ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN

Determinación de la calidad de las semillas de Leucaena leucocephala cv. Perú almacenadas al ambiente

 

Determination of the quality of seeds from Leucaena leucocephala cv. Peru stored under ambient conditions

 

J.C. Lezcano, Marlen Navarro, Yolanda González y O. Alonso

Estación Experimental de Pastos y Forrajes "Indio Hatuey"

Central España Republicana, CP 44280, Matanzas, Cuba

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RESUMEN

La calidad de las semillas de Leucaena leucocephala constituye la garantía de las futuras siembras de las áreas ganaderas de Cuba; de ella depende, en cierta medida, la utilización de esta importante fuente de alimentación proteica animal y su propagación por el país. El objetivo de este trabajo consistió en determinar la calidad de las simientes de L. leucocephala cv. Perú, una de las variedades comerciales más cultivadas en la actualidad, a través de las pruebas recomendadas por ISTA. Las semillas procedían del almacén de la finca "La Rioja" de la Empresa Pecuaria Martí. Se utilizó un diseño completamente aleatorizado con cuatro réplicas. Tanto la pureza (97,0 y 94,5%) como el contenido de humedad (10,09 y 9,87%) estuvieron en el rango óptimo para las semillas almacenadas de esta forrajera (6 y 18 meses, respectivamente) y los porcentajes de germinación se correspondieron con la edad fisiológica de las semillas (71 y 26%). Se detectaron nueve géneros fungosos (Aspergillus, Penicillium, Rhizopus, Chaetomium, Fusarium, Alternaria, Cladosporium, Trichoderma y Pestalotia) y uno bacteriano (Erwinia sp.). Los valores de viabilidad (93,5 y 67,7% para el lote 1 y 2, respectivamente) se consideran aceptables para las semillas de esta forrajera cuando es almacenada al ambiente; no obstante, el menor valor en las del lote 2 pudo estar dado por el incremento en el porcentaje de semillas podridas por los hongos, lo cual influyó directamente en el deterioro. De ahí que se recomiende continuar los estudios para identificar las especies fungosas asociadas a ellas y determinar las que resulten patógenas de esta leguminosa arbórea ampliamente distribuida en los sistemas ganaderos del país.

Palabras clave: Almacenamiento de semillas, calidad, Leucaena leucocephala

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ABSTRACT

The quality of seeds from Leucaena leucocephala constitutes the guarantee for the future seeding of the Cuban livestock areas; on it depends, to a certain extent, the use of this important protein feed source for animals and its spreading throughout the country. The objective of this work was to determine the quality of the seeds from L. leucocephala cv. Peru, one of the most cultivated commercial varieties nowadays, through the tests recommended by ISTA. The seeds were from the storehouse of the "La Rioja" farm belonging to the Martí Livestock Firm. A completely randomized design with four replications was used. The purity (97,0 and 94,5%) as well as the moisture content (10,09 and 9,87%) were within the optimum range for the stored seeds of this forage plant (6 and 18 months, respectively) and the germination percentages corresponded to the physiological age of the seeds (71 and 26%). Nine fungal genera (Aspergillus, Penicillium, Rhizopus, Chaetomium, Fusarium, Alternaria, Cladosporium, Trichoderma and Pestalotia) and a bacterial one (Erwinia sp.) were detected. The viability values (93,5 and 67,7% for lot 1 and 2, respectively) are considered acceptable for the seeds from this forage plant when it is stored under ambient conditions; nevertheless, the lower value in the seeds of lot 2 may have been caused by the increase in the percentage of seeds rotten by fungi, which had a direct influence on deterioration. Hence, it is recommended to continue the studies for identifying the fungal species associated to them and determining the ones that are pathogenic of this tree legume widely distributed in the livestock systems of the country.

Key words: Leucaena leucocephala, quality, seed storage

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INTRODUCCIÓN

La población mundial en los últimos años ha mostrado un interés creciente por el estudio de los árboles y arbustos de la familia Leguminosae, y en especial de los pertenecientes al género Leucaena, lo cual está dado por la naturaleza versátil y multipropósito que estos poseen.

En Cuba la especie más cultivada es Leucaena leucocephala (Lam) de Wit, que ocupa más de 20 000 ha de tierra (Anon, 2001), y una de las variedades comerciales más extendidas es la Perú. Entre los diversos atributos sobresalientes de esta variedad se encuentran: su porte mediano (lo que facilita el ramoneo por el ganado), su alta producción de follaje de buena calidad y la gran cantidad de semillas que produce (Matías, 2000); sin embargo, estas sufren un continuo deterioro durante el almacenamiento en condiciones de producción (al ambiente).

Hasta la fecha los estudios integrales sobre la calidad de las semillas en tales condiciones en Cuba han sido escasos e insuficientes; de ahí la necesidad de profundizar en este sentido, con vista a lograr siembras más seguras y de mejor calidad, pues las semillas representan la principal vía de propagación de esta planta y el método más común, práctico y económico de diseminación. Además, el cv. Perú está considerado como una de las variedades comerciales de mayor demanda y aceptación por los ganaderos, en los momentos actuales.

Teniendo en cuenta lo anteriormente expuesto, el trabajo tuvo como objetivo determinar la calidad de las semillas de L. leucocephala cv. Perú procedentes de dos lotes semilleros almacenados al ambiente.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

Material vegetal evaluado. Semillas de L. leucocephala cv. Perú, con seis y 18 meses de almacenamiento al ambiente (lote 1 y lote 2, respectivamente).

Procedencia del material vegetal. Finca de semillas "La Rioja", perteneciente a la Empresa Pecuaria "Martí", en la provincia de Matanzas, Cuba.

Características del almacén. Nave rectangular de 52 m2 de base y 3 m de alto, compuesta por paredes de mampostería, piso de cemento y techo de asbesto cemento, con ventilación continua adecuada según las normas para este tipo de instalación. En su interior las estibas de sacos se encontraban a una distancia de 0,4 m entre ellas, a 0,5 m del piso, a 1 m del techo y a 1,3 m de las paredes.

Toma de muestras y diseño experimental. Con la ayuda de muestreadores manuales o cánulas, de 1 cm de diámetro, fueron tomadas las simientes de las partes inferior, media y superior de los cinco sacos de polivinil tejido, que conformaban las estibas de cada lote de semilla. A partir de estas se conformaron las muestras de trabajo (5 kg en cada caso), a través de la técnica del octaneo (ISTA, 1999), las que fueron utilizadas en las diferentes pruebas de calidad de las semillas. Se empleó un diseño completamente aleatorizado con cuatro réplicas.

Determinación de la calidad fisiológica de las semillas. Se realizó a través de los ensayos recomendados por ISTA (1999): pureza, contenido de humedad, prueba de germinación (incluyendo la sanidad durante la prueba) y test de viabilidad.

Pureza. Se tomaron cuatro réplicas de 10 g de semillas de las muestras, a las cuales se les eliminó las impurezas o materiales muertos y las semillas afectadas o con presencia de signos de enfermedad.

Contenido de humedad (CH). La determinación del CH se llevó a cabo a través del método gravimétrico en estufa caliente (130 ± 30C por 3 h) y para ello se emplearon cuatro réplicas de 10 g de semillas de cada lote. El cálculo se realizó sobre la base del peso fresco de las simientes (ISTA, 1999; Poulsen, 2000) y la ecuación utilizada fue la siguiente:

donde:

M1 = Peso del recipiente en gramos

M2 = Peso del recipiente y de las semillas (en gramos antes del secado)

M3 = Peso del recipiente y de las semillas (en gramos después del secado)

Prueba de germinación. El ensayo se realizó con 400 semillas (100 semillas por réplica, a las cuales no se les aplicó ningún tratamiento) para cada tiempo de almacenamiento; estas se tomaron al azar y siguiendo las recomendaciones del ISTA (1999). Para cada grupo de semillas se utilizaron cuatro cápsulas Petri de cristal, estériles, de 15 cm de diámetro, que contenían dos láminas de papel de filtro (también estériles) como sustrato inerte y otras dos para su tapado. La siembra se hizo en un box desinfectado; durante ésta y posteriormente (cuando fue necesario) las láminas se humedecieron a saturación con agua destilada estéril. Durante todo el experimento (21 días) las cápsulas se mantuvieron en incubación en condiciones controladas de luz (plena oscuridad) y temperatura (25ºC como promedio), de acuerdo con lo normado por ISTA (1999) para las arbóreas tropicales.

Las variables analizadas fueron: semillas germinadas (SG), semillas podridas (SP) y semillas frescas no germinadas (SFNG). Las dos primeras se evaluaron con una frecuencia de tres días (siete evaluaciones en 21 días) y la tercera al finalizar el período.

Se consideró semilla germinada aquella que mostró un desarrolló visible de la radícula (1 mm como mínimo); semilla muerta o podrida, la que al finalizar el período evaluado no germinó y se putrefactó (en esta categoría se ha incluido, con frecuencia, la semilla dañada por microorganismos e insectos, según Van Geffen, 2000); y semilla fresca, la que no germinó durante la prueba de germinación, pero que al mantenerse limpia y aparentemente viable tiene el potencial para desarrollar una plántula normal (ISTA, 1999).

En aquellas simientes donde se observó la presencia de microorganismos se procedió al análisis patológico, con el correspondiente aislamiento e identificación hasta el nivel de género. Para ello se utilizaron las claves taxonómicas de Malone y Muskett (1964), Raper y Fennell (1965), Rifai (1969), Ellis (1971), Sutton (1980), Barnett y Hunter (1999) y Sneath (1986).

Los datos experimentales relacionados con la pudrición por hongos (PH), por bacterias (PB) y semillas podridas sin signos visibles de enfermedades (SPSSVM) se procesaron mediante el programa STATISTICA versión 6.0, donde se utilizó un análisis de varianza simple y la matriz de correlación, esta última fundamentalmente para determinar la relación entre los diferentes tipos de pudrición y la pudrición seminal.

Test de viabilidad. La viabilidad de las simientes evaluadas (seis y 18 meses de almacenamiento) se estimó por el método biológico recomendado por Navarro y González (1999), el cual consistió en el conteo de las semillas que germinaron a los 21 días en la prueba estándar, con la adición de las germinadas a los siete días después de la remoción mecánica de las cubiertas de las simientes duras, con lo que se determinó el porcentaje de viabilidad.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

A continuación se exponen los resultados de cada una de las pruebas de calidad realizadas a las semillas en estudio.

Pureza. Las simientes de seis y 18 meses mostraron una alta calidad en este indicador, que superó el 93% .

Contenido de humedad. Los porcentajes de CH (tabla 1) fueron similares en las simientes de ambos lotes (aproximadamente 10%), valor que puede ser considerado como óptimo en semillas almacenadas en condiciones ambientales, según Harrington (1972), quien obtuvo entre 10 y 12% de humedad.

Germinación y variables afines. En la figura 1a se puede observar que la germinación (SG) tuvo el mayor valor entre las variables en estudio (71a%), el cual difirió significativamente del alcanzado por SFNG y por SP (24b y 5c%, respectivamente). Según González, Yolanda (datos inéditos) este comportamiento es típico en las semillas jóvenes del cultivar Perú, las cuales se caracterizan por ser de mayor tamaño que las de otros cultivares de esta especie; por otra parte, poseen una menor dormancia, lo que permite altos valores de germinación. Criterios similares han sido informados por esta autora acerca de las semillas del mismo cultivar con igual período de almacenamiento al ambiente (seis meses), cuyos valores de germinación fueron semejantes (66,7%) a los obtenidos en esta investigación (71,0%), los que coincidieron además con los informados por Matías (2000).

Un comportamiento diferente se pudo apreciar en las semillas de mayor edad fisiológica (figura 1b), donde la germinación mostró el valor más bajo (26b%) y las variables SFNG y SP tuvieron porcentajes estadísticamente superiores (44ª% y 31ª%, respectivamente).

Según Schmidt (2000), una de las causas que pueden motivar la baja germinación de las semillas en la mayoría de las especies de árboles leguminosos es la presencia de cubiertas seminales duras, aspecto observado en el presente estudio, particularmente en la variable SFNG (fig. 1b), donde el valor de este indicador superó el 40%. Esta también pudo ser la principal causa que provocó el comportamiento desigual de la germinación durante el ensayo general realizado, donde se observó su disminución con el aumento del tiempo de almacenamiento. Ello ha sido informado por Matías (1998) y Navarro (2003) en otras simientes de leguminosas, como las de Albizia lebbeck.

Otro factor que pudo influir en el detrimento de la germinación en las simientes de mayor edad fisiológica fue la pudrición seminal; ello pudo deberse al mayor tiempo en que permanecieron en condiciones no controladas de almacenamiento, donde los microorganismos encontraron un ambiente favorable para su sobrevivencia, crecimiento, desarrollo y multiplicación.

González y Mendoza (1995), al investigar con semillas de L. leucocephala cv. Cunningham almacenadas al ambiente, informaron que a medida que el período de almacenamiento se prolongaba las semillas podridas también aumentaban (0,13 y 2,0% de afectación a los seis y 18 meses de almacenamiento, respectivamente), criterios que en cierta medida concuerdan con lo hallado en el presente estudio.

El hecho de que los microorganismos influyeran en la baja germinación y en la calidad de las semillas germinadas indica que, en ocasiones, no basta solo con controlar el contenido de humedad de las semillas en intervalos óptimos, sino que es necesario mejorar las condiciones de almacenaje, pues los microorganismos (en especial los hongos del almacén) son más dependientes de la humedad relativa y la temperatura del almacén para ejercer su acción sobre la semillas, que del propio contenido de humedad (Schmidt, 2000).

Los tipos de pudrición en las semillas fueron originados por diferentes agentes (hongos, bacterias y pudriciones sin signos visibles de microorganismos), los que se muestran en las figuras 2a y 2b. En la figura 2a se puede observar que los valores más altos, aunque con porcentajes bajos, los mostró la pudrición por hongos (3,25ª%), cuyo valor difirió de la PB y de los SPSSVM (1,0b y 1,0b%, respectivamente).

En la figura 2b se observa un comportamiento similar, aunque los valores de la pudrición fueron más altos; se destacó la PH (19,75a%), que no difirió estadísticamente de la PB (14,75a%) pero sí de la SPSSVM (5,5b%).

El predominio de las afectaciones originadas por hongos pudo estar dado porque estos organismos encontraron las condiciones óptimas (temperatura y humedad) para su desarrollo. Según García, Permuy y Chaveco (2003), los hongos son los microorganismos que más abundan en la microflora asociada a las semillas almacenadas y, a su vez, constituyen la causa más importante de pérdida y deterioro durante el almacenamiento.

Para verificar lo anteriormente planteado se realizó una matriz de correlación (tabla 2), donde se observó una relación positiva y altamente significativa para la PH (95%), que presentó los mayores valores entre las pudriciones. Esto reafirma que las PH están entre las más importantes dentro de las pudriciones seminales y coincide con lo planteado por Lenné (1991), quien señaló que los hongos son los principales agentes causales de enfermedades en las semillas; y también con lo informado por Alonso, Delgado y Sánchez (1996) al estudiar la micoflora asociada a las semillas de L. leucocephala cv. Perú.

En este estudio se detectaron y aislaron los géneros fungosos: Aspergillus, Penicillium, Rhizopus, Chaetomium, Fusarium, Alternaria, Cladosporium, Trichoderma y Pestalotia, de los cuales los cuatro primeros, junto a Mucor, atacan las semillas ortodoxas durante el almacenamiento, según Schmidt (2000). Estos hongos se encontraron asociados tanto a semillas podridas como germinadas de los lotes 1 y 2, lo que indica que estas últimas no podrían rebasar la fase de plántula y si llegaran a hacerlo existe una alta posibilidad de que algunas de sus partes (raíces, hojas, tallos) se contaminen o se afecten totalmente, ya que varios de los hongos identificados (por ejemplo: Fusarium, Alternaria y Cladosporium) constituyen agentes causales de importantes enfermedades durante esta fase y en su establecimiento (Moreno, Torres y Lenné, 1988; Lenné, 1991; Lezcano, 1999).

La asociación relativamente constante entre los hongos y las semillas conduce a pensar que estos son un componente importante del deterioro, lo cual coincide con lo señalado por Silva (1993). Por otra parte, se corroboró lo planteado por Ridao (2003) acerca de que los patógenos fungosos constituyen el grupo más importante y numeroso que se asocia a las simientes durante el almacenamiento, y representan las principales causas de la pérdida de la viabilidad y de la calidad, en sentido general, de las simientes en el almacén (Silva, 1993; Thomsen y Schmidt, 1999; Schmidt, 2000).

Las bacterias fueron la segunda causa de las pudriciones en las semillas, con valores superiores en el lote 2 con respecto al 1, lo que pudo deberse al período de almacenamiento y a las condiciones ambientales. Matías (2000) obtuvo un comportamiento similar al evaluar durante dos años consecutivos la enfermedad gomosis bacteriana en semillas de este mismo cultivar, aunque los porcentajes de infección descritos por este autor oscilaron desde 1,0 hasta 8,4% (en el primer y segundo año, respectivamente), con relación a 1,0-14,75% en la presente investigación.

En cuanto a la identificación de la bacteria, el aislamiento realizado coincidió con el resultado de Delgado, Martínez y Rodríguez (1989), correspondiente al género Erwinia.

El origen de las otras pudriciones que afectaron las semillas (SPSSVM) pudo estar dado por el propio envejecimiento natural de estas durante el almacenamiento en condiciones ambientales, ya que no se observó la aparición de signos o síntomas que indicaran la presencia de microorganismos. Según Silva (1993), el deterioro de las semillas es un mecanismo complejo del cual no se conoce con precisión todos los procesos fisiológicos y bioquímicos asociados a él; no obstante, el agotamiento de las reservas alimenticias, la inactivación de las enzimas, la alteración de la integridad de las membranas celulares y la acumulación de compuestos tóxicos, entre otras, son algunas de las causas que conllevan al aumento de este y con ello a la pérdida de la viabilidad de las semillas.

Viabilidad. Los porcentajes de viabilidad de las semillas (tabla 3) disminuyeron a medida que aumentó el tiempo de almacenamiento y la edad fisiológica (93,5 y 67,7% para el lote 1 y 2, respectivamente). Este comportamiento concuerda con lo planteado por Bruggink, Ooms y Van Der Toorn (1999), sobre la tendencia que experimenta dicho indicador de calidad durante el almacenamiento. González, Yolanda (comunicación personal) considera que estos porcentajes de viabilidad son aceptables para las semillas de leucaena almacenadas en condiciones ambientales, a pesar de que los valores que se obtuvieron en el lote 2 fueron inferiores a los del lote 1.

La pérdida de la viabilidad en las simientes de 18 meses pudo estar dada por la acción de los hongos o de otros microorganismos. Según Schmidt (2000), cuando los microorganismos están presentes y activos en las semillas, interactúan con el envejecimiento natural para hacer que las semillas de mayor edad fisiológica sean más susceptibles a la infección, lo que provoca que exista un mayor rompimiento de los constituyentes de sus células con el progresivo deterioro, tal como ocurre en el envejecimiento natural, y consecuentemente pierdan la viabilidad a un ritmo acelerado. Criterios similares fueron informados por Christensen (citado por Silva, 1993).

Otra causa que pudo influir en la pérdida de la viabilidad fue el posible deterioro natural que sufrieron las semillas, proceso conocido también como envejecimiento (Sacandé, 2000).

Un comportamiento similar al que mostró la viabilidad en este estudio lo obtuvieron Navarro (2002) en A. lebbeck y González (2003) en Bauhinia purpurea, especies de uso múltiple en la ganadería cubana. Según la primera autora (comunicación personal), el proceso que experimentó la viabilidad se considera lógico, ya que aun en condiciones óptimas de almacenamiento se puede mantener la viabilidad, pero no mejorarla, criterio que coincide con lo informado por Hilhorst y Bradford (2000).

De acuerdo con los resultados, se concluye que el contenido de humedad de las semillas (10% aproximadamente) se encuentra en el intervalo óptimo (10-12%) para el almacenamiento al ambiente, y el porcentaje de pureza también fue adecuado. En cuanto al porcentaje de germinación en ambos períodos de almacenamiento, los valores se correspondieron con la edad fisiológica de las semillas (71 y 26%, respectivamente). Por otra parte, es importante destacar la detección de nueve géneros fungosos (Aspergillus, Penicillium Rhizopus, Chaetomium, Fusarium, Alternaria, Cladosporium, Trichoderma y Pestalotia) y un género bacteriano (Erwinia), los cuales son los responsables del deterioro de las semillas, más evidente en las de mayor edad fisiológica. Ello indica la necesidad de continuar los estudios para identificar las especies fungosas asociadas a ellas y determinar las que resultan patógenas de esta leguminosa forrajera.

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Recibido el 16 de octubre del 2006
Aceptado el 9 de enero del 2007