obtaining information about seed and grain chemical composition, which can be related to changes caused by field pesticides. We investigated the potential of FT-NIR spectroscopy combined with Linear Discriminant Analysis (LDA) to discriminate chickpea seeds produced using different desiccant herbicides at harvest anticipation. Five herbicides applied at three moments of the plant reproductive stage were utilized. The NIR spectra obtained from individual seeds were used to build ML models based on LDA algorithm. The models developed to identify the herbicide and the plant phenological stage at which it was applied reached 94% in the independent validation set. Thus, the LDA models developed using near-infrared spectral data provided to be efficient, quick, non-destructive, and accurate to identify differences between seeds due to pre-harvest herbicides application.

Non-destructive identification of physical damage in mung bean (Vigna radiata L. ) seeds by X-ray image analysis / Identificação não destrutiva de danos físicos em sementes de feijão-mungo (Vigna radiata L. ) por análise de imagem de raios-X

Global demand for pulses such as the mung bean has grown in the last years. For successful production of these crops it is necessary to use high quality seeds. Methodologies based on X-ray image analysis have been used as a complementary tool to evaluate the physical quality of seeds due to their speed and potential for automation. The aim of this study was to evaluate the efficiency of X-ray analysis for non-destructive evaluation of the physical quality of Vigna radiata seeds and to relate the variables obtained with their physiological potential. For this, seeds from eight lots were X-rayed and subsequently subject to germination test. In total, 18 physical and physiological parameters were determined. The X-ray image analysis was efficient for evaluating the internal morphology of Vigna radiata seeds and allowed the identification of various damage types. However, it was not possible to relate the physical variables to the seed quality as the lots presented similar germination percentage. Physical variables such as solidity and circularity are related to percentage of root protrusion and length of seedling hypocotyl. Low relative densities indicate deteriorated tissues, related to severe morphological damage and non-viable seeds.

A demanda mundial por leguminosas como o feijão mungo tem crescido nos últimos anos. Para o sucesso da produção destas culturas é necessário a utilização de sementes de alta qualidade. Metodologias baseadas na análise de imagens de raios X têm sido utilizadas como ferramenta complementar para avaliação da qualidade física de sementes em função da sua rapidez e potencial de automatização. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência da análise de raios X para avaliação não destrutiva da qualidade física de sementes de Vigna radiata, e relacionar as variáveis obtidas com o seu potencial fisiológico.Para tal, sementes de oito lotes foram radiografadas e submetidas ao teste de germinação. Por meio dessas avaliações foram determinadas 18 variáveis, distribuídas entre físicas e fisiológicas. A análise de imagens de raios X foi eficiente para a avaliação da morfologia interna das sementes Vigna radiata e permitiu a identificação de vários tipos de danos. Porém, não foi possível relacionar as variáveis físicas com a qualidade das sementes, pois os lotes apresentaram porcentagens de germinação semelhantes. Variáveis físicas como solidez e circularidade estão relacionadas com a percentagem de protrusão radicular e o comprimento de hipocótilo das plântulas. Densidades relativas baixas indicam tecidos deteriorados, tendo relação com danos morfológicos graves e sementes inviáveis.

Exogenous brassinosteroids increase lead stress tolerance in seed germination and seedling growth of Brassica juncea L.

Lead (Pb) is a highly toxic heavy metal to plants, animals, and human beings. The use of growth regulators has reversed the effects of heavy metal stress on germination and early plant development. The aim of this study was to evaluate the effect of brassinosteroids on seed germination and seedling growth of Brassica juncea (L.) Czern. & Coss. under Pb stress conditions. Two forms of application of 24-epibrassinolide (EBL) were evaluated, application on seeds in pre-soaking and on germination paper, using EBL concentrations of 0, 10-10, 10-8, and 10-6 M. Germination and seedling growth parameters were evaluated during the germination test. The activity of the enzymes superoxide dismutase, catalase, peroxidase, and ascorbate peroxidase were determined, as well as the lead content in the seeds and seedlings. The EBL applied at the 10-8 M concentration was the most effective in overcoming Pb stress in both forms of application. The antioxidant enzyme defense system was compromised by Pb exposure. However, 10-8 M EBL increased the activity of antioxidant enzymes such as catalase and peroxidase to overcome the toxic effects caused by Pb. In addition, EBL at the concentration of 10-8 M increased Pb content in seedlings without affecting seedling growth.

Physiological quality, anatomy and histochemistry during the development of carrot seeds ( Daucus carota L.) / Qualidade fisiológica, anatomia e histoquímica durante o desenvolvimento de sementes de cenoura (Daucus carota L.)

ABSTRACT The adequate time for carrot seed harvest influences its physiological quality. The objective of this study was to evaluate physiological, anatomical and histochemical changes in carrot seeds harvested at different stages of development and to establish the most appropriate harvest time. Secondary umbels were harvested at 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56 and 63 days after anthesis (DAA). For seed anatomical and histochemical characterization, sections were stained with Toluidine blue stain, Xylidine Ponceau, Lugol's iodine, Sudan Black B and submitted to polarized light. Seed moisture content, seed dry matter, germination, first count, emergence percentage and emergence speed index of seedlings were evaluated. Cultivar Brasília carrot seeds at 14 DAA are in cell division and expansion. In addition, as lipids were identified in the endosperm, despite the seed low dry matter. At 21 DAA, reserve substances such as protein and starch were also identified. Along the seed development process, deposition of lignin occurs in the endocarp cells, and this collapsed lignified layer represents the resistance layer of the seeds. Physiological maturity, represented by the maximum dry matter accumulation, occurs at 35 DAA, with the endosperm occupying almost all volume of seeds, the embryo occupying a small cylindrical region and the integument showing a single layer of cells. At this time, the seeds presented 56% moisture content and the color of the pericarp is green-yellow. Maximum seed germination and vigor occurred at 30 DAA, just before physiological maturity was reached (35 DAA). Thus, the ideal time to harvest the seeds of cultivar Brasília is from 30 DAA, where the seeds have maximum physiological quality.

RESUMO A colheita das sementes de cenoura no momento adequado tem reflexos diretos sobre a sua qualidade fisiológica. O objetivo do trabalho foi avaliar as alterações fisiológicas, anatômicas e histoquímicas em sementes de cenoura colhidas em diferentes estádios de desenvolvimento e estabelecer a época mais adequada para a colheita. Foram colhidas umbelas secundárias aos 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56 e 63 dias após antese (DAA). Para a caracterização anatômica e histoquímica os cortes foram corados com Azul de toluidina, Xylidine Ponceau, Lugol, Sudan black B e submetidos à luz polarizada. As sementes foram submetidas aos seguintes testes: grau de umidade, matéria seca, germinação, primeira contagem, porcentagem e índice de velocidade de emergência de plântulas. Sementes de cenoura 'Brasília', aos 14 DAA, encontram-se em divisão e expansão celular e apesar da reduzida matéria seca, lipídios foram identificados no endosperma. Aos 21 DAA, além de lipídios, proteínas e amido foram identificados. A maturidade fisiológica das sementes ocorreu aos 35 DAA, com o endosperma ocupando praticamente todo volume das sementes, o embrião ocupando uma pequena região cilíndrica e o tegumento apresentando uma única camada de células. Nesta fase, as sementes apresentaram 56% de grau de umidade e a coloração do pericarpo era verde-amarelo. A máxima germinação e vigor das sementes ocorreu aos 30 DAA, um pouco antes da maturidade fisiológica (35 DAA). Portanto, a época ideal para a colheita das sementes de cenoura 'Brasília' é a partir de 30 DAA, quando as sementes apresentam máxima qualidade fisiológica.

Qualidade e compostos fenólicos em sementes de mamão alterados pela colheita e maturação dos frutos / Quality and phenolic compounds in papaya seeds changed by harvest and maturity of fruits

A presença de compostos fenólicos nas estruturas das sementes de mamão pode interferir no processo de germinação, de forma que o objetivo no estudo foi avaliar o efeito da época de colheita e da maturação dos frutos sobre a ocorrência de compostos fenólicos e qualidade de sementes de mamão. Os frutos foram colhidos em abril e outubro de 2010 e as sementes extraídas nos estádios 1, 3, 5 e final da maturação, correspondendo a cerca de 15, 50, 75 e 100% da casca amarela, respectivamente. Em cada estádio, sementes com e sem sarcotesta foram avaliadas quanto à porcentagem de germinação, primeira contagem, envelhecimento acelerado, sementes dormentes e conteúdo de fenóis nas sementes pelo método de Folin-Ciocalteau em delineamento inteiramente ao acaso. As sementes com maior porcentagem de germinação e nível de vigor foram as dos frutos no estádio 5 e final da maturação; a sarcotesta contém maior concentração de fenóis em relação às demais estruturas.

The presence of phenolic compounds in the papaya seed structures can interfere with the germination process, so the objective in the study was to evaluate the effect of the harvest season and maturation stage of the fruit changing the inhibitory compounds presence and physiological quality in papaya seeds. Fruits of papaya were collected in April and October, 2010, and seeds extracted of the stage 1, 3, 5 and final of maturation, corresponding to about 15, 50, 75 and 100% of yellow peel respectively. Seeds with and without sarcotesta were evaluated by test of germination, first counting, accelerated aging, percentage of dormant seeds, and content of phenols in seed by method of Folin-Ciocalteau in completely randomized design The Seeds with higher germination and vigor level were the fruits at stage 5 and final of maturation. The sarcotesta contains a higher concentration of phenols in relation to other structures.

Teste de frio para avaliação do potencial fisiológico de sementes de pinhão manso (Jatropha curcas L) / Cold test methodology for evaluation of the physiological potential of Jatropha curcas seeds

O pinhão manso (Jatropha curcas L.) é uma planta de grande destaque entre as oleaginosas promissoras para a produção de biodiesel. Contudo, para a comercialização segura de lotes são necessárias informações sobre a qualidade das sementes, especialmente vigor. Objetivou-se, neste trabalho, adequar a metodologia do teste de frio para a avaliação do vigor de sementes de pinhão manso. Sementes de cinco lotes de pinhão manso foram inicialmente submetidas a testes para avalição da qualidade fisiológica e, em seguida, submetidas ao teste de frio. Para isso, foram semeadas em papel toalha, tipo germitest, com e sem solo, sendo confeccionados rolos que foram mantidos a 10 oC, por cinco, sete, nove e 11 dias. Após cada período, os rolos foram transferidos para germinador a 25 oC, realizando-se a avaliação da germinação aos 5 e 7 dias. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado e as médias dos tratamentos comparadas pelo teste de Tukey (p < 0,05) e correlacionadas com os resultados dos demais testes. O teste de frio é eficiente para a estratificação dos lotes de sementes de pinhão manso em níveis de vigor. Recomenda-se utilizar a metodologia do rolo de papel sem solo e manter as sementes em BOD a 10 ºC por sete dias, seguida por um período de cinco dias em germinador a 25 ºC.

The physic nut has great potential for biodiesel production. However, for safe comercialization of the lots, information about seed quality is necessary, especially about vigor. This work aimed to adapt the cold test methodology for evaluation of the physiological quality of Jatropha curcas seeds. Seeds of five lots were initially characterized and then tested with cold test. For this, seeds were sown on germitest paper, with and without soil, and rollers were made. Then, the seeds were exposed to 10 oC during five, seven, nine and 11 days. After the cold period, the seed were transferred to germinator with temperature adjusted to 25 oC for later evaluation at 5 and 7 days. The statistical design was completely randomized and the treatment means were compared by Tukey test (p < 0,05) and correlated with the results of other tests. The cold test proved to be efficient for the lots stratification on levels of vigor. It is recommended to use paper roll without soil and keep the seeds in BOD at 10 ºC for seven days and then transfer them to germinator with temperature adjusted to 25 °C for five days.

Germinação e vigor de sementes de milho-pipoca submetidas ao estresse térmico e hídrico / Germination and vigor of popcorn seeds submitted to thermal and water stress

Objetivou-se com este trabalho avaliar a germinação e o vigor de sementes de três cultivares de milho pipoca (UFVM2, IAC RUBI e IAC 112) sob estresse térmico e hídrico, simulado com soluções de PEG 6000. No experimento de temperatura, sementes das três cultivares foram colocadas para germinar em rolos de papel umedecidos com água, com temperaturas no período de germinação de 10, 20, 25, 30 e 35oC. No tratamento a 10ºC os rolos foram colocados em geladeira por cinco dias antes de ir para o germinador a 25±1ºC por sete dias. No experimento de estresse hídrico, sementes das três cultivares foram colocadas para germinar em rolos de papel germitest umedecidos com soluções de PEG 6000, nos potenciais osmóticos de 0,0, -0,2, -0,4, -0,6 e -0,8 MPa, à temperatura de 25oC. Os valores de germinação seguiram as mesmas tendências das características que refletem o vigor das sementes, indicando alta correlação entre o vigor e a germinação de sementes de milho-pipoca sob condições de temperaturas sub e supra ótimas e sob estresse hídrico. Houve efeito negativo do estresse hídrico e das temperaturas de 20 e 35o C sobre a germinação e o crescimento das plântulas de milho-pipoca. O cultivar UFVM 2 foi o que apresentou maior germinação e vigor sob condições de estresse hídrico elevado.

The objective of this study was to evaluate the germination and vigor of three varieties of popcorn (UFVM2, RUBY IAC and IAC 112) under thermal and water stress, simulated with PEG 6000. In the experiment temperature, seeds of three cultivars were germinated in paper rolls moistened with water, with temperatures during germination of 10, 20, 25, 30 and 35°C. In the treatment at 10 ° C the scrolls were placed in the refrigerator for five days before going to the incubator at 25 ± 1 º C for seven days. In the experiment of drought stress, seeds of three cultivars were germinated in paper rolls moistened germitest with PEG 6000, with the potentials of 0.0, -0.2, -0.4, -0.6 and - 0.8 MPa, temperature of 25°C. The germination values followed the same trends of characteristics that reflect the vigor, indicating a high correlation between the vigor and germination of popcorn under conditions of sub and supra optimal temperatures and under water stress. A negative effect of water stress and temperatures of 20 and 35°C on germination and seedling growth of popcorn. Cultivar UFVM 2 showed the highest germination and vigor under high water stress conditions.

Growth retardants in wheat and its effect in physiological quality of seeds / Redutores de crescimento em plantas de trigo e seus efeitos na qualidade fisiológica de sementes

Plant lodging in wheat has been controlled through growth retardants. However, there is lack of information on the effect of these products on the physiological quality of seeds. The objective of this study was to evaluate the physiological quality of wheat seeds obtained under different rates and application times of three growth retardants. The trial was carried out in Viçosa-MG, from May to September 2005, in a factorial and hierarchical scheme, in randomized block design with four replications and a control treatment. The treatments consisted of 500, 1000 and 1500g ha-1 of chlormequat; 40, 80 and 120g ha-1 of paclobutrazol and 62.5, 125 and 187.5g ha-1 of trinexapac-ethyl applied at the 6 or 8 growth stage based on the scale of Feeks and Large, and a control treatment without growth retardant application. Leaf application of growth retardants as chlormequat, paclobutrazol and trinexapac-ethyl did not affect the germination and vigor of wheat seeds.

O acamamento de plantas na cultura do trigo tem sido controlado com o uso de redutores de crescimento. No entanto, há carência de informações sobre o efeito desses produtos na qualidade fisiológica de sementes. O objetivo deste estudo foi avaliar a qualidade fisiológica das sementes de trigo obtidas sob efeito de doses e épocas de aplicação de três redutores de crescimento. O experimento, conduzido em Viçosa, Minas Gerais, entre maio e setembro de 2005, foi instalado com tratamentos em esquema fatorial e hierárquico com uma testemunha, no delineamento em blocos casualizados, com quatro repetições. Os tratamentos foram 500, 1000 e 1500g ha-1 de clormequat; 40, 80 e 120g ha-1 de paclobutrazol e 62,5, 125 e 187,5g ha-1 de trinexapac-etil aplicados no estádio 6 ou 8 da escala Feeks e Large, mais uma testemunha sem aplicação de redutor. A aplicação foliar dos redutores de crescimento clormequat, paclobutrazol e trinexapac-etil não afeta a germinação e o vigor das sementes de trigo.

Osmocondicionamento em sementes de pimenta 'amarela comprida' (Capsicum annuum L. ) Submetidas à deterioração controlada / Osmotic conditioning in seeds of 'long yellow' pepper (Capsicum annuum L. ) subjected to controlled deterioration

Neste trabalho, objetivou-se avaliar o efeito do condicionamento osmótico no desempenho de sementes de pimenta submetidas à deterioração controlada. Para tanto, sementes de pimenta 'Amarela Comprida' (Capsicum annuum L.), com teor de água ajustado para 24 por cento, foram submetidas à deterioração controlada em banho-maria a 45ºC por 0, 24, 48 e 72 horas. Em seguida, foram osmocondicionadas em solução de PEG 6000 a -1,1 MPa, por 0, 6 e 8 dias. Avaliaram-se a germinação, primeira contagem de germinação, germinação a baixa temperatura, velocidade de germinação a 15ºC e a 25°C, massa seca de plântulas e comprimento de raiz primária. Verificou-se que o condicionamento osmótico foi benéfico à germinação das sementes de pimenta deterioradas por 48 e 72 horas, não prejudicando a germinação das sementes de alta qualidade fisiológica e ainda contribuiu para melhorar o vigor tanto das sementes não deterioradas quanto das deterioradas por 48 e 72 horas, constituindo-se em procedimento promissor para elevar a qualidade fisiológica das mesmas.

The osmotic conditioning technique has been considered promising for improving the physiological potential of seeds of various species. In this context, the study aimed to evaluate the effect of osmotic conditioning on the performance of pepper seeds subjected to controlled deterioration. Thus, seeds of 'Long Yellow pepper' (Capsicum annuum L.), with water content adjusted to 24 percent, were subjected to controlled deterioration in water bath at 45 °C for 0, 24, 48 and 72 hours. After that, they were osmotic conditioning in PEG 6000 to -1.1 MPa during 0, 6 and 8 days. The germination, first count of germination, germination at low temperature, speed of germination at 15 º C and 25 °C, dry weight of seedlings and length of primary root were evaluated. It was found that the osmotic conditioning was beneficial to the germination of pepper seeds deteriorated by 48 and 72 hours, not affecting the germination of seeds of high physiological quality. It also helped to improve the strength of both the seeds that had not been damaged and those deteriorated by 48 and 72 hours, being a promising technique to increase their physiological quality.

Testes para avaliação do vigor de sementes de sorgo com ênfase à condutividade elétrica / Vigor tests in sorghum seeds with emphasis to electrical conductivity

As pesquisas realizadas têm mostrado que o teste de germinação nem sempre revela diferenças de desempenho entre lotes de sementes, assim, tem-se estudado métodos que permitam diferenciar os lotes utilizando-se os testes de vigor. Assim, conduziu-se este trabalho, com o objetivo de estudar a eficiência de diferentes testes de vigor na avaliação da qualidade fisiológica de sementes de sorgo, cultivar CMSXS 222, bem como avaliar o efeito do volume de água e do período de embebição na sensibilidade do teste de condutividade elétrica. Foram conduzidos os testes de germinação, primeira contagem de germinação, imersão em solução de cloreto de amônio, envelhecimento acelerado, teste frio sem solo, emergência de plântulas em casa de vegetação e condutividade elétrica. A condutividade elétrica foi avaliada após 2, 4, 6, 8, 16, 24 e 48 horas de embebição, utilizando-se quatro subamostras de 50 sementes, imersas em 50 e 75 mL de água, a 25ºC. Os resultados mostraram que o teste de germinação detectou dois níveis de vigor, enquanto o teste de emergência em casa de vegetação detectou três níveis de vigor, mostrando que o teste de germinação apresenta algumas limitações no que se refere à diferenciação de lotes. Entre os testes de vigor realizados em laboratório, o teste de envelhecimento acelerado e teste de frio sem solo mostraram alta correlação significativa com o teste de emergência de plântulas em casa de vegetação. No teste de condutividade elétrica, somente o lote de qualidade inferior foi discriminado com 2, 4 e 6 horas de embebição em 75 mL de água, e com 16 horas de embebição em 50 mL de água. Conclui-se, com este trabalho, que o teste de envelhecimento acelerado e o teste frio sem solo foram eficientes em separar os lotes de sementes de sorgo em níveis de vigor se comparados ao teste de emergência de plântulas em casa de vegetação. O teste de condutividade elétrica não constitui opção eficiente para classificação dos lotes em níveis de vigor ...

The researches show that germination tests do not always reveal differences between seed lots, so that other methods have been studied that allow to differentiate the lots using vigor tests. The goal of this research was, therefore, to verify the efficiency of different vigor tests on the evaluation the physiological quality of sorghum seeds and to determine the effects of water volume and imbibition period on the efficiency of the electrical conductivity test to evaluate sorghum seed vigor. The physiological quality of the seeds was evaluated by the germination test, first count, cold test without soil, immersion in ammonium chloride, seedling emergence in greenhouse and accelerated aging. Electrical conductivity was determined at 2, 4, 6, 8, 16, 24 and 48 hours imbibition, using four subsamples of 50 seeds, soaked in 50 and 75 mL water, at 25ºC. The results showed that the germination test detected two levels of vigor, while the seedling emergence in greenhouse detected three levels of vigor, showing that the germination test has some limitations regarding the differentiation of lots. Among vigor tests carried out in the laboratory, the test of accelerated aging and cold test without soil showed a highly significant correlation with seedling emergence in greenhouse. In the test of electric conductivity only the lot of inferior quality was discriminated with 2, 4 and 6 hours of imbibition in 75 mL of water, and with 16 hours of imbibition in 50 mL of water. It was concluded that the accelerated aging and cold test were efficient for vigor evaluation of sorghum seeds compared to the seedling emergence in greenhouse. The test of electric conductivity is not an efficient option for classification of the lots in levels of vigor of sorghum seeds, just identifying lots with low vigor.

Testes de vigor para avaliação do potencial fisiológico de sementes de mamona (Ricinus communis L. ) / Vigor test for the evaluation of the physiology potencial of (Ricinus communis L. ) seeos

A qualidade de sementes de mamona tem sido avaliada rotineiramente pelo teste de germinação, cujos resultados, muitas vezes, não são confirmados em campo. Nesse contexto, os testes de vigor são essenciais, pois retratam o comportamento das sementes sob maior amplitude de ambiente. Neste trabalho, objetivou-se avaliar a eficiência de métodos para determinar o potencial fisiológico de sementes de mamona. Para tanto, foram utilizados sete lotes de sementes de mamona, cultivar AL-Guarany, apresentando teor de água de aproximadamente 7 por cento , que foram submetidos aos seguintes testes: germinação, primeira contagem de germinação, frio (a 10ºC/7 dias e a 25ºC/5 dias), porcentagem e velocidade de emergência de plântulas, envelhecimento acelerado a 41ºC e 45ºC e 100 por cento UR, por 48, 72 e 96 horas e condutividade elétrica (25 sementes embebidas em 75 e 100mL de água destilada, a 25ºC, por 2, 4, 6, 8, 24, 48 e 72 horas). Os testes de frio e de envelhecimento acelerado (41ºC/72 horas e 100 por cento UR) foram eficientes para avaliação do potencial fisiológico de sementes de mamona, permitindo classificação de lotes quanto ao vigor semelhante à emergência de plântulas em solo. O teste de condutividade elétrica não se mostrou adequado para avaliação do potencial fisiológico das sementes de mamona.

This work had the objective to determine the efficiency of different tests for the evaluation of physiological potential of castor bean seeds. Seven seed lots of AL-Guarany cultivar were submitted to the following tests: seed moisture content, standard germination, first count, cold test (10ºC/7 days followed by germination at 25ºC/5 days), seedling emergence, speed emergence index, accelerated aging (at 41ºC and 45ºC and 100 percent RH, for 48, 72, and 96h) and electrical conductivity (25 seeds soaked into 75 and 100mL of distilled water, at 25ºC, for 2, 4, 6, 8, 24, 48, and 72 h). The trial was conducted in randomized completely design, with four replications. The means of treatments were compared by Tukey test at 5 percent probability. Results showed that cold test and accelerated aging (41ºC/72 hours) were efficient to evaluate the physiological potential of castor bean seeds, allowing the classification of lots regarding vigor to be similar to the seedling emergence test. Electrical conductivity test was not adequate for the evaluation of physiological potential of these seeds.