Bioactivity of essential oils on the germination and vigor of tomato seeds

Authors

  • Luzirene Almeida Universidade Estadual do Piauí
  • Maria Conceição Teixeira Universidade Estadual do Piauí https://orcid.org/0000-0002-1964-328X
  • Jesus Rodrigues Lemos Universidade Federal do Piauí
  • Mairla Nascimento Lacerda Universidade Estadual do Piauí
  • Taline Cunha Silva Universidade Estadual do Piauí

DOI:

https://doi.org/10.5007/2175-7925.2019v32n2p13

Abstract

Allelopathy is the effect of one plant on another through the production of chemical compounds that are released into the environment. Therefore, the objective of this study was to identify the allelopathic effects of volatile extracts of essential oils of shell ginger (Alpinia zerumbet (Pers.) B. L. Burtt. & R. M. Sm.), guava (Psidium guajava L.) and neem (Azadirachta indica A. Juss) on the germination and root length of tomato seedlings. The oils were extracted from the leaves of adult plants by steam distillation. Five concentrations of each oil were used (0.0; 0.25; 0.50; 0.75; and 1.0%, v/v) in a completely randomized design with four replicates of 25 seeds. For the germination test parameters, the following were evaluated: percentage of germination (G%) and germination speed index (GSI). For initial growth, the length of the radicle and the length of the aerial part were evaluated. The oil of shell ginger inhibited germination at a concentration of 1%, as well as reduced the GSI, and the 0.75% and 1% concentrations totally inhibited root length and the length of the aerial part. For the guava oil, there was a reduction in germination as the concentration increased.

Author Biographies

Luzirene Almeida, Universidade Estadual do Piauí

Graduada em Ciências Biológicas pela Universidade Federal do Piauí/UFPI. Especialista em bioecologia, genética e aquicultura pela Universidade Estadual do Piauí/UESPI.

Maria Conceição Teixeira, Universidade Estadual do Piauí

Possui graduação em Biologia pela Universidade Federal do Ceará (2000), mestrado (2002) e doutorado (2007) em Agronomia (Fitotecnia) pela Universidade Federal do Ceará. Na graduação foi bolsista de iniciação científica na área de Produção, propagação e manejo e, posteriormente, no estudo da viabilidade, sanidade e conservação de sementes de espécies da caatinga nordestina. Atualmente é professor adjunto da Universidade Estadual do Piauí. Tem experiência na área de Agronomia, com ênfase em Produção, e Beneficiamento de Sementes, atuando principalmente nos seguintes temas: dormência, germinação, alelopatia, morfologia de sementes e produção de mudas.

Jesus Rodrigues Lemos, Universidade Federal do Piauí

Possui graduação em Biologia pela Universidade Federal do Ceará (2000), mestrado (2002) e doutorado (2007) em Agronomia (Fitotecnia) pela Universidade Federal do Ceará. Na graduação foi bolsista de iniciação científica na área de Produção, propagação e manejo e, posteriormente, no estudo da viabilidade, sanidade e conservação de sementes de espécies da caatinga nordestina. Atualmente é professor adjunto da Universidade Estadual do Piauí. Tem experiência na área de Agronomia, com ênfase em Produção, e Beneficiamento de Sementes, atuando principalmente nos seguintes temas: dormência, germinação, alelopatia, morfologia de sementes e produção de mudas.

Mairla Nascimento Lacerda, Universidade Estadual do Piauí

Graduação Agronomia, cursando o curso de Pós graduação em Agroecologia do Instituto Federal de Educação do Piauí- IFPI-Campus cocal.

Taline Cunha Silva, Universidade Estadual do Piauí

Formada em Agronomia pela Universidade Estadual do Piauí - UESPI (2015). Mestre em Agronomia - Fitotecnia pela UFPI -Campus Professora Cinobelina Elvas. Bom Jesus-PI. Atualmente desenvolve trabalhos buscando otimizar o manejo dos sistemas de produção com Fruticultura, Olericultura, Produção Orgânica e Uso de Adubos Verdes principalmente àquelas de importância social e econômica para a região Meio-Norte.

References

ALENCAR, J. W.; CRAVEIRO, A. A.; MATOS, F. J. A.; MACHADO, M. I. L. Kovats indices simulation in essential oil analysis. Química Nova, São Paulo, v. 3, n. 4, p. 282-284, 1990.

ALMEIDA, E. R. Plantas medicinais brasileiras: conhecimentos populares e científicos. São Paulo: Hermus, 1993. 341 p.

ALMEIDA, F. S. Efeitos alelopáticos de resíduos vegetais. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 26, n. 2, p. 221-236, 1991.

ALVES, M. C. S.; MEDEIROS FILHO, S.; INNECCO, R.; TORRES, S. B. Alelopatia de extratos voláteis na germinação de sementes e no comprimento da raiz de alface. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 39, n. 11, p. 1083-1086, 2004.

ALVES, M. C. S.; MEDEIROS FILHO, S.; MANOEL NETO, A.; BRITO, R. C.; ARAUJO, R. C. Allelopathic effect of essential oils of medicinal plants in Bidens pilosa L. Revista Brasileira de Plantas Medicinais, Botucatu, v. 16, n. 3, p. 731-736, 2014.

AMARAL, F. M. M.; RIBEIRO, M. N. S.; BARBOSA-FILHO, J. M.; REIS, A. S.; NASCIMENTO, F. R. F.; MACEDO, R. O. Plants and chemical constituents with giardicidal activity. Revista Brasileira de Farmacognosia, Curitiba, v. 16, Supl. 0, p. 696-720, 2006.

AN, M.; JOHNSON, I. R.; LOVETTE, J. V. Mathematical modeling of allelopathy: biological response to allelochemical and its interpretation. Journal of Chemical Ecology, Tampa, v. 19, n. 10, p. 2379-2389, 1993.

ANTONELO, F. A.; OTALAKOSKI, J.; CORSI, L.; DOSSENA, S. C.; DIAS, I. C. G.; VIEIRA, F. S.; LIMA, D. M. Potencial alelopático de espécies florestais sobre a germinação de sementes de Lactuca sativa L. In: JORNADA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA, 14, 2017, Bagé. Resumos... Bagé: Revista da jornada da Pós-Graduação e Pesquisa-Congrega, 2017. Versão eletrônica disponível em <http://trabalhos.congrega.urcamp.edu.br/index.php/14jpgp/article/view/2454/1295>.

ÁQUILA, M. E. A. Efeito alelopático de Ilex paraguariensis A. St. -Hil. na germinação e crescimento inicial de Lactuca sativa L. Iheringia, Porto Alegre, v. 53, n. 23, p. 51-66, 2000.

ÁQUILA, M. E. A.; UNGARETTI, J. A. C.; MICHELIN, A. Preliminary observation on allelopathic activity in Achyrocline satureoides (Lam) DC. Acta Horticulturae, Leuven, v. 502, n. 1, p. 383-388, 1999.

ARAUJO, E. C. G.; CARDOSO SILVA, T.; LIMA, T. V. Efeitos alelopáticos de Sesbania virgata (cav.) Pers na germinação de sementes de alface. Engenharia na Agricultura, Viçosa, v. 26, n. 2, p. 101-109, 2018.

BARBOSA, J. A.; FERREIRA, S. D.; SALVALAGGIO, A. C.; COSTA, N. V. C.; ECHER, M. M. Allelopathy of aqueous Pachyrhizus erosus L. extracts on Euphorbia heterophylla and Bidens pilosa. Pesquisa Agropecuária Tropical, Goiânia, v. 48, n. 1, p. 59-65, 2018.

BONFIM, P. G.; SOUZA, F. K. F.; GUIMARÃES, S. F.; DORES, R. G. R.; FONSECA, M. C. M.; CASALI, V. W. D. Efeito de extratos aquosos de funcho na germinação e vigor de sementes de alface e salsa. Revista Trópica – Ciências Agrárias e Biológicas, Chapadinha, v. 7, n. 3, p. 218-228, 2013.

CARVALHO, G. J.; FONTANÉTTI, A. A.; CANÇADO, C. T. Potencial alelopático do feijão de porco (Canavalia ensiformes) e da mucuna preta (Stilozobium aterrimum) no controle da tiririca (Cyperus rotundus). Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v. 26, n. 3, p. 647-651, 2002.

COELHO, F. M.; OLIVEIRA, S. G. de; BALIZA, D. P.; CAMPOS, A. N. R. Efeito de extratos de plantas espontâneas na germinação e no crescimento inicial do feijão comum. Revista Brasileira de Agroecologia, Porto Alegre, v. 9, n. 2, p. 185-192, 2014.

CRAVEIRO, A. A.; FERNANDES, A. G.; ANDRADE, C. H. S.; MATOS, F. J. A.; ALENCAR, J. W.; MACHADO, M. I. L. Óleos essenciais de plantas do nordeste. Fortaleza: UFC, 1981. 210 p.

CRUZ-ORTEGA, R.; ANAYA, A. L.; HERNÁNDEZ BAUTISTA, B. E.; LAGUNA HERNÁNDEZ, G. Effects of allelochemical stress produced by Sicyios deppei on seedling root ultrastructure of Phaseolus vulgaris e Curcubita ficifolia. Journal of Chemical Ecology, Lexington, v. 24, n. 12, p. 2039-2057, 1998.

CUELLAR, A. C.; LARA, R. A.; ZAYAS, J. P. Psidium guajava L. Tamizaje fitoquímico y estudio del aceite esencial. Revista Cubana de Farmacia, Havana, v. 18, n. 1, p. 92-99, 1984.

FERREIRA, P. V. Estatística experimental aplicada às ciências agrárias. Maceió: Edufal, 1996. 306 p.

FIORENZA, M.; DOTTO, D. B.; BOLIGON, A. A.; BOLIGON, A. A.; ATHAYDE, M. L.; VESTENA, S. Análise fitoquímica e atividade alelopática de extratos de Eragrostis plana Nees (capimannoni). Iheringia, Porto Alegre, v. 71, n. 2, p. 193-200, 2016.

GARBIM, T. H. S.; ROMANO, E. D. B.; CARNEIRO, S. M. T. P. G.; SOUZA, M. L. V. Efeito do óleo essencial de eucalipto sobre a germinação e o crescimento de rabanete e alface. Revista Saúde e Biologia, Campo Mourão, v. 10, n. 1, p. 52-58, 2015.

GOMES, B. R.; SIQUEIRA-SOARES, R. C.; SANTOS, W. D.; MARCHIOSI, R.; SOARES, A. R.; FERRARESE-FILHO, O. The effects of dopamine on antioxidant enzymes activities and reactive oxygen species levels in soybean roots. Plant Signaling & Behavior, Austin, v. 9, n. 12, p. 1-6, 2014.

GONDIM, A. N. S.; OLIVEIRA, V. R.; SILVA, L. R.; SILVA, B. A.; CONDE-GARCIA, E. A. Complete atrioventricular block on isolated guinea pig heart induced by na aqueous fraction obtained from Psidium guajava L. leaf. Braz. J. Revista Brasileira de Farmacognosia, Curitiba, v. 16, n. 3, p. 312-316, 2006.

GONZALEZ, H. R.; MEDEROS, D.; SOSA, H. I. Efectos alelopáticos de restos de di¬ferentes espécies de plantas medicinales sobre la albahaca (Ocimum basilicum L.) em condiciones de laboratório. Revista Cubana de Plantas Medicinales, Havana, v. 7, n. 2, p. 67-72, 2002.

HERNÁNDEZ-ARO, M.; HERNÁNDEZ-PÉREZ, R.; GUILLÉN-SÁNCHEZ, D.; TORRES-GARCIA, S. Allelopathic influence of residues from Sphagneticola trilobata on weeds and crops. Planta Daninha, Viçosa, v. 33, n. 1, p. 81-90, 2016.

HOFFMANN, C. E. F.; NEVES, L. A. S.; BASTOS, C. F.; WALLAU, G. L. Atividade alelopática de Nerium oleander L. e Dieffenbachia picta Schott em sementes de Lactuca sativa L. e Bidens pilosa L. Revista de Ciências Agroveterinárias, Lages, v. 6, n. 1, p. 11-21, 2007.

INMET – INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA. Normal climatológica. 2018. Disponível em <http://www.inmet.gov.br/portal/index.phb?r=clima/normaisClimatologicas>. Acesso em: 01 agosto 2018.

LARANJA, S. M. R.; BERGAMASCHI, C. M.; SCHOR, N. Evaluation of acute administration of natural products with potential diuretic effects, in humans. Memórias do Instituto Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, v. 86, Supl. 2, p. 237-40, 1991.

LARANJA, S. M. R.; BERGAMASCHI, C. M.; SCHOR, N. Avaliação de três plantas com potencial diurético. Revista Associação Médica Brasileira, São Paulo, v. 38, n. 1, p. 6-13, 1992.

LESSA, B. F. T.; SILVA, M. L. S.; BARRETO, J. H. B.; OLIVEIRA, A. B. Efeitos alelopáticos de extratos aquosos de folhas de Amburana cearensis e Plectranthus barbatus na germinação de Amaranthus deflexus. Revista de Ciências Agrárias, Lisboa, v. 40, n. 1, p. 79-86, 2017.

LORENZI, H.; SOUZA, H. M. Plantas ornamentais no Brasil: arbustivas, herbáceas e trepadeiras. São Paulo: Instituto Plantarum, 2001. 1067 p.

MAGALHÃES, H. M.; AQUINO, C. F.; SOARES, E. P. S.; SANTOS, L. D. T.; LOPES, P. S. N. Ação alelopática de óleos essenciais de alecrim-pimenta e capim-santo na germinação de aquênios de alface. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 34, n. 2, p. 485-492, 2013.

MAGUIRE, J. D. Speed of germination-aid in selection and evaluation for seedlig emergence and vigor. Crop Science, Madison, v. 2, n. 1, p. 176-177, 1962.

MATIAS, R.; ROSA, A. C.; OLIVEIRA, A. K. M.; PEREIRA, K. C. L.; RIZZI, E. S.; MACHADO, A. A. Cashew nut shell liquid and formulation: toxicity during the germination of lettuce, tomato seeds and coffee senna and seedling formation. Acta Scientiarum, Maringá, v. 39, n. 4, p. 487-495, 2017.

MIRANDA, C. A. S. F.; CARDOSO, M. G.; CARVALHO, M. L. M.; MACHADO, S. M. F.; GOMES, M. S.; SANTIAGO, J. A.; TEIXEIRA, M. L. Atividade alelopática de óleos essenciais de plantas medicinais na germinação e vigor de aquênios de alface. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 36, n. 3, Supl. 1, p. 1783-1798, 2015.

MORENO, F.; PLAZA, G. A.; MAGNITSKIY, S. V. Effect of the seed coats on germination of rubber (Hevea brasiliensis Muell.) seeds. Agronomía Colombiana, Bogotá, v. 24, n. 2, p. 290-295, 2006.

MULLER, F.; SEABRA JÚNIOR, E.; DAL POZZO, D. M.; SANTOS, R. F.; SILVEIRA, L. Potencial alelopático de folhas de manga (Mangifera indica) sob a germinação, emergência e desenvolvimento inicial de plantas de cártamo (Carthamus tinctorius L.). Acta Iguazu, Cascavel, v. 6, n. 5, p. 159-165, 2017.

OLIVEIRA, F. Q.; GOBIRA, B.; GUIMARÃES, C.; BATISTA, J.; BARRETO, M.; SOUZA, M. Espécies vegetais indicadas na odontologia. Revista Brasileira de Farmacognosia, Curitiba, v. 17, n. 3, p. 466-476, 2007.

PICCOLO, G.; ROSA, D. M.; MARQUES, D. S.; MAULI, M. M.; FORTES, A. M. T. Efeito alelopático de capim limão e sabugueiro sobre a germinação de guanxuma. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 28, n. 3, p. 381-386, 2007.

PINO, J. A.; AGUERO, J.; MARBOT, R.; FUENTES, V. Leaf oil of Psidium guajava L. from Cuba. Journal of Essential Oil Research, Carol Stream, v. 31, n. 1, p. 61-62, 2001.

REZENDE, C. P.; PINTO, J. C.; EVANGELISTA, A. R.; DOS SANTOS, I. P. A. Alelopatia e suas interações na formação e manejo de pastagens. Boletim Agropecuário, Lavras, v. 54, n. 1, p. 1-55, 2003.

RICE, E. L. Allelopathy. New York: Academic Press, 1984. 422 p.

RIZVI, S. J. H.; HAQUE, H.; SINGH, U. K.; RIZVI, V. A discipline called allelopathy. In: RIZVI, S. J. H.; RIZVI, H. (Ed.). Allelopathy – Basic and applied aspects. 1 ed. London: Chapman & Hall, 1992. p. 1-10.

ROSA, D. M.; FORTES, A. M. T.; PALMA, D.; MARQUES, D. S.; CORSATO, J. M.; LESZCZYNSKI, R.; MAULI, M. M. Efeito dos extratos de tabaco, leucena e sabugueiro sobre a germinação de Pnicum maximum Jaqc. Revista Brasileira de Biociências, Porto Alegre, v. 5, n. 2, p. 444-446, 2007.

SCHMUTTERER, H. Proprieties and potential of natural pesticides from the neem tree. Annual Review Entomology, Palo Alto, v. 35, n. 3, p. 271-298, 1990.

SEIGLER, D. S. Chemistry and mechanisms of allelopathy interactions. Agronomy Journal, Madison, v. 88, n. 6, p. 876-885, 1996.

SILVEIRA, B. D.; HOSOKAWA, R. T.; NOGUEIRA, A. C.; WEBER V. P. Atividade alelopática e Araucaria angustifolia (Bertol.) Kuntze na germinação e crescimento inicial de Lactuca sativa L. Ciência Florestal, Santa Maria, v. 24, n. 1, p. 79-85, 2014.

SOUZA, G. S.; BONILLA, O. H.; CHAVES, B. E.; LUCENA, E. M. P.; SILVA, C. S. Potencial alelopático de seis espécies do gênero Croton L. na germinação de alface e tomate. Iheringia, Série Botânica, Porto Alegre, v. 72, n. 2, p. 155-160, 2017.

SOUZA, S. A. M.; STEIN, V. C.; CATTELAN, L. V.; BOBROWSKI, V. L.; ROCHA, B. H. G. Utilização de sementes de alface e de rúcula como ensaios biológicos para a avaliação do efeito de extratos aquosos de plantas medicinais. Revista de Biologias e Ciências da Terra, Campina Grande, v. 5, n. 1, p. 1-8, 2005.

SOUZA, L. S.; VELINI, E. D.; MARTINS, D.; ROSOLEM, C. A. Efeito alelopático de capim-braquiária (Brachiaria decumbens) sobre o crescimento inicial de sete espécies de plantas cultivadas. Planta Daninha, Viçosa, v. 24, n. 4, p. 657-668, 2006.

SOUZA FILHO, A. P. S.; CUNHA, R. L.; VASCONCELOS, M. A. M. Efeito inibitório do óleo de Azadirachta indica A. Juss. Sobre plantas daninhas. Revista Ciências Agrárias, Belém, v. 52, n. 1, p. 79-86, 2009.

SOUZA FILHO, A. P. S.; DUARTE, M. L. R. Atividade alelopática do filtrado de cultura produzido por Fusarium solani. Planta Daninha, Viçosa, v. 25, n. 1, p. 227-230, 2007.

TEIXEIRA, D. A.; BONIM, F. P. G. Efeito alelopático de melissa, capim-cidreira, lavanda e alecrim na germinação e vigor de sementes de alface. Biotemas, Florianópolis, v. 27, n. 4, p. 37-43, 2014.

VENDRUSCOLO, G. S.; RATES, S. M. K.; MENTZ, L. A. Dados químicos e farmacológicos sobre as plantas utilizadas como medicinais pela comunidade do bairro Ponta Grossa, Porto Alegre, Rio Grande do Sul. Revista Brasileira de Farmacognosia, Curitiba, v. 15, n. 4, p. 361-372, 2005.

Published

2019-06-03

Issue

Section

Artigos