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Semente esverdeada de soja e suaqualidade fisiológica

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Téc

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Londrina, PRAgosto, 2005

AutoresJ.B. França-Neto

Pesquisador, Embrapa SojaCx. Postal 231

CEP 86001-970, Londrina, PR,[email protected]

G.P. PáduaEmbrapa/UFLA

Lavras, [email protected]

M.L.M. de CarvalhoUFLA

[email protected]. Costa

Sementes AdrianaAlto Garças, MT

[email protected]. Brumatti

Sementes [email protected]

F.C. Krzyzanowski Embrapa Soja

[email protected]. da CostaEmbrapa Soja

[email protected]. HenningEmbrapa Soja

[email protected]. Sanches

J.B.T. - Máquinas MecânicasLondrina, PR

[email protected]

Introdução

ISSN 1516-7860

A qualidade da semente de soja, principalmente em regiões tropicais, pode serinfluenciada por diversos fatores, que ocorrem antes e durante a colheita e emtodas as demais etapas de produção. Dentre esses fatores destacam-se os danosmecânicos, causados nas operações de colheita e de beneficiamento, danos causa-dos por percevejos e deterioração por intempéries. Esse último fator abrange, entreoutras condições, períodos de seca, extremos de temperatura durante a maturaçãoe fortes flutuações das condições de umidade ambiente, facilitando o aparecimentode semente com altos índices de deterioração por umidade (França-Neto et al.,2000).

A deterioração por umidade está diretamente relacionada à exposição da semente aum clima quente e úmido, durante as fases de maturação. A potencialização dosdanos ocorre devido a um longo período de exposição da semente no campo, que,por sua vez, está relacionada à variação e à desuniformidade na maturação, dentroda população de plantas num campo da mesma cultivar. Esse problema pode sermaior em campos com áreas extensas, onde plantas em diferentes locais podemalcançar a maturidade fisiológica em tempos diferentes, podendo ocorrer simultane-amente semente já deteriorada ou imatura.

Plantas imaturas, sujeitas a estresses bióticos ou abióticos, que resultam em morteprematura ou maturação forçada, poderão produzir semente e grão esverdeados, oque resultará em acentuada redução das suas qualidades, além de severa redução daprodutividade da lavoura.

A safra 2004/05 de soja, no Brasil, foi caracterizada pela ocorrência de secas e veranicosem diversas regiões dos estados do Rio Grande do Sul, de Santa Catarina, do Paraná,de São Paulo, do Mato Grosso do Sul e na região Sul de Mato Grosso e Goiás. Esse fatoresultou em acentuadas perdas de produtividade e, na produção de semente e grãoesverdeados de soja (Figura 1).Especificamente no Mato Gros-so, Zorato et al. (2003a, 2003b)têm relatado a ocorrência desseproblema em sementes com ín-dices preocupantes.

No presente documento, serãoabordados os principais fatoresque podem resultar na produ-ção de semente de soja esver-deada. Além disso, serão ilus-trados os seus efeitos sobre aqualidade fisiológica da semen-te e também as alternativasexistentes no beneficiamento damesma, visando a redução desua ocorrência em lotes de se-mente de soja.

FIG. 1. Sementes esverdeadas de soja, resultantes daocorrência de seca e altas temperaturas durantea fase final de enchimento de grão. Foto: J.B.França Neto

2 Semente esverdeada de soja e sua qualidade fisiológica

Fatores que predispõem a soja àexpressão de semente esverdeada

Semente de soja pode apresentar a coloração esver-deada, resultado de diversos fatores. Existem genótiposem cuja semente a clorofila é retida no tegumento,mesmo quando madura. Essa é uma característica ge-nética, explicada por Palmer & Kilen (1987).

A intensidade da ocorrência de semente esverdeadaem um lote é variável, em função do tipo, da intensida-de e de quando ocorre(m) o(s) estresse(s) que resulta(m)na morte prematura ou na maturação forçada da plan-ta. Depende também da suscetibilidade genética dacultivar.

Em campo, algumas cultivares apresentam maiorsuscetibilidade à produção de semente esverdeada,quando submetidas ao mesmo nível de estresse. NoMato Grosso, uma das cultivares mais sensíveis ao pro-blema é a FMT Arara Azul.

Estresses ambientais, que resultam na morte pre-matura da planta ou em maturação forçada da mes-ma, podem ocasionar a produção de sementeesverdeada: doenças de raiz, como fusarioses, decolmo, como o cancro da haste, e de folhas, comoa ferrugem asiática; intenso ataque de insetos, prin-cipalmente percevejos sugadores; déficit hídrico(seca ou veranico) durante as fases finais de enchi-mento de grãos e de maturação, principalmente seassociado com elevadas temperaturas; e ocorrênciade geada intensa, que pode resultar na morte pre-matura da planta.

O índice de ocorrência de semente esverdeada dentroda planta pode variar dependendo do posicionamentodas vagens na planta. Na safra 2002/03, na região deAlto Garças, MT, foi observado que plantas de soja dacv. MG/BR 46 (Conquista), que tiveram morte prema-tura e maturação forçada devido à ocorrência defusariose nas raízes, apresentaram maior concentra-ção de semente esverdeada em seu terço inferior(21,2%) em relação ao terço superior, onde foram cons-tatados 3,5% de esverdeamento (Figura 2).

O manejo inadequado de lavouras de soja também poderesultar na produção de semente esverdeada. A distri-buição inadequada de calcário ou de fertilizantes podeocasionar problemas de maturação desuniforme, o que,por sua vez, resultará na colheita de semente imatura eesverdeada, mesclada com semente amarela e madura.

Outra prática de manejo que pode resultar nesse pro-blema é a dessecação em pré-colheita. Sementeesverdeada poderá ocorrer, caso o dessecante venha aser aplicado antes do estádio ideal, ou quando a suaaplicação é necessária para corrigir situações em queexista desuniformidade de maturação de plantas. Essaprática também é ressaltada por Zorato et al. (2003b)como possível fator que contribui para a produção desemente esverdeada. Na safra 2004/05, plantas de sojada cv. MG/BR 46 (Conquista), também sujeitas à ocor-rência de fusariose nas raízes, apresentaram maior con-centração de semente esverdeada em seu terço inferi-or. A aplicação de dessecantes realizada antecipada-mente à maturidade fisiológica (R7) resultou em maiorexpressão do problema nos terços médio e inferior dasplantas (Figura 3).

FIG. 2. Variação da ocorrência do índice de sementeesverdeada em plantas de soja da cv. MG/BR 46(Conquista), que tiveram morte prematura e matu-ração forçada devido à ocorrência de fusariose nasraízes, de acordo com o posicionamento na planta.Fonte: Sementes Adriana (2005), dados não publi-cados.

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Terço da Planta

Cv. Conquista 2005

FIG. 3. Variação da ocorrência do índice de semente esver-deada em plantas de soja da cv. MG/BR 46 (Conquis-ta), que tiveram morte prematura e maturação forçadadevido à ocorrência de fusariose nas raízes, com esem a aplicação de dessecante em pré-colheita, deacordo com o posicionamento na planta. Fonte:Sementes Adriana (2005), dados não publicados.

3Semente esverdeada de soja e sua qualidade fisiológica

A colheita antecipada da soja, com grau de umidadeentre 17% a 20%, é prática de uso corriqueiro entreos produtores de semente de soja, em regiões tropi-cais, visando à produção de semente de alta qualidade.Esse procedimento pode também resultar na colheitade semente imatura e esverdeada. Porém, essa semen-te, por ser de tamanho maior, devido ao maior conteú-do de água, pode ser facilmente removida da massa desemente pela máquina de pré-limpeza.

Pigmentos das plantas

Há três grupos principais de pigmentos associados àsfotorrespostas fundamentais na planta: as clorofilas,envolvidas na fotossíntese; o fitocromo, relacionadocom mudanças morfogenéticas, como a percepção dofotoperíodo e provavelmente também com os ritmosdiários que afetam alguns movimentos da planta; e oscarotenóides, envolvidos com o fototropismo.

As clorofilas a e b, juntamente com alguns carotenóides,funcionam como pigmentos “antena” para captar aenergia luminosa necessária para a fotossíntese. Qui-micamente, a clorofila é um composto heterocíclicocom estrutura tetra-pirrólica chamado porfirina (Bobbio& Bobbio, 1989), que ocorre numa variedade de molé-culas orgânicas naturais. É uma mistura de duas subs-tâncias relacionadas, clorofila a (verde azulada) e clo-rofila b (verde amarelada), que se encontram semprena proporção 1:3 (clorofila a : clorofila b), (Bobbio &Bobbio, 1989). A única diferença entre elas é que oradical metil (-CH3) na cadeia lateral da clorofila a ésubstituída por um grupo aldeído (-CHO) na clorofila b.

Os pigmentos que captam luz, clorofilas a e b, e asenzimas requeridas para as reações luminosas encon-tram-se incrustadas nas membranas tilacóides doscloroplastos, associadas a proteínas. Somente depoisde ser produzida a clorofila é que pode ocorrer afotossíntese (Gross, 1991).

O átomo central de Mg é facilmente removido da cloro-fila, principalmente em condições ácidas, sendo subs-tituído por hidrogênio, formando as feofitinas, de corverde-oliva (Bobbio & Bobbio, 1992), insolúveis emágua. Enzimas presentes nos vegetais, como aclorofilase, hidrolisam o grupo fitila formando aclorofilida, verde, mas mais solúvel em água que a clo-rofila. Os produtos resultantes da perda do grupo fitilae do Mg+2, os feoforbídeos, têm cor verde acastanha-da e sofrem possivelmente transformações oxidativasque dão origem a produtos incolores de degradação(Bobbio & Bobbio, 1992). As clorofilas e as feofitinassão lipossolúveis em decorrência de sua porção fitol,

enquanto as clorofilidas e os feoforbídeos (sem fitol)são hidrofílicos (Belitz & Grosch, 1988).

Degradação das clorofilas

Para a maioria das espécies de semente, a quantidadede clorofila diminui durante o processo de maturação.Ao mesmo tempo, a cor da semente muda de verdepara a cor característica, dependendo da espécie e dacultivar.

Apesar da importância da transformação da clorofilaem seus derivados durante o amadurecimento da soja,pouco se conhece sobre o mecanismo de degradaçãodo pigmento nessa semente (Ward et al., 1995), du-rante o processo de maturação e armazenamento.

Sob circunstâncias normais, a planta amadurece e aenzima clorofilase degrada as clorofilas, resultando nacoloração normal da semente de soja. No verão, quan-do o clima é quente e seco, durante os últimos estádi-os de maturação da semente, a atividade desta enzimaé influenciada. Acredita-se que, com a morte prematu-ra da planta e, conseqüentemente, a maturação força-da da semente, a atividade da enzima clorofilase cessaantes de toda a clorofila ser degradada.

Os níveis de clorofila presentes na semente, na fase decolheita, são afetados igualmente pelo genótipo e pe-las condições climáticas, principalmente a temperatu-ra, no período de maturação da semente (Mc Gregor,1991). Resultados indicam que a degradação da cloro-fila está relacionada com os níveis de teor de água e deetileno (Heaton & Marangoni, 1996), atuando essestrês fatores simultaneamente durante a maturação dasemente. Duas cultivares podem apresentar o mesmoteor de clorofila sem que apresentem necessariamentea mesma taxa de etileno ou de teor de água.

Efeitos da coloração esverdeada nogrão de soja e seus derivados

Diferentes graus da coloração verde podem ocorrer emsementes de soja, dependendo da fase e da intensida-de dos estresses, que possam causar a morte ou amaturação forçada da planta: se a morte prematura daplanta ocorrer no final da fase de enchimento de grãos,a coloração verde estará confinada ao tegumento epoderá diminuir durante o armazenamento, se ocorrerno início ou no meio da fase de enchimento de grãos,essa coloração se distribuirá por toda a semente e per-manecerá estável, mesmo após o armazenamento(Wiebold, 2002, citado por Mandarino, 2005). Bohner(2005), trabalhando nos EUA, descreveu dois tipos de


semente esverdeada. Se o tegumento apresenta corverde e os cotilédones, cor amarela, essa semente seráclassificada como “Classe 2”; se toda a semente apre-senta coloração esverdeada, será classificada como“Semente Danificada”. Apenas essa última classe es-tará sujeita a resultar em deságios ao preço pago aosprodutores de soja americanos. No Brasil, lotes de grãoscom mais de 10,0% de semente esverdeada, estãosujeitos a esse deságio.

Os efeitos da coloração esverdeada sobre a qualidadedos grãos de soja e de seus derivados estão ampla-mente descritos em revisão realizada por Mandarino(2005). Nessa revisão, é relatado que grão verde apre-senta basicamente o mesmo percentual de proteína quegrão maduro, entretanto, em média, apresentam de 2%a 3% a menos de óleo, óleo esse que apresentará mai-or acidez, além de ter um custo maior de refino, pois aremoção da clorofila do óleo exige processos específi-cos. Como as clorofilas são potentes agentes oxidantes,a qualidade do óleo contaminado com clorofila poderáser prejudicada, caso o mesmo seja armazenado napresença de luz. Além disso, grãos verdes proporcio-nam um menor rendimento na produção de isoladosprotéicos.

Dessa maneira, é fundamental que se faça a remoçãoda clorofila dos produtos de soja e de seus derivadosou, então, que a ocorrência de grão verde seja evitada.A presença dos pigmentos, mesmo em pequenas quan-tidades, aumenta o custo de refinação do óleo e reduzo valor comercial do grão. Os lotes com grão nessascondições não podem ser comercializados no mercadointernacional, fato que se torna relevante frente aoenorme volume de exportação.

Efeitos da época da ocorrência deestresses de déficit hídrico e elevadastemperaturas sobre a expressão desemente esverdeada

Em experimentos realizados em conjunto com a Uni-versidade Federal de Lavras (UFLA) e a Embrapa Soja(dados não publicados), plantas de soja da cv. CD 206foram expostas a condições de estresse térmico e dé-ficit hídrico em condições de fitotron, a partir de R6 ouR7. Foram avaliadas quatro condições de disponibilida-de hídrica do solo: sem restrição; 30% umidadegravimétrica (UG); 20% UG; e sem água.

Duas Dois Dois regimes de temperatura foram aplica-dos às plantas: temperaturas elevadas (28ºC das 17:00h às 08:00 h; 32ºC das 08:00 h às 10:00 h; 36ºC das10:00 h às 14:00 h; e 32ºC das 14:00 h às 17:00 h);

e temperaturas amenas (19ºC das 17:00 h às 08:00 h;24ºC das 08:00 h às 10:00 h; 26ºC das 10:00 h às14:00 h; e 24ºC das 14:00 h às 17:00 h). A sementefoi colhida em R8. Constatou-se que estresse hídricointenso associado com temperaturas elevadas em R6resultam em elevados percentuais de sementeesverdeada; estresse hídrico intenso, a partir de R6,quando associado com temperaturas amenas, não re-sultam na ocorrência de índices significativos de se-mente esverdeada; esses estresses, a partir de R7, jánão resultam na ocorrência de problemas de sementeesverdeada; semente esverdeada apresenta peso de100 sementes menor em relação às sementes amare-las.

O efeito marcante da temperatura durante a fase dematuração e dessecação das sementes e seus efeitossobre a expressão de sementes esverdeadas em sojaforam também relatados por França Neto et al. (1997).Semente de soja da cv. Kirby, colhida aos 42 dias apósR2-floração plena, quando dessecada lentamente porum período de sete dias sobre uma série de sete solu-ções salinas saturadas à temperatura de 25ºC, apre-sentou índices de germinação em laboratório superio-res a 90%, mesmo apresentando 100% de esver-deamento. Assim, pode-se estimar que, em situaçõesde temperatura amena, caso o processo de dessecaçãoda semente seja suave (lento), a semente, mesmo ver-de, poderá germinar sem grandes problemas. Isso jánão acontece em situações extremas, onde adessecação é rápida, resultando em perda da capaci-dade germinativa.

Efeitos de semente esverdeada sobrea qualidade fisiológica da mesma

São poucos os trabalhos na literatura que abordam osefeitos de semente esverdeada sobre sua qualidadefisiológica. Costa et al. (2001) estudaram esses efei-tos em semente de soja das cvs. MG/BR 46 (Conquis-ta), BRS 138, CD 201 e Emgopa 302, com índices de0%, 10%, 20%, 30% e 100% de sementeesverdeada. Concluíram que lotes de semente, compercentuais de semente verde superiores a 10% ge-ralmente podem ter problemas de qualidade fisiológi-ca. A incidência de semente verde teve relação diretacom os índices de deterioração por umidade, detecta-dos pelo teste de tetrazólio (Figuras 4 e 5). À medidaque ocorrem acréscimos dos níveis de semente ver-de, em lotes de elevado padrão fisiológico, normal-mente observa-se redução acentuada da germinação,do vigor (Figura 6) e da viabilidade da mesma. Resul-tados semelhantes foram também relatados por Medinaet al. (1997), no IAC, por Pupim et al. (2005), na


UFLA e por Zorato et al. (2003a, 2003b), naAPROSMAT. Zorato et al. (2003a) relataram tambémum menor potencial de armaze-nabilidade de sementeesverdeada de soja.

Estudos mais detalhados foram realizados por Pádua etal. (2005), em cooperação entre a UFLA, SementesAdriana e Embrapa Soja. Semente de soja das cvs.Tucunaré e CD 206, com 12 índices de sementeesverdeada (0%, 3%, 6%, 9%, 12%, 15%, 20%,30%, 40%, 50%, 75% e 100%), foi estudada quantoà germinação, à viabilidade (tetrazólio), ao vigor (enve-lhecimento acelerado, tetrazólio e condutividade elétri-ca) e quanto às concentrações de clorofilas a, b e to-

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Semente Esverdeada (%)

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CD 201 BRS 138 Conquista EMG-302

FIG. 4. Índice de deterioração por umidade nível (6-8)detectado pelo teste de tetrazólio em sementes desoja das cultivares CD 201, BRS 138, MG/BR 46(Conquista) e Emgopa 302 com diferentes índices desementes esverdeadas. Fonte: Costa et al. (2001).

FIG. 5. Sementes de soja esverdeadas (esquerda) e amarelas(direita) da cultivar CD 206, com ilustração dacoloração das mesmas com o sal de tetrazólio.Observe as sérias lesões de deterioração por umidadeverificadas nas sementes esverdeadas. Foto: J.B.França Neto.

FIG. 6. Índice de vigor determinado pelo teste de tetrazólioem sementes de soja das cultivares CD 201, BRS138, MG/BR 46 (Conquista) e Emgopa 302 comdiferentes índices de sementes esverdeadas. Fonte:Costa et al. (2001).

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Semente Esverdeada (%)

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CD 201 BRS 138 Conquista EMG-302

tal. Assim como constatado por Costa et al. (2001),observou-se que os índices de deterioração por umida-de, detectados pelo teste de tetrazólio, estão direta-mente relacionados com os índices de sementeesverdeada. Houve redução linear de viabilidade (Figu-ra 7), germinação e vigor da semente com o aumentodos índices de semente esverdeada. Ficou evidente,pelo teste de condutividade elétrica (Figura 8), que se-mente esverdeada, por apresentar maiores índices delixiviação de solutos, apresenta seus sistemas de mem-branas celulares desorganizados, fruto da maturaçãoforçada e da morte prematura das plantas. Concluiu-seque lotes de semente de soja, submetidos a estressesambientais durante as fases de maturação e pré-co-lheita e que apresentem mais de 9% de semente esver-deada, não devem ser utilizados para a semeadura.

0102030405060708090

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Tucunaré CD 206

FIG. 7. Índice de viabilidade determinado pelo teste detetrazólio em sementes de soja das cultivaresTucunaré e CD 206 com diferentes índices desementes esverdeadas. Fonte: Pádua et al. (2005).


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Tucunaré CD 206

FIG. 8. Condutividade elétrica (µmhos/cm/g) determinada emsementes de soja das cultivares Tucunaré e CD 206com diferentes índices de sementes esverdeadas.Fonte: Pádua et al. (2005).

Remoção de semente esverdeada naoperação de beneficiamento

Muitas vezes, o produtor de semente colhe lotes comsemente esverdeada. Existe algum procedimento naUnidade de Beneficiamento de Sementes (UBS) quepermita a remoção de semente verde dos lotes de se-mente, visando o seu aproveitamento? A seguir, serãorelatados resultados de experimentos que visaram res-ponder a esse questionamento.

Conforme demonstrado em estudos realizados recen-temente pela empresa Sementes Adriana e pelaEmbrapa Soja (dados não publicados), a estratificaçãode semente de soja por tamanho favorece a concen-tração de semente esverdeada nas peneiras de me-nor calibre: semente de soja da cv. MG/BR 46 (Con-quista) com índice médio de semente esverdeada de13%, após classificação em quatro tamanhos empeneiras de furo redondo, apresentou 19% de se-mente verde para a peneira 6,0 mm, 11% para a 6,5mm, 7% para a 7,0 mm e 5% para a 7,5 mm, evi-denciando que um maior percentual de sementeesverdeada se concentra nos calibres menores desemente, que poderão ser descartados (Figura 9).Na seqüência do beneficiamento, essa semente clas-sificada por tamanho passou por mesa de gravidadee verificou-se que esse equipamento não foi eficazna remoção de semente esverdeada dos lotes de se-mente.

A separadora em espiral pode também auxiliar na re-moção de sementes esverdeadas do lote de sementes,uma vez que muitas dessas sementes apresentam-sedeformadas ou alongadas.

Outros trabalhos de pesquisa, realizados em conjuntoentre a empresa J.B.T. Máquinas Mecânicas (Londri-na, PR) e a Embrapa Soja (dados não publicados), mos-traram que a utilização de máquinas que realizam aseparação de semente por diferenças de coloração,podem ser eficientes na remoção de sementeesverdeada do lote de semente. Semente de soja dascvs. CD 202 e BRS 184 com 15,7% e 20,1% de se-mente verde, respectivamente, foi avaliada em umamáquina Seletron SM-500, monocromática, com ca-pacidade de 300 kg/h. Utilizando um fundo de contras-te específico (fundo 95), após a passagem pela máqui-na, o lote de semente de CD 202 terminou com cercade 10% de semente esverdeada e a BRS 184, apósduas passadas, com 12%. Com três passadas (fundo100 modificado), esse lote ficou com menos de 9% desemente esverdeada (Figuras 10 e 11).

Em relação às máquinas separadoras por cor, existemno mercado diversos marcas e modelos, que fazem aseparação com base em uma, duas ou três cores etêm a capacidade de produção variando de 60 kg/h a5,0 t/h.

FIG. 9. Percentual de sementes esverdeadas da cv. MG/BR46 (Conquista), após a estratificação do lote desementes em quatro tamanhos distintos. Fonte:Sementes Adriana e Embrapa Soja (2005), dados nãopublicados.

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Original = 13 % Sem. Esverdeada

Considerações finais

Nos resultados relatados, ficaram evidentes que a ocor-rência do fenômeno de esverdeamento da semente desoja prejudica a sua qualidade fisiológica, bem como asua presença interfere negativamente na qualidade dolote. Foram comprovados os efeitos de diversosestresses bióticos e abióticos na sua expressão. Entre-tanto, estudos adicionais são necessários, para melhoresclarecer a sua ocorrência, principalmente no que serefere às possíveis respostas quanto à suscetibilidade


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CD 202: Seletron SM-500

FIG. 10. Percentual de sementes esverdeadas da cv. CD 202,após a passagem pela máquina selecionadora porcores Seletron SM-500, com cinco fundos decontraste de cor. Fonte: J.B.T. Máquinas Mecânicase Embrapa Soja (2005), dados não publicados.

20,1

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Testemunha

Fundo 100 1X

Fundo 100 2X

Fundo 95 2X

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Fdo 100 Mod 3X

BRS 184: Seletron SM-500

FIG. 11. Percentual de sementes esverdeadas da cv. BRS184, após uma, duas ou três passadas pela máquinaselecionadora por cores Seletron SM-500, com trêsfundos de contraste de cor. Fonte: J.B.T. MáquinasMecânicas e Embrapa Soja (2005), dados nãopublicados.

Referências

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Exemplares desta edição podem ser adquiridos na:Embrapa SojaRod. Carlos João Strass - Acesso Orlando AmaralCx. Postal 23186001-970 - Londrina, PRFone: (43) 3371-6000 - Fax: 3371-6100Home page: http://www.cnpso.embrapa.bre-mail: [email protected]

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Membros: Alexandre Magno Brighenti dos Santos,Antonio Ricardo Panizzi, Clara Beatriz Hoffmann-Campo,Décio Luiz Gazzoni, George Gardner Brown,Ivan Carlos Corso, Léo Pires Ferreira, Waldir Pereira Dias

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Diagramação: Neide Makiko Furukawa

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Expediente

© Embrapa 2005

GovernoFederal

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