REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/pa10202511302132
Gabriel Burjack Amorim1
Geovanna Letícia da Silva1
Lucas Gabriel Vaz da Silva1
Dr. Ângelo Ricardo Balduino2
RESUMO:
Este estudo abordou a alelopatia de Cyperus rotundus L., espécie daninha amplamente distribuída e reconhecida pela liberação de compostos capazes de interferir no desenvolvimento de outras plantas. Considerando a importância agronômica do milho (Zea mays L.) e sua sensibilidade a fatores bioquímicos durante a germinação, torna-se relevante compreender como substâncias alelopáticas podem afetar seu desempenho inicial. Assim, objetivou-se avaliar o impacto de diferentes concentrações do extrato aquoso de C. rotundus sobre sementes de um híbrido comercial de milho, identificando possíveis alterações no crescimento radicular, na germinação e no vigor das plântulas. Para isso, as sementes foram submetidas a concentrações de 0% (testemunha), 7,5%, 15% e 30% do extrato obtido a partir das folhas da espécie. As avaliações foram realizadas cinco dias após a instalação do experimento, considerando comprimento médio de raiz, porcentagem de germinação, número de sementes germinadas e quantidade de plântulas classificadas como de baixo vigor. Os resultados evidenciaram um efeito alelopático dose-dependente, com a testemunha e o tratamento a 7,5% apresentando os melhores indicadores fisiológicos, enquanto as concentrações de 15% e principalmente 30% promoveram reduções expressivas no crescimento radicular, diminuição da germinação e aumento do número de plântulas de baixo vigor. Conclui-se que o extrato aquoso de C. rotundus interfere negativamente no desenvolvimento inicial de Z. mays, com intensidade crescente conforme aumenta a concentração do extrato, caracterizando de maneira consistente a ação alelopática da espécie e reforçando a relevância de compreender tais interações.
Palavras-Chave: Parâmetros fisiológicos, Alelopatia, Daninha.
ABSTRACT:
This study addressed the allelopathy of *Cyperus rotundus* L., a widely distributed weed species recognized for releasing compounds capable of interfering with the development of other plants. Considering the agronomic importance of maize (*Zea mays* L.) and its sensitivity to biochemical factors during germination, it becomes relevant to understand how allelopathic substances can affect its initial performance. Thus, the objective was to evaluate the impact of different concentrations of aqueous extract of *C. rotundus* on seeds of a commercial maize hybrid, identifying possible alterations in root growth, germination, and seedling vigor. For this, the seeds were subjected to concentrations of 0% (control), 7.5%, 15%, and 30% of the extract obtained from the leaves of the species. The evaluations were carried out five days after the experiment was set up, considering average root length, germination percentage, number of germinated seeds, and the number of seedlings classified as low vigor. The results showed a dose-dependent allelopathic effect, with the control and the 7.5% treatment presenting the best physiological indicators, while concentrations of 15% and especially 30% promoted significant reductions in root growth, decreased germination, and an increase in the number of low-vigor seedlings. It is concluded that the aqueous extract of C. rotundus negatively interferes with the initial development of Z. mays, with increasing intensity as the extract concentration increases, consistently characterizing the allelopathic action of the species and reinforcing the relevance of understanding such interactions.
Keywords: Physiological parameters, Allelopathy, Weed.
INTRODUÇÃO:
O milho (Zea mays L.) destaca-se entre as principais culturas de cereais cultivadas mundialmente, incluindo o Brasil. Sua ampla disseminação no território brasileiro ocorre devido à elevada adaptabilidade às condições edafoclimáticas presentes no país e às diversas formas de utilização, seja na alimentação humana, animal ou como insumo industrial (Galvão et al., 2017).
No Brasil, a cultura do milho apresenta grande relevância econômica, tanto pela extensão das áreas cultivadas quanto pelo volume de grãos produzidos. As duas safras principais a safra de verão e a safrinha totalizam aproximadamente 15 milhões de hectares. Apesar do alto potencial produtivo da espécie, com registros de rendimentos superiores a 17 t ha⁻¹ obtidos por cooperativas, empresas de sementes e serviços de assistência técnica, a produtividade média nacional permanece relativamente baixa, cerca de 5.500 kg ha⁻¹. Esses números evidenciam a necessidade de aperfeiçoamento dos sistemas produtivos para alcançar maior eficiência e sustentabilidade (Embrapa Milho e Sorgo, 2015).
A espécie Cyperus rotundus L., conhecida como tiririca, é uma planta herbácea perene, caracterizada por seu sistema rizomatoso e elevada capacidade de propagação vegetativa. Integrante da família Cyperaceae, é considerada uma das plantas daninhas mais agressivas e persistentes em ambientes agrícolas. Além disso, possui usos tradicionais e propriedades medicinais amplamente reconhecidas (Pirzada et al., 2015).
Diversos estudos descrevem que C. rotundus contém compostos bioativos, como flavonoides, ácidos fenólicos, terpenos e esteroides, capazes de influenciar o metabolismo vegetal. Esses compostos apresentam efeito alelopático, podendo estimular ou inibir processos fisiológicos, como a germinação e o desenvolvimento de plântulas, dependendo da concentração aplicada. Tais características reforçam seu potencial de uso agrícola, inclusive pela possível atuação semelhante a hormônios vegetais, especialmente no estímulo ao enraizamento (Balduino et al., 2024; Muniz et al., 2021; Chung et al., 2022).
O papel Germitest, descrito por Splabor (2022), é amplamente utilizado em testes de germinação por oferecer um ambiente adequado e padronizado para avaliação de sementes. Trata-se de um papel especial, livre de impurezas, agentes patogênicos e contaminantes, desenvolvido para reter umidade de forma estável. Sua utilização pode variar conforme as características das sementes, considerando fatores como tamanho, necessidade hídrica e exigência de luz durante a germinação.
O presente trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos do extrato aquoso de Cyperus rotundus L. sobre a germinação e o vigor de sementes de Zea mays L., analisando parâmetros fisiológicos de germinação. O experimento buscou verificar se o extrato aquoso exerce ação alelopática capaz de comprometer ou estimular o desempenho fisiológico das sementes.
MATERIAL E MÉTODOS:
O experimento foi conduzido no Laboratório de Biologia do Instituto Federal do Tocantins – Campus Porto Nacional, localizado no município de Porto Nacional, Estado do Tocantins. O estudo teve como objetivo avaliar o efeito alelopático do extrato aquoso de Cyperus rotundus L. (tiririca) sobre a germinação e o desenvolvimento inicial de sementes de Zea mays L. (milho).
Foram utilizadas sementes de uma cultivar comercial de milho, previamente homogeneizadas e selecionadas quanto à integridade física. Os bulbos de tiririca foram coletados em fazenda próxima ao município, lavados em água corrente para remoção de impurezas e posteriormente utilizados para o preparo do extrato vegetal.
O material vegetal (bulbos de tiririca) foi processado em liquidificador industrial, utilizando proporção suficiente para obtenção de um extrato bruto (100% de concentração). A partir desse extrato foram preparadas as demais soluções experimentais por diluição com água destilada, de modo a obter as concentrações de 7,5%, 15%, 30% e 100%, além da testemunha (0%), composta exclusivamente por água destilada. Cada tratamento foi padronizado em um volume final de 100 mL.
O delineamento adotado foi inteiramente casualizado (DIC), com quatro tratamentos (0%, 7,5%, 15% e 30% do extrato aquoso de tiririca) e quatro repetições, totalizando 20 unidades experimentais. Cada repetição foi composta por 25 sementes, perfazendo um total de 500 sementes analisadas.
Foram utilizados papéis germitest previamente umedecidos com volume de água equivalente a 2,5 vezes a sua massa seca, conforme as recomendações das regras para análise de sementes sobre cada conjunto de duas folhas de papel germitest, foram distribuídas 25 sementes uniformemente espaçadas. Em seguida, aplicaram-se as respectivas soluções de cada tratamento, garantindo a saturação uniforme do substrato. Posteriormente, mais duas folhas de papel germitest foram sobrepostas, formando rolos, que foram acondicionados em sacos plásticos identificados por tratamento e mantidos em câmara de germinação do tipo B.O.D. (Biochemical Oxygen Demand), regulada a 25 ± 1 °C, sob fotoperíodo de 12 horas de luz.
As avaliações foram realizadas aos 5 e 8 dias após a instalação do experimento, sendo determinados os seguintes parâmetros: Percentual de germinação (%): razão entre o número de sementes germinadas e o total de sementes por repetição; Vigor das plântulas: observado pelo desenvolvimento morfológico geral e uniformidade; Comprimento de raiz (cm): obtido com régua milimetrada em 10 plântulas aleatórias por repetição; Número de sementes não germinadas: contabilizadas visualmente ao final do período experimental.
Os dados obtidos para percentual de germinação, comprimento de raiz e vigor das plântulas serão submetidos à análise estatística utilizando o software RStudio (versão 4.3.0). O delineamento experimental adotado foi inteiramente casualizado (DIC), com cinco tratamentos e quatro repetições.
A análise de variância (ANOVA) será aplicada para verificar o efeito dos tratamentos sobre as variáveis avaliadas, conforme o modelo estatístico: Yij = μ + Ti + εij em que: Yij = valor observado da variável na i-ésima concentração e j-ésima repetição; μ = média geral; Ti = efeito do i-ésimo tratamento (concentração do extrato de tiririca); εij = erro aleatório associado a cada observação, assumindo distribuição normal com média zero e variância constante (σ²).
A significância dos efeitos será verificada pelo teste F da ANOVA, definido como: F = QMtratamento / QMerro em que QM representa o Quadrado Médio dos tratamentos e do erro. Quando o teste F indicar diferença significativa (p < 0,05), as médias dos tratamentos serão comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. As principais fórmulas auxiliares aplicadas no processamento dos dados incluem: Percentual de germinação (G%) G% = (Ng / Nt) × 100 onde: Ng = número de sementes germinadas; Nt = número total de sementes avaliadas. Índice de velocidade de germinação (IVG) IVG = Σ (Gi / Ti) onde: Gi = número de sementes germinadas no i-ésimo dia; Ti = tempo (em dias) até a contagem correspondente. Comprimento médio da raiz (CR) CR = (Σ Ci) / n onde: Ci = comprimento de cada raiz medida; n = número total de plântulas avaliadas. Os gráficos e análises serão gerados por meio de scripts no R, utilizando os seguintes pacotes: ggplot2 para construção de gráficos de barras, boxplots e dispersão; dplyr para manipulação e organização de dados; agricolae para análise de variância e teste de Tukey;readr para importação de planilhas experimentais (.csv).
RESULTADOS E DISCUSSÃO:
Tabela 1. Médias das variáveis avaliadas aos 5 dias após a germinação :Comprimento médio da raiz, número de sementes germinadas, porcentagem de germinação e número de plântulas com baixo vigor em função dos tratamentos com extrato de tiririca.
Letras diferentes na coluna indicam diferença significativa pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade (p ≤ 0,05).
Souza et al. (2024) relatam que a variável porcentagem de germinação (PG%) em sementes de chicória demonstra atraso e supressão do processo germinativo a partir das concentrações de 7,5% e 10% do extrato de Cyperus rotundus. Nessas condições, a germinação reduziu drasticamente, passando de 94% na testemunha para apenas 1% na maior concentração aplicada.
Resultados análogos foram verificados no presente estudo: aos cinco dias após a semeadura, constatou-se que o extrato de tiririca exerce efeito alelopático progressivo conforme sua concentração aumenta. A testemunha manteve o melhor desempenho fisiológico, apresentando comprimento radicular médio de 5,96 cm, germinação de 97% (19,4 sementes) e somente seis plântulas classificadas como de baixo vigor, evidenciando condições ideais para o estabelecimento inicial das plântulas.
O extrato produzido a partir das folhas de tiririca tende a impactar de forma mais intensa o crescimento radicular, pois a folha é o órgão de maior atividade metabólica nas plantas, responsável pela síntese de grande quantidade de aleloquímicos. Esses compostos podem apresentar efeito fitotóxico sobre outras espécies, e a raiz é o primeiro órgão a ser exposto a essas substâncias, o que explica sua maior sensibilidade (Ribeiro et al., 2009).
Diante disso, o efeito alelopático torna-se evidente: a concentração de 7,5% apresentou comprimento radicular semelhante ao da testemunha (5,94 cm), embora tenha reduzido a germinação para 87% (17,4 sementes). Mesmo assim, o vigor das plântulas mostrou pouca alteração, indicando que concentrações mais baixas do extrato produzem efeitos moderados sobre o desenvolvimento inicial.
Cavalcante (2016) ressalta que diversas pesquisas têm buscado substituir hormônios sintéticos por reguladores de crescimento extraídos de plantas que produzem quantidades mais elevadas de aleloquímicos capazes de estimular o desenvolvimento vegetal. Sob essa perspectiva, a tiririca surge como uma alternativa promissora de fonte natural de fitormônios, com a vantagem de possuir baixo custo em comparação aos produtos sintéticos, tornando-se acessível também a pequenos produtores.
No tratamento com 15%, o efeito alelopático mostrou-se mais acentuado: o comprimento radicular caiu para 4,76 cm e o número de plântulas de baixo vigor aumentou para 7,6, apesar de a germinação ainda se manter em 85%. Esses resultados indicam que concentrações intermediárias impactam de forma mais expressiva o vigor após a germinação do que a própria emergência.
Na concentração de 30%, observou-se o impacto mais severo: o comprimento radicular foi reduzido para 3,56 cm, a germinação baixou para 79% (15,8 sementes) e houve expressivo aumento no número de plântulas de baixo vigor (11,2), demonstrando forte inibição no estabelecimento inicial das plantas.
Tabela 2 – Parâmetros fisiológicos das sementes de milho submetidas a extratos de Cyperus rotundus TMG: tempo médio de germinação; IVG: índice de velocidade de germinação; CMP: comprimento médio da parte aérea; CMR: comprimento médio da raiz; DP: desvio-padrão.
Letras diferentes na coluna indicam diferença significativa pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade (p ≤ 0,05).
A avaliação dos parâmetros fisiológicos mostrou que o extrato aquoso de Cyperus rotundus L. afetou negativamente a germinação e o desenvolvimento inicial das plântulas de milho, com efeitos mais intensos conforme a concentração aumentou; observou-se redução do vigor, maior comprometimento do desenvolvimento radicular e da parte aérea, além de atraso germinativo. O tempo médio de germinação (TMG) aumentou progressivamente com as concentrações do extrato: a testemunha apresentou o menor valor (1,97 dias), indicando germinação mais rápida, enquanto os tratamentos de 7,5% e 15% registraram aumentos moderados (2,13 e 2,35 dias) e o de 30% atingiu o maior TMG (2,65 dias), evidenciando que concentrações elevadas retardam os processos metabólicos relacionados à emissão da radícula.
Campos (2024) destaca que os compostos alelopáticos presentes nos extratos aquosos de tiririca, especialmente aqueles obtidos do bulbo, têm capacidade de reduzir de forma expressiva a germinação das sementes de tomate. Segundo o autor, conforme as concentrações dos extratos das folhas e das raízes se aproximaram de 100%, houve diminuição progressiva e significativa no percentual germinativo em comparação à testemunha, evidenciando forte sensibilidade das sementes ao aumento da concentração.
Em concordância com esse comportamento o índice de velocidade de germinação (IVG) reforça esse padrão. A testemunha apresentou o maior IVG (63,32), seguido pelos tratamentos de 7,5% (49,57) e 15% (45,17). O menor valor foi observado em 30% (33,88), indicando germinação mais lenta e menos vigorosa. A queda consistente do IVG demonstra que o extrato reduz a velocidade e uniformidade da germinação, característica típica de substâncias alelopáticas que afetam a bioatividade enzimática e a disponibilidade energética das sementes
Quanto ao crescimento das plântulas, tanto o comprimento médio da parte aérea (CMP) quanto o comprimento médio da raiz (CMR) foram negativamente afetados conforme aumentou a concentração do extrato. A testemunha e o tratamento de 7,5% apresentaram valores similares para CMP (8,2 cm e 7,5 cm) e CMR (5,96 cm e 5,94 cm), indicando que concentrações baixas do extrato ainda não comprometem de forma acentuada o crescimento inicial. Entretanto, nos tratamentos de 15% e 30% ocorre redução significativa: CMP diminui para 6,3 cm e 5,1 cm, enquanto o CMR apresenta quedas ainda mais pronunciadas (4,76 cm e 3,56 cm). Esses resultados revelam que o sistema radicular é mais sensível ao estresse alelopático, característica comum em estudos envolvendo compostos secundários liberados por plantas daninhas.
Os resultados observados por Gusman, Yamagushi e Vestena (2011) demonstram que extratos aquosos de Cyperus rotundus L. também promoveram queda no processo germinativo quando aplicados em concentrações elevadas (100%). Esse comportamento foi verificado em sementes de tomate, alface, repolho e rabanete, indicando que doses mais altas podem atrasar a germinação em diferentes espécies cultivadas.
O desvio-padrão (DP) aumenta progressivamente de 0,42 na testemunha para 0,58 no tratamento de 30%, indicando maior variabilidade no desempenho das plântulas sob concentrações mais altas do extrato. Isso sugere que o estresse alelopático não afeta todas as sementes de forma natural uniforme, aumentando a heterogeneidade do lote.
De acordo com Souza et al. (2024), o extrato aquoso de Cyperus rotundus apresenta efeitos distintos dependendo da espécie avaliada e das condições experimentais. Em testes laboratoriais, os autores verificaram interferência negativa na germinação da chicória e no desenvolvimento inicial do pepino. Já em ambiente de casa de vegetação, o extrato demonstrou impacto positivo no crescimento inicial do milho. Além disso, na análise anatômica das raízes de milho, foram observados formação de aerênquima e acúmulo de aleloquímicos em células da epiderme e do córtex. Os autores ressaltam a necessidade de estudos adicionais que permitam compreender os efeitos prolongados desses compostos ao longo do ciclo da planta, especialmente em tecidos radiculares.
Em síntese, os resultados indicam que concentrações elevadas do extrato de C. rotundus prejudicam a germinação e o vigor das sementes de milho, retardando a emergência e reduzindo o crescimento inicial das plântulas. O comportamento consistente entre TMG, IVG, CMP e CMR confirma que o extrato exerce efeito alelopático negativo, sendo mais intenso a partir de 15%, e expressivamente prejudicial em 30%. Assim, o estudo demonstra que a presença de compostos liberados pela tiririca pode comprometer o estabelecimento inicial da cultura do milho, destacando a relevância do manejo adequado dessa planta daninha.
CONCLUSÃO:
Os resultados obtidos neste estudo permitiram compreender de forma clara o efeito alelopático do extrato de tiririca sobre a germinação e o vigor inicial de sementes. As análises demonstraram que o aumento da concentração do extrato exerce impacto negativo progressivo sobre o desempenho fisiológico das sementes, afetando diretamente os principais parâmetros fisiológicos. A testemunha apresentou o melhor desempenho entre os tratamentos, com maior comprimento radicular, maior taxa de germinação e menor ocorrência de plântulas de baixo vigor, evidenciando condições ideais para o desenvolvimento inicial das sementes na ausência do extrato.
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1 Acadêmico do Curso de Agronomia – Afya- Faculdade Porto Nacional-TO
2 Informações do (a) orientador (a) – Afya- Faculdade Porto Nacional-TO (Orientador)