Radiographic analysis in castor bean seeds (Ricinus communis L.)

Abstract

-Castor bean cropping has great social and economic value, but its production has been affected by factors such as low quality seeds used for sowing. The quick and precise evaluation of seed quality by x-ray test is known as an effective method to evaluate seed lots, but little is known about the interpretation between of the type of radiographic image and the seed quality correlation. The potential of x-ray analysis as a marker of seed physiological quality and as an initial process for the implementation of the use of computer-assisted image analysis was investigated using castor bean seeds of the different cultivars. The seeds were classified according to internal morphology visualized in the radiography and subjected to the germination test, emergency and seedling growth rate. It was possible to identify the different types of internal tissues, morphological and physical damage in castor bean seeds using the x-ray test. Tissues generating translucent images, embryo deformation, or tissues with less than 50% of endosperm reserves or spotted, negatively affected the physiological potential of the seed lots. Radiographic analysis is effective as an instrument to improve castor bean seed lot quality. This non destructive analysis allows the prediction of seedling performance and enabled the selection of high-quality seeds under the standards of a sustainable and precision agriculture Index terms: image analysis, x-ray, seed quality. ANÁLISE RADIOGRÁFICA EM SEMENTES DE MAMONA (Ricinus communis L.)RESUMO -A mamona possui alto valor social e econômico, mas sua produção tem sido afetada por fatores como baixa qualidade das sementes utilizadas no plantio. A avaliação rápida e precisa da qualidade de sementes por meio do teste de raios X é efetiva na análise de lotes de sementes, mas pouco se sabe sobre a interpretação da correlação entre o tipo de imagem radiográfica e a qualidade da semente. O potencial da análise de raios X como um marcador da qualidade fisiológica das sementes é como um processo inicial para a implementação da análise de imagem assistida por computador foi avaliado usando sementes de diferentes cultivares de mamona. As sementes foram classificadas de acordo com a morfologia interna visualizada na radiografia e submetidas aos testes de germinação, emergência e taxa de crescimento de plântula. Foi possível identificar os diferentes tipos de tecidos internos, danos morfológicos e físicos em sementes de mamona por meio do teste de raios X. Tecidos que resultaram em imagens translúcidas, embriões deformados e tecidos com menos de 50% de endosperma ou manchados afetaram negativamente o potencial fisiológico dos lotes de sementes. A análise radiográfica é eficiente como um instrumento para melhorar a qualidade de lotes de sementes de mamona. Essa análise, não destrutiva, permite prever o desempenho de plântulas e selecionar sementes de alta qualidade sob os padrões de uma agricultura sustentável e de precisão.Termos para indexação: análise de imagens, raios-x, qualidade de sementes.

Teste de raios X na avaliação da qualidade de sementes de mamona

“…A maioria das sementes que resultaram em plântulas normais (Figura 1C) era proveniente de sementes que, avaliadas pelo teste de raios-X, foram classificadas como cheia e opaca (Figura 1A) e parcialmente cheia e opaca (Figura 1B). Sementes identificadas como cheias e manchadas, com injúria no eixo embrionário (Figura 2A e 2C), em alguns casos, resultaram em sementes não germinadas (Figura 2B) ou plântula anormal com defeito na raiz primária (Figura 2D), dependendo do local em que a injúria foi detectada (Carvalho et al, 2010). No entanto, pode-se verificar nas tabelas que mesmo sementes classificadas como cheias e opacas também resultaram em plântulas anormais ou em sementes não germinadas, quando verificadas trincas no tegumento, com danos no endosperma e no embrião, como pode ser visualizado na Figura 4A, cuja imagem radiográfica da semente foi considerada cheia e opaca, mas resultou em uma semente morta (Figura 4B).…”

“…De acordo com os resultados obtidos com as duas cultivares de mamona avaliadas, é possível estimar o desempenho de plântulas e selecionar lotes de sementes de alta qualidade, concordando com os obtidos por Carvalho et al (2010). Estes autores afirmaram que as imagens do teste de raios-X evidenciam a eficiência da técnica, em que sementes cheias e opacas, consideradas perfeitas apresentaram vigor superior do que aquelas com dano morfológico interno, da mesma forma que foi verificada na presente pesquisa.…”

“…A técnica de raios-X também permitiu relacionar a morfologia de sementes com a germinação ou morfologia das plântulas de diversas espécies agrícolas e florestais (Van der Burg et al, 1994;Battisti et al, 2000;Machado e Cicero, 2003;Oliveira et al, 2003;Mondo e Cícero, 2005;Pupim et al, 2008;Santos et al, 2009;Pinto et al, 2009a;Carvalho et al, 2010;Gagliardi e MarcosFilho, 2011), identificar injúrias por umidade em sementes de soja (Obando Flor et al, 2004;Forti et al, 2010) e por percevejo em sementes de soja (Obando Flor et al, 2004;Pinto et al, 2009b) e de feijão (Forti et al, 2008), além de injúrias mecânicas em sementes de milho (Cícero et al, 1998;Carvalho et al, 1999;Cicero e Banzatto Junior, 2003).…”

“…Utilizou-se a classificação das sementes de acordo com as categorias descritas por Carvalho et al (2010): cheia e opaca (CO), cheia e manchada (CM), parcialmente cheia e opaca (PCO), parcialmente cheia e translúcida (PCT), parcialmente cheia com embrião deformado (PCDE), parcialmente cheia e manchada (PCM) e semente vazia (SV). Os dados obtidos no teste de raios-X não foram submetidos à análise estatística.…”

Tratamento fungicida e qualidade de sementes de mamona

“…Sako et al (2001) (BINO, AARTSE, van der BURG, 1993). Esta técnica também permitiu relacionar a anatomia de sementes com a germinação ou morfologia das plântulas de diversas espécies agrícolas e florestais (van der BURG et al, 1994;BATTISTI et al, 2000;CARVALHO;DAVIDE, 2003;CICERO, 2005;PUPIM et al, 2008;SANTOS et al, 2009, GAGLIARDI, 2009PINTO et al, 2009b;CARVALHO;OLIVEIRA, 2010;MARCHI, 2010), identificar injúrias por umidade em sementes de soja (OBANDO FLOR et al, 2004;FORTI et al, 2010) e por percevejo em sementes de soja (OBANDO FLOR et al, 2004;PINTO et al, 2009a) e de feijão (FORTI et al, 2008), além de injúrias mecânicas em sementes de milho (CICERO et al, 1998;CARVALHO et al, 1999;BANZATTO JUNIOR, 2003).…”