Abstract: The search for techniques that allow for the rapid and accurate assessment of seed vigor, such as the Seedling Analysis System (SAPL®) and ILASTIK®, can be promising alternatives for seedling image analysis. The objective of this work was to classify the vigor of lentil seeds using seedling image analysis techniques and interactive machine learning. Seeds from seven lots were characterized for physiological potential through germination and vigor tests. For computerized seedling analysis, the seeds were subjected to seedling growth tests at 20 °C for three, four, five, and ten days, and then photographed using a digital camera. The images were processed using SAPL® software, yielding values for total length, root length, shoot length, and vigor, growth, and uniformity indices. ILASTIK® provided data on the percentage of vigorous seedlings, non-vigorous seedlings, and dead seeds. The total length of seedlings, root length, shoot length, and vigor indices determined at 4 days of germination by SAPL® allowed for the classification of lots in terms of vigor. Data obtained by ILASTIK® at 4 days of germination, used in machine learning studies, enable the development of models with high accuracy for seed vigor assessment.

Resumo: A busca por técnicas que possibilitem avaliar o vigor de sementes de forma rápida e assertiva como o Sistema de Análise de Plântulas (SAPL®) e o ILASTIK® podem ser alternativas promissoras para a análise de imagem de plântulas. O objetivo do trabalho foi realizar a classificação do vigor de sementes de lentilha utilizando técnicas de análise de imagem de plântulas e aprendizagem interativa de máquina. Sementes de sete lotes foram caracterizadas quanto ao potencial fisiológico pelos testes de germinação e vigor. Para a análise computadorizada de plântulas, as sementes foram submetidas ao teste de crescimento de plântulas a 20 °C por três, quatro, cinco e dez dias e, em seguida, fotografadas utilizando uma câmera digital. As imagens foram processadas pelo software SAPL®, obtendo-se valores de comprimento total, da raiz, parte aérea e índices de vigor, crescimento e uniformidade. Pelo ILASTIK®, foram obtidos dados de porcentagem de plântulas vigorosas, não vigorosas e sementes mortas. O comprimento total das plântulas, raiz, parte aérea e os índices de vigor determinados aos 4 dias de germinação pelo SAPL® permitem classificar os lotes quanto ao vigor. Os dados obtidos pelo ILASTIK®, aos 4 dias de germinação, utilizados nos estudos de aprendizagem de máquina, permitem o desenvolvimento de modelos com alta precisão para avaliação do vigor das sementes.

Resumo: A definição de metodologias que permitam avaliar o potencial fisiológico das sementes de grão-de-bico é importante para assegurar a comercialização de lotes com alto desempenho em campo. Assim, objetivou-se determinar as condições mais adequadas para a condução do teste de condutividade elétrica em sementes de grão-de-bico visando a classificação de lotes quanto ao vigor. Para tanto, sementes de cinco lotes da cultivar BRS Aleppo e de quatro lotes da cultivar Cícero foram submetidas a diferentes testes para a caracterização da sua qualidade inicial e os resultados comparados com os obtidos no teste de condutividade. Para avaliar a condutividade elétrica, 5 períodos de embebição (2, 4, 8, 12 e 24 horas) foram combinados a 4 volumes de água (75, 100, 150 e 250 mL) sob a temperatura de 25 °C. O teste de condutividade elétrica é eficiente para a avaliação do potencial fisiológico de sementes de grão-de-bico fornecendo informações equivalentes a outros testes de vigor. Para a condução do teste de condutividade elétrica recomenda-se a utilização de 50 sementes imersas em 150 mL de água, por 24 horas, a 25 °C.

Abstract: The definition of methodologies that allow evaluating the physiological potential of chickpea seeds is important to ensure the commercialization of lots with high performance. Thus, this research aimed to determine the most suitable conditions for conducting the electrical conductivity test in chickpea seeds to classify lots according to vigor level. Therefore, seeds from five lots of cultivar BRS Aleppo and four lots of cultivar Cícero were subjected to tests to characterize their initial quality and the results were compared with those obtained in the electrical conductivity test. To assess electrical conductivity, five soaking periods (2, 4, 8, 12, and 24 hours) were combined with four volumes of water (75, 100, 150, and 250 mL) at 25 °C temperature. The results show that the electrical conductivity test is efficient in evaluating the physiological potential of chickpea seeds, providing information equivalent to other vigor tests. For the electrical conductivity test, it is recommended to use 50 seeds soaked in 150 mL of water, for 24 h, at 25 °C.

Resumo: O cultivo de grão-de-bico vem se expandindo no Brasil e, com isto, a demanda por sementes de alta qualidade também aumenta. Neste trabalho, objetivou-se adequar metodologia para avaliação do vigor de sementes de grão-de-bico pelo teste de envelhecimento acelerado, bem como analisar se a atividade de enzimas antioxidantes apresenta relação com o potencial fisiológico das sementes. Sementes de cinco lotes, cv. BRS Aleppo, e de quatro lotes da cv. Cícero, foram inicialmente submetidas a testes para a caracterização do seu potencial fisiológico. O teste de envelhecimento acelerado foi conduzido pelo método tradicional (100% UR) e com solução saturada de NaCl (76% UR), ambos a 41 °C, por 24, 36, 48 e 72 h. Foram determinadas também a atividade das enzimas SOD, CAT e APX. Para o teste de envelhecimento acelerado, recomenda-se a utilização de 41 °C/48 h com solução saturada NaCl para a avalição do vigor das sementes de grão-de-bico. A atividade das enzimas CAT e APX pode ser relacionada ao potencial fisiológico das sementes, o que não ocorre para a SOD.

Abstract: The chickpea crop has been expanding in Brazil and, thus, the demand for high quality seeds along with it. The aim of this study was to adapt the methodology for evaluation of chickpea seed vigor by the accelerated aging test and to analyze whether antioxidant enzyme activity is related to the physiological potential of these seeds. Seeds from five seed lots of the cv. BRS Aleppo and from four seed lots of the cv. Cícero were initially tested to characterize their physiological potential. The accelerated aging test was conducted by the traditional method (100% RH) and with a saturated NaCl solution (76% RH), both at 41 °C, for 24, 36, 48, and 72 h. The activity of the SOD, CAT, and APX enzymes were also determined. The accelerated aging test using 41 °C/48 h with a saturated NaCl solution is recommended for assessment of chickpea seed vigor. The activity of CAT and APX enzymes may be related to the physiological potential of these seeds, but this is not the case with SOD.

Resumo: O teste de tetrazólio tem sido recomendado para a avaliação da viabilidade de sementes que apresentam germinação lenta e desuniforme, especialmente espécies agroflorestais. O objetivo do trabalho foi propor uma metodologia para avaliação da viabilidade das sementes de J. curcas L. pelo teste de tetrazólio e gerar recursos visuais que auxiliem na interpretação do teste. Nesta pesquisa foram realizados dois ensaios. No primeiro ensaio, foram avaliados métodos de preparo e coloração das sementes. As metodologias mais promissoras foram utilizadas na condução do segundo ensaio, que consistiu na avaliação de diferentes concentrações (0,10 e 0,25%) e tempos (2 e 3 h) de imersão das sementes na solução de tetrazólio, utilizando-se cinco lotes. As sementes foram analisadas individualmente e classificadas como viáveis ou não viáveis. Paralelamente, foram conduzidos testes de germinação, primeira contagem, emergência e índice de velocidade de emergência de plântulas. O teste de tetrazólio é eficiente para a avaliação da viabilidade de sementes de J. curcas L. fornecendo resultados correlacionados com a germinação e a emergência de plântulas. Sementes pré-embebidas devem ter o tegumento removido e, em seguida, seccionadas longitudinal e medianamente no sentido do comprimento para imersão em solução de cloreto 2,3,5-trifenil tetrazólio a 0,10% por três horas a 35 ºC.

Abstract: The tetrazolium test has been recommended for evaluating the viability of seeds with slow and ununiform germination, especially agroforestry species. The aim of this study was to propose a methodology to evaluate the viability of J. curcas L. seeds using the tetrazolium test and to generate visual aids to support the interpretation of the test. In the first trial, methods of seed preparation and staining were evaluated. The most promising methodologies were used to conduct the second test, which consisted of the evaluation of different concentrations (0.10 and 0.25%) and times (2 and 3 h) of immersion of the seeds in the tetrazolium solution, using five lots. The seeds were analyzed individually and classified as viable or non-viable. At the same time, germination, first count, emergence and seedling emergence speed index tests were conducted. The tetrazolium test is efficient for evaluating the viability of seeds of J. curcas L. providing results correlated with germination and seedling emergence. Pre-soaked seeds should have their integument removed and then sectioned longitudinally and medially lengthwise for immersion in 0.10% solution of 2,3,5-triphenyl chloride tetrazolium for three hours at 35 °C.

RESUMO O uso de novas abordagens metodológicas e a inclusão de avaliações não destrutíveis na determinação de qualidade das sementes florestais tem se mostrado de grande importância para o desenvolvimento da produção florestal. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia do uso de ferramenta semi-automatizada de medição de imagens digitais obtidas no teste de raios X em lotes de sementes de Leucaena leucocephala e sua relação com a qualidade fisiológica das sementes. Para tanto, foram utilizadas sementes de cinco lotes colhidos de árvores-matrizes localizadas na região de Viçosa, MG. O estudo foi realizado por meio da análise de imagens radiográficas das sementes, para as quais foram obtidos o percentual de sementes com danos (predação e fungos), e medidas de área, perímetro, circularidade, densidade relativa e densidade integrada das sementes. Após o teste de raios X, as sementes foram submetidas ao teste de germinação, em que se extraíram dez variáveis relacionadas à qualidade fisiológica das sementes, dentre elas um índice de vigor. O uso de ferramentas de medição semi-automatizada associado ao teste de raios X é eficaz para avaliar a morfologia interna das sementes de Leucaena leucocephala e suas variáveis apresentam relação com a qualidade fisiológica das sementes.

ABSTRACT The use of new methodological approaches and inclusion of non-destructive evaluations in determining the quality of forest seeds has proven to be of great importance for the development of forest production. The aim of this study was to evaluate the effectiveness of the use of a semi-automated tool for measurement of digital images obtained by the X-ray test in seed lots of Leucaena leucocephala and their relationship to seed physiological quality. Seeds were collected from five mother trees in Viçosa, MG. The study was performed through analysis of radiographic images of the seeds. It was determined the percentage of damaged seeds (predation and fungi) and measured: the area, perimeter, circularity, relative density, and integrated density of the seeds. After the X-ray test, a germination test was performed on the seeds, from which ten variables related to seed physiological quality were extracted, including a vigor index. The use of semi-automated measurement tools associated with the X-ray test was effective for evaluating the internal morphology of Leucaena leucocephala seeds, and the variables determined are related to seed physiological quality.

RESUMO Análises não destrutivas e de alta performance são altamente desejáveis e importantes para a avaliação da qualidade de sementes florestais. O objetivo deste trabalho foi relacionar parâmetros obtidos a partir da análise semi-automatizada de radiografias de sementes de Leucaena leucocephala ao seu potencial fisiológico, por meio de análise multivariada. Para tanto, foram utilizadas sementes de cinco lotes colhidos de árvores-matrizes localizadas na região de Viçosa, MG. O estudo foi realizado por meio da análise de imagens radiográficas das sementes, para as quais foram obtidos o percentual de sementes com danos (predação e fungos), e medidas de área, perímetro, circularidade, densidade relativa e densidade integrada das sementes. Após o teste de raios X, as sementes foram submetidas ao teste de germinação, no qual foram avaliadas variáveis relacionadas à qualidade fisiológica das sementes. Foi aplicada estatística multivariada nos dados gerados, com uso da análise de componentes principais (PCA). Por meio do teste de raios X foi possível visualizar com detalhes as estruturas internas das sementes e observar diferenças quanto à densidade de seus tecidos. Conclui-se que a análise semi-automatizada de imagens radiográficas das sementes de Leucaena leucocephala permite, de forma simples, rápida e barata, obter informações sobre características físicas e gerar parâmetros relacionados com a qualidade fisiológica.

ABSTRACT Non-destructive and high performance analyses are highly desirable and important for assessing the quality of forest seeds. The aim of this study was to relate parameters obtained from semi-automated analysis of radiographs of Leucaena leucocephala seeds to their physiological potential by means of multivariate analysis. To do so, seeds from five lots collected from parent trees from the region of Viçosa, MG, Brazil, were used. The study was carried out through analysis of radiographic images of seeds, from which the percentage of damaged seeds (predation and fungi), and measurements of area, perimeter, circularity, relative density, and integrated density of the seeds were obtained. After the X-ray test, the seeds were tested for germination in order to assess variables related to seed physiological quality. Multivariate statistics were applied to the data generated, with use of principal component analysis (PCA). X-ray testing allowed visualization of details of the internal structure of seeds and differences regarding density of seed tissues. Semi-automated analysis of radiographic images of Leucaena leucocephala seeds provides information on seed physical characteristics and generates parameters related to seed physiological quality in a simple, fast, and inexpensive manner.

Resumo: O vigor das sementes pode influenciar seu desempenho sob condições de estresse. Objetivou-se avaliar a influência do estresse hídrico e térmico na germinação e desempenho das plântulas de melão e verificar se a germinação sob condições de estresse é eficiente para avaliação do vigor destas sementes. Quatro lotes de melão ‘Golden Mine’ foram caracterizadas quanto à qualidade inicial pelos testes de germinação, primeira contagem, envelhecimento acelerado e emergência de plântulas. A germinação sob estresse hídrico foi realizada em papel umedecido com solução de PEG 6000 a 0,0; -0,3; -0,6 e -0,9 MPa. Foram avaliadas a porcentagem e velocidade de germinação, comprimento e massa seca de plântulas. Para avaliação do estresse térmico, utilizaram-se os testes de frio e de germinação à temperatura sub (15 ºC) e supra ótima (35 ºC), além da germinação sob temperatura ideal (25 ºC). A germinação das sementes de melão sob estresse hídrico induzido por PEG 6000 a -0,3 e -0,6 MPa é eficiente para detectar diferenças no potencial fisiológico de lotes de sementes de melão, mas estas diferenças desaparecem sob estresse hídrico severo (-0,9 MPa). A geminação sob temperaturas sub-ótimas também permite identificar diferenças no desempenho das sementes e classificá-las quanto ao nível de vigor.

Abstract: Seeds vigor can influence seed performance under stress conditions. The objectives of this study were to evaluate the effect of water and thermal stress on germination and performance of melon seedlings, and to verify if germination under stress conditions is an efficient parameter to evaluate the vigor of these seeds. Four lots of ‘Golden Mine’ melon had their initial quality characterized by germination, first count, accelerated aging and seedling emergence tests. Germination under water stress was performed on a paper moistened with PEG 6000 solution at 0.06, -0.3, -0.6 and -0.9 MPa. The percentage and speed of germination, length and dry mass of the seedlings were evaluated. For the thermal stress experiment, cold test and germination at sub- (15 ºC) and supra-optimal (35 ºC) temperatures were performed, as well as at the ideal temperature (25 ºC). The germination of melon seeds under water stress induced by PEG 6000 at -0.3 and -0.6 MPa is an efficient method to detect differences in the physiological potential of lots of melon seeds, but these differences disappear under severe water stress (-0.9 MPa). Germination under sub-optimal temperatures also allows to identify differences in seeds performance and to classify them according to the vigor level.

Resumo: O teste de coloração do exsudato tem se mostrado promissor para a avaliação rápida da qualidade de sementes de café. Assim objetivou-se adequar a metodologia deste teste verificando a interferência do teor de água das sementes e do período de embebição nos resultados. Foram utilizadas sementes de cinco lotes de 'Catuaí 44', com teores de água de 30%, 20% e 12%. Para o teste de coloração de exsudatos, foram retirados o pergaminho e a película prateada (espermoderma) das sementes, em seguida foram distribuídas sobre papel toalha umedecido com água e mantidas a 25 ºC por 24, 48, 72, 96 e 120 h. Foram estabelecidas quatro classes de intensidade de coloração: ausência de coloração (A), intensidades de coloração leve (L), média (M) e forte (F), atribuindo-se os valores 0, 3, 5 e 10, para cada classe, respectivamente, calculando-se o Índice de Viabilidade por meio da equação IV=100-(0xA)-(3xL)-(5xM)-(10xF). O teste de coloração do exsudato pode ser utilizado para estimar a viabilidade de sementes de café, fornecendo resultados correlacionados aos do teste de germinação. Resultados mais promissores foram obtidos com sementes com 12% de umidade após 72, 96 e 120 h de embebição e com 30% de umidade após 72 e 120 h de embebição.

Abstract: The exudate coloring test has been promising in order to quickly evaluate the quality of coffee seeds. The objective of the research was to adjust the coloring exudate test for coffee seeds and to evaluate the influence of the water content of seeds and of the imbibition period on the test results. Seeds from five lots of 'Catuaí 44' were used, with the following water contents: 30%, 20% and 12%. For the exudate coloring test, the parchment and silver skin (spermoderm) from the seeds were removed. Then, the seeds were distributed on a paper towel, moistened with water, and kept in a germinator at 25 °C for 24, 48, 72, 96 and 120 h. Four classes of coloring intensity were established: absence of color (A), light (L), medium (M) and strong (S) intensities, assigning the values 0, 3, 5 and 10 for each class, respectively. The Viability Index (VI) was calculated by the equation VI=100-(0xA)-(3xL)-(5xM)-(10xS). The exudate coloring test may be recommended to estimate the viability of coffee seeds, providing results correlated to the germination test. The best results were obtained for the seeds with 12% moisture content imbibed for 72, 96 and 120 h and seeds with 30% moisture content after 72 and 120 h of imbibition.