germinación de las semillas de Tithonia diversifolia
| Livestock Research for Rural Development 33 (6) 2021 | LRRD Search | LRRD Misssion | Guide for preparation of papers | LRRD Newsletter | Citation of this paper |
Con el objetivo de evaluar el efecto del tipo de envase y el ambiente de almacenamiento en la germinación de las semillas de Tithonia diversifolia, se seleccionaron tres lotes de semillas recién cosechadas (2017) y se montó el experimento según diseño completamente aleatorizado (3x2), los efectos fueron: tipos de envases (frascos plásticos, bolsas de papel y de nylon) y condiciones de almacenamiento (cámara fría y condiciones ambientales). Se utilizaron cuatro repeticiones para cada período evaluado (cada 60 días) durante dos años. El porcentaje de germinación mostró un comportamiento muy variable, es así que hubo interacción entre el tipo de envase y el almacenamiento en algunos momentos, mientras que en otros no. Las semillas almacenadas al ambiente después de los 600 días perdieron viabilidad, por lo que se asume que a esa edad ocurre su muerte fisiológica. Las semillas de Tithonia diversifolia en la etapa de poscosecha, previo al inicio del almacenamiento, no se deterioran perceptiblemente; mientras que al aumentar el tiempo de almacenaje en condiciones no controladas las mismas envejecen a un ritmo progresivo y pierden la germinación después de un año. Se recomienda la utilización de los envases evaluados (frascos plásticos, bolsas de papel y de nylon) y el almacenamiento en cámara fría para la conservación de las semillas por largos períodos de tiempos.
Palabras clave: conservación de semillas, envases, germinación
In order to evaluate the effect of the type of container and the storage environment on the germination of Tithonia diversifolia seeds, three batches of newly harvested seeds were selected (2017). The experiment was set up according to a completely randomized design (3x2), the effects were types of containers (plastic jars, paper and nylon bags) and storage conditions (cold room and environmental conditions). Four repetitions were used for each period evaluated (every 60 days) for two years. The germination percentage showed a highly variable behavior, so there was interaction between the types of packaging and storage at some times, while not at others. The seeds stored in the environment after 600 days lost viability, so its physiological death occurs at that age. Tithonia diversifolia seeds in the postharvest stage, prior to the beginning of storage, do not deteriorate significantly while by increasing the storage time under uncontrolled conditions, they age at a progressive rate and lose germination after one year. We recommend the use of the evaluated containers (plastic jars, paper and nylon bags) and the storage in a cold chamber to preserve the seeds for long periods.
Keywords: containers, conservation of seeds, germination
La existencia de un grupo de resultados que demuestran la posibilidad real de obtener, producir y utilizar la semilla botánica de Tithonia diversifolia para su reproducción, constituye un logro de la comunidad científica internacional (Santos-Gally et al 2019, Mattar et al 2019, Rodríguez et al 2019 y Padilla et al 2020).
Estos resultados, constituyen una alternativa viable, para lograr una mayor generalización de las tecnologías de los bancos de forrajes o sistemas silvopastoriles (SSP), con la utilización de esta especie, ya que el uso de semilla agámica implica altos costos de implementación (40-72 %) de los insumos a utilizar en el establecimiento de estos sistemas (Ramírez 2008, Soudre et al 2008 y Ospina 2011). Mientras que la utilización de la semilla botánica permite disminuir los costos, además de las ventajas que proporciona este método de reproducción desde el punto de vista de la fisiología vegetal.
Investigaciones realizadas acerca de la capacidad germinativa de la semilla sexual de T. diversifolia, en Nigeria (Muoghalu y Chuba 2005), en Zambia (Agboola et al 2006), en Colombia (Romero et al 2014 y Gallego-Castro et al 2015) y en Cuba (Padilla et al 2018 y 2020) demuestran la complejidad de la estrategia reproductiva por semilla botánica de esta especie. Por lo que, si bien es importante estandarizar el proceso de obtención de la mayor cantidad de semilla viable, el siguiente paso en la cadena tecnológica lo constituye la conservación de la semilla.
Es por ello que el objetivo de esta investigación es evaluar el efecto del tipo de envase y el ambiente de almacenamiento en la germinación de las semillas de Tithonia diversifolia (Hemsl.) Gray.
La investigación se realizó en el laboratorio de semillas del departamento de Pastos del Instituto de Ciencia Animal, Mayabeque, Cuba. Las semillas se colectaron de un área de Tithonia diversifolia material 10 que previamente se estableció para este fin, en la primavera del 2017, en la Estación experimental “Miguel Sistach Naya” del mismo instituto. La cosecha se realizó en los meses de noviembre-diciembre del mismo año y se siguieron los criterios de Padilla et al (2018) para seleccionar el mejor momento de cosecha según las características fenológicas de las inflorescencias (cabezuelas verdes con pétalos marchitos y sin pétalos y cabezuelas con brácteas y pedúnculos secos color marrón). Posteriormente la semilla se sometió a un proceso de desgrane manual, secado al sol y limpieza con un equipo separador de semilla por aire forzado (Modelo CB2001 Marca OEM,Inc).
Se realizó análisis de varianza, según un diseño experimental completamente aleatorizado en arreglo factorial 3x2 los efectos fueron los tres tipos de envases (frascos plásticos con tapa de rosca, bolsas de papel y bolsas de nylon), y las dos condiciones de almacenamiento (cámara fría y condiciones ambientales). Se utilizaron cuatro repeticiones para cada período evaluado (60, 120, 180, 240, 300, 360, 420, 480, 540, 600, 660, 720 días). En el caso que no hubo interacción significativa se reportaron los efectos principales.
Se seleccionaron tres lotes de semilla a los cuales se le determinó el porcentaje de germinación (tabla 1) mediante la prueba estándar de germinación de acuerdo con las recomendaciones de ISTA (2015). Se evalúo, además el peso (g) de mil semillas en una balanza analítica (TE12S marca Sartorius) y se determinó el contenido de humedad de las simientes mediante el método de estufa a temperatura constante descrito por ISTA (2015).
Posteriormente, las semillas del mismo lote, se colocaron en los envases que permanecieron almacenados durante dos años (febrero de 2018 a febrero de 2020) en las dos condiciones estudiadas (ambiente y cámara fría). La cámara fría utilizada (equipo marca Intacon. Modelo MEF-QF4048A) bajo condiciones controladas donde la temperatura de trabajo es 5-10 oC, y la humedad relativa osciló entre 50 y 75 %. Al inicio y cada 60 días del inicio del almacenamiento se evaluó el potencial fisiológico de las semillas mediante la prueba estándar de germinación.
El porcentaje de germinación para cada tratamiento se evaluó durante un mes (0-10, 11-20 y 21-30 días). Se utilizó un sustrato de algodón que se humedeció con agua destilada y se emplearon placas Petri que se colocaron en las condiciones del laboratorio a temperatura ambiente (26-28 oC) y luz natural con régimen de aproximadamente 10 horas luz y 14 horas de oscuridad.
Se analizaron los supuestos teóricos del análisis de varianza normalidad de los errores por la dócima de Shapiro-Wilk (1965) y homogeneidad de varianza por la dócima de Levene (1960) para la variable porcentaje de germinación. La cuál cumplió con dichos supuestos por lo que se realizó análisis de varianza según el diseño propuesto, se aplicó dócima de Duncan (1955) para p<0,05 en los casos necesarios. Se realizó además la estadística descriptiva para la evaluación del peso de 1000 semillas (g), el porcentaje de MS, el contenido de humedad de las simientes. Se utilizaron los estadígrafos de posición y dispersión (media y desviación estándar) y el paquete estadístico StatSoft, Inc. (2012) (Di Rienzo et al 2012).
Los estadígrafos determinados muestran la uniformidad de los lotes evaluados. El porcentaje de germinación de los lotes de semillas al inicio de la investigación (tabla 1), es decir a los 30 días de cosechadas, fue superior al 60 %. El contenido de humedad se encuentra entre el rango óptimo para la conservación de semillas.
Los resultados coinciden con Baskin y Baskin, (1998) quienes señalan que por lo general las Asteráceas suelen presentar dormición fisiológica leve o ausencia total de dormición. Dicho fenómeno puede estar asociado a lo que en la fisiología de las plantas se conoce como dormancia (Hilhorst et al 2010).
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Tabla 1. Caracterización de los lotes de semillas utilizados para la investigación |
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Estadígrafos |
Porcentaje de germinación (%), Lotes |
Peso de mil |
MS |
Contenido de |
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|
1 |
2 |
3 |
||||
|
Media |
63,50 |
75,00 |
74,00 |
6.10 |
89,51 |
10,49 |
|
Máximo |
70,00 |
78,00 |
81,00 |
0.52 |
95.00 |
16,95 |
|
Mínimo |
54,00 |
70,00 |
71,00 |
5.50 |
83,05 |
5.00 |
|
DE |
7,19 |
3,46 |
4,76 |
6.69 |
4,26 |
4,26 |
El peso de 1000 semillas es similar a los resultados encontrados en la literatura internacional, los cuales muestran gran variabilidad, con valores entre 4 y 6 g (Muoghalu et al (2005), Muoghalu (2008), Wang et al (2008), Yang et al (2012) y Wen (2015).
El contenido de humedad de las semillas en el momento del inicio del almacenamiento fue superior a lo reportado por otros autores tales como Saavedra (2016) quienes determinaron que el contenido de humedad de la semilla de Tithonia diversifolia en estado de madurez de cosecha es de 8,65%. Este indicador es de gran importancia ya que según Roberts (1983) para garantizar la conservación de semillas a largo plazo, las mismas deben tolerar la desecación y sobrevivir con bajos contenidos de humedad (entre 3 y 7 %). En este mismo sentido Harrington (1972) señala que la longevidad de una semilla se duplica por cada reducción de 1% en su contenido de humedad.
El porcentaje de germinación mostró un comportamiento muy variable para la frecuencia de evaluación, es así que a 120, 180, 240, 360, 420, 480 y 600 días hubo interacción significativa entre los el tipo de envase y de almacenamiento (tabla 2) mientras que en otros no (60, 180, 300, 420, 540 días) figuras 1 y 2.
Las semillas almacenadas al ambiente después de los 600 días perdieron viabilidad, por lo que se asume que a esa edad ocurrió la muerte fisiológica de las simientes. Es así que, para los 660 y 720 días posteriores al inicio del almacenaje sólo se evalúo el efecto del tipo de envase con semillas que permanecieron en la cámara fría.
Las diferencias entre ambos métodos de almacenamiento (p<0.001) indican el deterioro que sufren las semillas cuando se almacenan a temperatura ambiente. Resultados similares han sido informados por otros autores para otras especies forrajeras tropicales, en las que el almacenamiento al ambiente induce cambios en la tasa de respiración lo cual repercute en la reactivación no exitosa de la actividad bioquímica y por ende en un deterioro postcosecha irreversible de las semillas. Navarro y Lezcano (2007) determinaron que los factores más influyentes en el ritmo de pérdida de la calidad de las semillas de Bauhinia purpurea almacenadas al ambiente, fueron el contenido de humedad y la edad fisiológica.
El porcentaje de germinación de las semillas almacenadas en la cámara fría osciló entre 52,33 y 44,14% para 60 y 540 días, es decir el inicio y el final del estudio. Un comportamiento completamente diferente se observó en las simientes que proceden del almacenamiento en condiciones ambientales, en dichas condiciones las semillas experimentaron una caída progresiva de la germinación hasta llegar a 12,67% a los 540 días (figura 1). Las diferencias entre ambos métodos de almacenamiento (p<0.001) indican el deterioro que sufren las semillas cuando se almacenan a temperatura ambiente.
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| Figura 1.
Efecto del ambiente de almacenamiento en el potencial de germinación de las semillas de Tithonia diversifolia |
Las semillas almacenadas en los frascos plásticos (figura 2) exhibieron un comportamiento muy similar a las almacenadas en bolsas de papel, respecto al porcentaje de germinación, a los 60 y 300 días de iniciado el periodo de almacenamiento. Sin embargo, en etapas posteriores las simientes procedentes de bolsas de nylon superaron a las de papel.
La interacción entre el método de almacenamiento y el tipo de envase según el tiempo de almacenaje (tabla 2) mostró que las semillas de la cámara fría por lo general, presentaron un porcentaje de germinación mayor respecto a las almacenadas al ambiente, independientemente del tipo de envase empleado en los demás periodos evaluados (120,180,240,360,480,600 días de almacenamiento).
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| a,b: letras distintas indican diferencias significativas para
p<0,05 Figura 2. Efecto del tipo de envase en el potencial de germinación de las semillas de Tithonia diversifolia |
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Tabla 2. Efecto de la interacción entre el método de almacenamiento y el tipo de envase en la germinación de las semillas botánica de Tithonia diversifolia |
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Almacenamiento |
Métodos de |
Tipo de envase |
EE ±
|
||||
|
Frasco |
Bolsa |
Bolsa |
|||||
|
120 |
Cámara fría |
48,00 a |
35,75 bc |
46,00 ab |
3,78
|
||
|
Ambiente |
30,33 c |
43,00 ab |
26,00 c |
||||
|
180 |
Cámara fría |
51,00 ab |
47,50 b |
49,50 b |
3,28
|
||
|
Ambiente |
46,33 b |
60,33 a |
47,67 b |
||||
|
240 |
Cámara fría |
51,00 ab |
47,50 b |
49,50 b |
3,28
|
||
|
Ambiente |
46,33 b |
60,33 a |
47,67 b |
||||
|
360 |
Cámara fría |
65,33 a |
50,00 b |
54,00 b |
2,21
|
||
|
Ambiente |
30,00 cd |
32,00 c |
23,50 d |
||||
|
420 |
Cámara fría |
83,00 a |
79,33 ab |
77,00 b |
1,50
|
||
|
Ambiente |
52,67 c |
41,50 d |
50,33 c |
||||
|
480 |
Cámara fría |
83,00 a |
79,33 ab |
77,00 b |
1,50
|
||
|
Ambiente |
52,67 c |
41,50 d |
50,33 c |
||||
|
600 |
Cámara fría |
70,25 a |
66,67 a |
64,75 a |
2,41
|
||
|
Ambiente |
49,46 b |
37,67 c |
26,67 d |
||||
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a,b : letras distintas indican diferencias significativas para p<0,05 |
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Como se puede apreciar los porcentajes de germinación registrados en algunas evaluaciones fueron superiores al valor obtenido en el inicio del almacenamiento. Este comportamiento no es común en otros árboles leguminosos, Navarro et al (2016) evaluaron el efecto del almacenamiento de las semillas de A. lebbeck en condiciones ambientales no controladas, según estos autores el porcentaje de semillas viables disminuyó ligeramente en la medida que aumentó el tiempo de almacenamiento.
Este mismo comportamiento se presenta en otras especies de árboles tales como: Guazuma ulmifolia (Muñoz et al 2004) y Calophyllum pinetorum "Ocuje", lo cual puede estar relacionado, según el criterio de Sánchez et al (2002), al proceso de dormancia que pueden presentar éstas especies, la cual puede comenzar a desaparecer por el efecto del almacenamiento en frío.
Iguales comportamientos señalan Bruggink et al (1999) y Bhanuprakash y Umesha (2015) en lo que respecta a la tendencia que experimenta la viabilidad durante el almacenamiento. Estos autores afirman que este comportamiento no es lineal en el tiempo, sino que sigue normalmente un patrón sigmoideo y depende de la especie. Este es un proceso lógico, ya que se conoce que, incluso en condiciones idóneas de almacenamiento, solo se puede mantener la viabilidad, pero nunca mejorarla (Carvalho y Nakagawa, 2012). Es de destacar que todas las pruebas de germinación se realizaron bajo condiciones no controladas en cada momento de evaluación por lo que la temperatura y la humedad ambiental pueden haber influido en ésta variabilidad.
Los resultados muestran mayor porcentaje de semillas germinadas durante los primeros 10 días en todas las etapas evaluadas en ambas condiciones de almacenamiento (figura 3). Las semillas almacenadas en cámara fría mostraron mayor variabilidad durante los dos años de evaluación. Se observó que por lo general el inicio de la emergencia ocurrió a partir del tercer día en todos los tratamientos.
El conocimiento de las características morfológicas y fisiológicas de las especies es de gran importancia para determinar su almacenamiento. Según Romero-Saritana (2019) la mayoría de especies de bosque seco presentan características que les permiten tener gran potencial para su almacenamiento a largo plazo.
La semilla de Tithonia diversifolia aún después de alrededor de dos años de iniciado el almacenamiento en cámara fría mantiene la viabilidad en valores aceptables desde el punto de vista la producción agrícola. Sin embargo, las semillas cosechadas y colocadas al ambiente sufren muerte fisiológica ya que pierden la viabilidad paulatinamente en el transcurso de su vida en el almacén, a consecuencia de las fluctuaciones de la temperatura y la humedad relativa pues como se conoce la semilla es un ente higroscópico que una vez en un recipiente no hermético intentará mantener el equilibrio entre su interior y el ambiente que la rodea.
Sin embargo, existen investigaciones (Muoghalu y Chuba (2005) y Agboola et al (2006)) que se señalan que las semillas de Tithonia diversifolia incrementan significativamente su germinación (70 a 80%) después de 12 meses de almacenamiento, con la condición de ser tratadas previamente con algunos tratamientos pregerminativos tales como: agua a 100⁰C, como tratamiento de escarificación térmica y la utilización de ácido sulfúrico.
Según los criterios de Harrington (1972), apoyados por Baskin y Baskin (2014), para obtener un almacenaje más largo sin pérdidas de germinación y vigor, debe mantenerse la semilla lo más seca y fría posible de ahí que, para conservar la calidad fisiológica de la semilla, es conveniente emplear envases fabricados con materiales impermeables a la humedad. En este sentido los frascos plásticos herméticos constituyen, según diferentes autores (Navarro, 2006 y Okolle, 2019), una de las alternativas más recomendadas para la conservación de simientes seguido de las dobles o triples bolsas de plásticos (Murdock et al (2012) y Baoua et al (2013). En nuestro caso, si bien no fue evidente un patrón de comportamiento homogéneo entre los envases evaluados se pudo apreciar que los envases plásticos bajo las condiciones de ambiente resultaron significativo en algunos de los momentos evaluados. Esto pudiera ser una solución viable para la conservación de semillas por períodos cortos de almacenamiento.
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| Figura 3. Caracterización del porcentaje de germinación de las semillas, durante las tres fases evaluadas, en cada método de conservación |
Respecto a la elevada capacidad de germinación, que tiene la semilla gámica de Tithonia diversifolia, durante los primeros cinco días se pudo corroborar los resultados obtenidos por Ruíz et al (2018), quienes evaluaron 29 materiales de Tithonia diversifolia y entre el 50 y 90% de los mismos germinaron en los primeros siete días. De igual forma coinciden con los resultados de Padilla et al (2018) quienes señalan que en el periodo de 0-10 días, siempre fue superior el porcentaje de germinación de las semillas en los diferentes momentos evaluados. Por otra parte, Wang et al (2008) determinaron un mayor porcentaje de germinación durante los primeros cinco días en las semillas colectadas de cinco regiones de la provincia de Yunnan en China.
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