Essential oil of Lippia alba (Mill.) N.E.Br. influences the germination, vigor and emergence of lettuce seeds

Abstract

Secondary metabolites are produced by certain plant species and may influence the development of some species through the action of allelopathic effects. Thus, the objective of this study was to evaluate the allelopathic effect of Lippia alba essential oil on the germination, emergence and vigor of seedlings of different batches of lettuce seeds. This experiment was conducted in a completely randomized design with a 3´5 factorial scheme consisting of three batches of seeds of the cultivar Grand Rapids^® and five doses of L. alba essential oil (0, 0.25, 0.50, 0.75 and 1.00%) diluted in distilled water and homogenized in Tween^® 80. Seed germination and vigor, in the laboratory (experiment I), and emergence, in a protected environment (experiment II), were evaluated. The results demonstrated that there was an inhibitory effect with a significant reduction of germination, vigor and seed emergence when L. alba essential oil was added starting at concentrations of 0.25%. The essential oil showed allelopathic potential over different lettuce seed lots, affecting germination, vigor and seed emergence.

Keywords

Lactuca sativa L., False lemon balm, Allelopathy, Secondary metabolites

Author Biography

Leonardo Antonio Thiesen

 - Engenheiro Agrônomo (2016) pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Campus Frederico Westphalen, RS. - Mestrando no Programa de Pós Graduação em Agronomia-Agricultura e Ambiente (PPGAAA - UFSM) na linha de pesquisa: Tecnologia, Melhoramento e a relação com o ambiente em sistemas de produção - Experiência na área de Agronomia.

Denise Schmidt

Possui graduação em Agronomia pela Universidade Federal de Santa Maria (1995), mestrado em Agronomia pela Universidade Federal de Santa Maria (1999) e doutorado em Agronomia pela Universidade Federal de Santa Maria (2002). Atualmente é Professora Associada da Universidade Federal de Santa Maria. Tem experiência na área de Agronomia, com ênfase em horticultura, atuando principalmente nos seguintes temas: hortaliças, hidroponia, ambiente protegido e plantas aromáticas

Marcos Vinícius Marques Pinheiro

Graduado em Agronomia [Universidade Federal do Ceará (UFC), 2007], Licenciado em Biologia (FIAR, 2017), Mestre em Fisiologia Vegetal [Universidade Federal de Viçosa (UFV), 2010] e Doutor em Botânica (UFV, 2014). Atualmente, Professor Colaborador da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM, campus Frederico Westphalen) e pós-doutorando pelo programa de Pós-Graduação em Agronomia Agricultura e Ambiente (UFSM, campus Frederico Westphalen). Atua nos seguintes temas: Propagação Vegetativa, Cultura de Tecidos, Morfogênese em Plantas, Anatomia Vegetal, Fisiologia Vegetal e Regulação da Expressão Gênica, Plantas Medicinais e Óleos Essenciais, Estatística Experimental. Participação dos seguintes grupos de pesquisa: "Núcleo de Prospecção Botânica, Fitoquímica e Gênica" e "Pesquisa em Produção Vegetal". Revisor de alguns periódicos científicos de âmbito nacional e internacional das áreas de Agronomia e Biologia.

Ezequiel Holz

Graduado em Agronomia pela Universidade Federal de Santa Maria, Campus Frederico Westphalen.

Bruna Stringari Altissimo

Graduada pela Universidade Federal de Santa Maria, Campus Frederico Westphalen.

Evandro Holz

Graduando pela Universidade Federal de Santa Maria, Campus Frederico Westphalen.

References

1. Almeida, L.F.R., R.S. Polleto, S.Z. Pinho e M.E.A. Delachiave. 2011. Metodologia para germinação de sementes de Leonurus sibiricus L. Rev. Bras. Pl. Med. 13(2), 190-196. Doi: http://dx.doi.org/10.1590/S1516-05722011000200010
2. Alvares, C.A., J.L. Stape, P.C. Sentelha, G. Moraes, J. Leonardo e G. Sparovek. 2013. Köppen's climate classification map for Brazil. Meteorol. Z. 22(6), 711-728. Doi: https://doi.org/10.1127/0941-2948/2013/0507
3. Alves, M.D.C.S., S. Medeiros Filho, R. Innecco e S.B. Torres. 2004. Alelopatia de extratos voláteis na germinação de sementes e no comprimento da raiz de alface. Pesq. Agrop. Bras. 39(11), 1083-1086.
4. Arceo-Medina, G.N., J.A. Rosado-Aguilar, R.I. Rodríguez-Vivas e R. Borges-Argaez. 2016. Synergistic action of fatty acids, sulphides and stilbene against acaricide-resistant Rhipicephalus microplus ticks. Vet. Parasitol. 228, 121-125. Doi: https://doi.org/10.1016/j.vetpar.2016.08.023
5. Briskin, D.P. 2000. Medicinal plants and phytomedicines. Linking plant biochemistry and physiology to human health. Plant Physiol. 124(2), 507-514. Doi: https://doi.org/10.1104/pp.124.2.507
6. Brasil. 2009. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Regras para análise de sementes. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Secretaria de Defesa Agropecuária. Brasília: MAPA/ACS.
7. Fabri, R.L., M.S. Nogueira, J.D.R. Moreira, M.L.M Bouzada e E. Scio. 2011. Identification of antioxidant and antimicrobial compounds of Lippia species by bioautography. J. Med. Food. 14(7-8), 840-846. Doi: https://doi.org/10.1089/jmf.2010.0141
8. Ferreira, D.F. 2011. Sisvar: a computer statistical analysis system. Ciênc. Agrotec. 35(6), 1039-1042. Doi: http://dx.doi.org/10.1590/S1413-70542011000600001
9. Ferreira, A.G. e M.E.A. Aquila. 2000. Alelopatia: uma área emergente da ecofisiologia. Rev. Bras. Fisiol. Veg. 12(1), 175-204.
10. Ferreira, M.C., J.R.P. Souza e T.J. Faria. 2007. Potenciação alelopática de extratos vegetais na germinação e no crescimento inicial de picão-preto e alface. Ciênc. Agrotec. 31(4), 1054-1060. Doi: https://doi.org/10.1590/S1413-70542007000400017
11. Garbim, T.H.S., E.D.B. Romano, S.M.T.P.G. Carneiro e M.L.V. Souza. 2015. Efeito do óleo essencial de eucalipto sobre a germinação e o crescimento de rabanete e alface. SaBios: Rev. Saúde e Biol. 10(1), 52-58.
12. Gliessman, S. R. 2009. Agroecologia: bases conceituais para a sustentabilidade na agricultura. UFRGS.
13. Gusman, G.S., L.R. Vieira e S. Vestena. 2012. Alelopatia de espécies vegetais com importância farmacêutica para espécies cultivadas. Rev. Biot. 25(4), 37-48. Doi: https://doi.org/10.5007/2175-7925.2012v25n4p37
14. Li, J., X. Liu, F. Dong, J. Xu, Y. Li, W. Shan e I. Zheng. 2011. Potential allelopathic effects of volatile oils from Descurainia sophia (L.) Webb ex Prantl on wheat. Biochem. Syst. Ecol. 39(1), 56-63. Doi: https://doi.org/10.1016/j.bse.2010.12.022
16. Ma, J., G. Xing, W. Yang, L. Ma, M. Gao, Y. Wang e Y. Han. 2012. Inhibitory effects of leachate from Eupatorium adenophorum on germination and growth of Amaranthus retroflexus and Chenopodium glaucum. Acta Ecol. Sin. 32(1), 50-56. Doi: https://doi.org/10.1016/j.chnaes.2011.12.004
17. Maguire, J.D. 1962. Speed of germination—aid in selection and evaluation for seedling emergence and vigor. Crop Sci. 2(2), 176-177.
18. Maia, J.T.L.S., F.P.G. Bonfim, C.K.R. Barbosa, D.O. Guilherme, I.C.G. Honório, e E.R. Martins. 2011. Influência alelopática de hortelã (Mentha x villosa Huds.) sobre emergência de plântulas de alface (Lactuca sativa L.). Rev. Bras. Pl. Med. 13(3), 253-257.
19. Marco, C.A., H.R. Santos, A.G.S Feitosa, J.V. Feitosa e J.G.M Costa. (2015). Teor, rendimento e qualidade do óleo essencial de Vanillosmopsis arbórea (Gardner) Baker (candeeiro) e sua ação alelopática. Rev. Cubana Plant. Med. 20(1), 131-141.
20. Mamun-Or-Rashid, A.N.M., M.K. Sen, M.A. Jamal e S. Nasrin. 2013. A comprehensive ethno-pharmacological review on Lippia alba M. Int. J. Biomed. Mat. Res. 1(1), 14-20.
21. Miranda, C.A.S.F., M.G. Cardoso, M.L.M. Carvalho, S.M.F. Machado, M.A. Andrade e C.M. Oliveira. 2015a. Análise comparativa do potencial alelopático do óleo essencial de Thymus vulgaris e seu constituinte majoritário na germinação e vigor de sementes de alface (Lactuca sativa L.). Rev. E-xacta, 8(2), 45-53. Doi: http://dx.doi.org/10.18674/exacta.v8i2.1516
22. Miranda, C.A.S.F., M.G. Cardoso, M.L.M. Carvalho, S.M.F. Machado, M. Souza Gomes, J. Andrade e M.L. Teixeira. 2015b. Allelopathic activity of medicinal plant essential oils on seed germination and vigor of lettuce achenes. Sem. Cienc. Agrar. 36(3), 1783-1798. Doi: 10.5433/1679-0359.2015v36n3Supl1p1783
23. Pires, N.M. e V.R. Oliveira. 2001. Alelopatia. Plantas daninhas e seu manejo. Guaíba: Agropecuária, pp. 145-185.
25. Rosado, L.D.S., H.C.A. Rodrigues, J.E.B.P. Pinto, T.N. Custodio, L.B.B. Pinto e S.K.V. Bertolucci. 2009. Alelopatia do extrato aquoso e do óleo essencial de folhas do manjericão “Maria Bonita” na germinação de alface, tomate e melissa. Rev. Bras. Pl. Med. 11(4), 422-428.
26. Saharkhiz, M.J., S. Esmaeili e M. Merikhi. 2010. Essential oil analysis and phytotoxic activity of two ecotypes of Zataria multiflora Boiss. growing in Iran. Nat. Prod. Res. 24(17), 1598-1609. Doi: https://doi.org/10.1080/14786411003754280
27. Silva, C.B., E. Simionatto, S.C. Hess, M.T.L.P. Peres, E.L. Simionatto, A. Wisniewski Júnior, N.R. Poppi, O. Faccenda, A.C.S. Cândido e S.P.Q. Scalon. 2009. Composição química e atividade alelopática do óleo volátil de Hydrocotyle bonariensis Lam (Araliaceae). Quím. Nova. 32(9), 2373-2376.
28. Souza Grzybowski, C.R., R.D. Vieira e M. Panobianco. 2015. Testes de estresse na avaliação do vigor de sementes de milho. Rev. Ciênc. Agron. 46(3), 590-596. Doi: 10.5935/1806-6690.20150042
29. Taiz, L., E. Zeiger, I.A. Moller e A. Murphy. 2017. Fisiologia e Desenvolvimento Vegetal. Porto Alegre, Artmed, 6th ed. 858 p.
30. Tavares, E.S., L.S. Julião, D. Lopes, H.R. Bizzo, C.L.S. Lage e S.G. Leitão. 2005. Análise do óleo essencial de folhas de três quimiotipos de Lippia alba (Mill.) N.E. Br. (Verbenaceae) cultivados em condições semelhantes. Rev. Bras. Farmacogn. 15(1), 1-5.
32. Tavares, I.B., V.G. Momenté e I.R. Nascimento. 2011. Lippia alba: estudos químicos, etnofarmacológicos e agronômicos. Pesq. Aplic. Agrotec. 4(1), 204-220. Doi: https://doi.org/10.5777/paet.v4i1.1397
33. Teles, S., C.H.B. Santos, R.V. Menezes e F. Silva. 2009. Tipos de estacas na propagação de Cidreira (Lippia alba N. Brown). Rev. Bras. Agroecol. 4(2), 2110-2113.
34. Tigre, R.C., N.H. Silva, M.G. Santos, N.K. Honda, E.P.S. Falcao e E.C. Pereira. 2012. Allelopathic and bioherbicidal potential of Cladonia verticillaris on the germination and growth of Lactuca sativa. Ecotoxicol. Environ. Saf. 84(1), 125-132. Doi: https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2012.06.026