ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN

Temperatura óptima de germinación y patrones de imbibición de las semillas de Albizia lebbeck, Gliricidia sepium y Bauhinia purpurea

Optimum germination temperature and imbibition patterns of the seeds from Albizia lebbeck, Gliricidia sepium and Bauhinia purpurea

 

J. Reino¹, Yolanda González ¹ y J. A. Sánchez ²

¹Estación Experimental de Pastos y Forrajes «Indio Hatuey» Central España Republicana, CP 44280, Matanzas, Cuba

²Instituto de Ecología y Sistemática. Ciudad de La Habana, Cuba

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RESUMEN

Se utilizaron semillas frescas y envejecidas de las plantas arbóreas Albizia lebbeck, Gliricidia sepium y Bauhinia purpurea, procedentes de la Estación Experimental de Pastos y Forrajes «Indio Hatuey», Matanzas, Cuba. Se diseñó un experimento de clasificación simple y cinco réplicas para la respuesta germinativa a diferentes temperaturas del sustrato (constante a 25ºC y tres alternas: 25/30ºC, 25/35ºC y 25/40ºC). Antes de la siembra las semillas de A. lebbeck se escarificaron (agua a 80ºC/2'). Para el patrón de imbibición las semillas se colocaron sobre papel de filtro humedecido con agua destilada, según la temperatura óptima de germinación, en luz blanca fluorescente y en diferentes tiempos de imbibición. En las semillas frescas de todas las especies los mayores porcentajes de germinación final se obtuvieron a temperatura alterna de 25/35ºC y en las envejecidas a 25/30ºC. Con respecto al patrón de imbibición, todas siguieron un patrón trifásico de absorción de agua. Las semillas frescas y envejecidas de G.. sepium presentaron un patrón de imbibición muy similar; sin embargo, las semillas frescas de las otras especies tuvieron una mayor velocidad de hidratación que las envejecidas y, por consiguiente, alcanzaron el comienzo de la fase III del patrón de imbibición (i.e., germinación visible) más rápidamente. Se concluye que el rango de temperatura óptima para la germinación de las semillas envejecidas fue de 25/30ºC y para las frescas fue de 25/35ºC y ambas presentaron un patrón trifásico de absorción de agua cuando la siembra se realizó en la temperatura óptima de germinación.

Palabras clave: Albizia lebbeck, Bauhinia purpurea, germinación, Gliricidia sepium

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ABSTRACT

Fresh and aged seeds of the trees Albizia lebbeck, Gliricidia sepium and Bauhinia purpurea from the Experimental Station of Pastures and Forages «Indio Hatuey», Matanzas, Cuba, were used. A simple classification experiment and five replications were designed for the germinative response to different temperatures of the substratum (constant 25ºC and three alternate ones: 25/30ºC, 25/35ºC and 25/40ºC). Before seeding the seeds of A. lebbeck were scarified (water at 80ºC/2'). For the imbibition pattern the seeds were put on filter paper moist with purified water according to the optimum germination temperature, under white fluorescent light and at different imbibition times. In the fresh seeds of all the species the highest percentages of final germination were obtained at alternate temperature of 25/35ºC and in the aged ones at 25/30ºC. With regards to the imbibition pattern they all followed a threephase pattern of water absorption. The fresh and aged seeds of G. sepium showed a very similar imbibition pattern, however the fresh seeds of the other species presented higher hydration rate than the aged ones and consequently they reached faster the start of phase III of the imbibition pattern (i.e. visible germination). The range of optimum temperature for the germination of aged seeds was concluded to be 25/30 ºC and for the fresh ones it was 25/35 ºC and both showed a three phase pattern of water absorption when the seeding was carried out at optimum germination temperature.

Key Words: Albizia lebbeck, Bauhinia purpurea, germination, Gliricidia sepium

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INTRODUCCIÓN

La Estación Experimental de Pastos y Forrajes «Indio Hatuey», centro nacional de introducción para la rama de los pastos, forrajes y plantas arbóreas, tiene entre sus tareas la de conservar el germoplasma introducido en el país y el obtenido como producto de las colectas y la mejora genética, para cuyo mantenimiento es incuestionable la necesidad de introducir mecanismos que estimulen la germinación y el vigor de las plantas durante la emergencia; a través de estos se espera lograr valores aceptables para la posterior regeneración, ya que el deterioro de las semillas se debe, entre otras causas, a agentes mutágenos y a la desnaturalización de los ácidos nucleicos y las proteínas (Mc Donald, 2000). Entre los tratamientos más utilizados se encuentran los pregerminativos de hidratación deshidratación (Sánchez, Orta y Muñoz, 2001), que parecen activar los mecanismos de reparación de ADN y proteínas (Bailly, Benamar, Corbineau y Côme, 2000) así como una disminución de las aberraciones cromosómicas (Rao, Roberts y Ellis, 1987), lo que conllevaría a la recuperación de las características botánicas originales en las plantas resultantes.

En Cuba se han obtenido incrementos notables, con el empleo de estos tratamientos, en la germinación y en el establecimiento en condiciones de déficit hídrico, con respecto al testigo, tanto en semillas de plantas cultivadas (Sánchez y Muñoz, 2004; Orta, Sánchez, Muñoz, Calvo, Hernández y Prede, 2004) como en forestales pioneras (Sánchez, Muñoz y Montejo, 2004). También se logró un efecto positivo cuando se combinaron los tratamientos hídricos con los de choque térmico en semillas sin germinar (Sánchez, 2003), en accesiones de leguminosas herbáceas envejecidas y en la arbórea Leucaena leucocephala cv. Cunningham.

Por todo lo antes expuesto, el objetivo de este trabajo fue estandarizar la tecnología de hidratación deshidratación en accesiones de leguminosas arbóreas envejecidas y frescas (Albizia lebbeck, Gliricidia sepium y Bauhinia purpurea), a partir de la determinación de la temperatura óptima del sustrato para la germinación y los patrones de imbibición para cada lote de semilla estudiado.

MATERIALES Y MÉTODOS

Material vegetal. Se utilizaron semillas frescas y envejecidas de A. lebbeck, G. sepium y B. purpurea. Estas procedían de la Estación Experimental de Pastos y Forrajes «Indio Hatuey», Matanzas, Cuba. La recolección de las semillas frescas se realizó en el 2005 y la de las envejecidas en el 2004. Todas las semillas se almacenaron a temperatura ambiente hasta su uso.

Determinación de la temperatura óptima de germinación. Se diseñó un experimento de clasificación simple unifactorial y cinco réplicas para conocer la respuesta germinativa de las semillas a diferentes temperaturas del sustrato. Antes de la siembra las semillas de A. lebbeck se sometieron a la inmersión en agua a 80ºC durante 2', de acuerdo con lo recomendado por González y Navarro (2001), para la eliminación de la dormancia exógena (por impermeabilidad de las cubiertas al agua) que presentan las semillas frescas y envejecidas de esta especie. Se utilizó una temperatura constante de 25ºC y tres niveles de temperatura alterna: 25/30ºC, 25/35ºC y 25/40ºC, con una fluctuación de ocho horas para la temperatura más elevada y 12 horas para 25ºC, y una transición de cuatro horas. Las pruebas de germinación se realizaron en placas de Petri (9 cm de diámetro) que se colocaron en cámara de crecimiento (Gallenkamp, Londres) equipada con lámparas fluorescentes de 40 W situadas a 20 cm del nivel de las placas, con un fotoperíodo de 8 horas luz que coincidió con el termoperíodo de mayor temperatura. Se determinó el porcentaje de germinación final, la velocidad de germinación (T20) y el porcentaje de semillas muertas, esta última variable según las normas del ISTA (1999).

Determinación del patrón de imbibición de las semillas en agua. Las semillas se colocaron en placas de Petri (9 cm de diámetro) sobre papel de filtro humedecido con agua destilada, a temperatura alterna de 25/30ºC para el caso de las envejecidas y a 25/35ºC para las semillas frescas (rango de temperatura óptimo para la germinación) y en luz blanca fluorescente (con similar termoperíodo y fotoperíodo al anteriormente descrito). En diferentes tiempos de imbibición, de dos horas, se pesaron para determinar la dinámica de absorción de agua en relación con el peso fresco. Para tal propósito se tomaron cinco réplicas de 50 semillas cada una por punto de imbibición. El contenido de humedad inicial se determinó mediante su secado durante 17 horas en una estufa mantenida a 103 ± 2ºC (ISTA, 1999). La hidratación de estas se consideró completa hasta el inicio de la germinación visible.

Las variables estudiadas fueron sometidas a las pruebas de Bartlett y Komolgorov Smirnov para conocer si cumplían con las premisas de homogeneidad de varianza y normalidad, respectivamente. Los datos expresados en porcentaje se transformaron en arc sen % y se procesaron por ANOVA de clasificación simple. Para la aplicación de las pruebas de comparaciones múltiples de medias a posteriori se siguió el criterio propuesto por Blanco (2001).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Germinación de semillas frescas y envejecidas. En las semillas frescas de todas las especies los mayores porcentajes de germinación final se obtuvieron a temperatura alterna de 25/35ºC y en las envejecidas a 25/30ºC (tabla 1). Resultados similares se obtuvieron en semillas de otras leguminosas herbáceas, como Crotalaria spectabilis, Mimosa invisa, Macroptilium atropurpureum, Indigofera sp., Desmanthus virgatus, Clitoria ternatea, Crotalaria sp. y Centrosema pubescens, y en las arbóreas Trischospermum grewiifolium (Kosterm), Cecropia schreberiana Miq e Hibiscus elatus y L.leucocephala, cuando fueron plantadas en condiciones de temperatura similares a las del presente experimento (Reino, 2005). Este resultado posiblemente se debió a la pérdida de vigor por parte de las semillas envejecidas, sobre todo de A. lebbeck y B. purpurea, que afectó significativamente su respuesta germinativa y aumentó el porcentaje de semillas muertas en los termoperíodos de 25/35ºC y 25/40ºC con relación a los resultados en la temperatura de 25/ 30ºC.

Es de resaltar que las semillas envejecidas de B. purpurea se hidrataron considerablemente en los termoperíodos de 25/35ºC y 25/40ºC, pero no lograron germinar. Al parecer, estos rangos de temperatura son letales para dichas semillas en esta especie. Por otra parte, las semillas envejecidas de G. sepium presentaron altos porcentajes de germinación final, lo cual demuestra que las condiciones y el tiempo de almacenamiento no afectaron su viabilidad. En general, los resultados evidenciaron que la germinación de las semillas frescas y envejecidas de las tres especies estudiadas se desencadenó tanto a temperatura constante como alterna, aunque la máxima germinación se alcanzó en el rango de temperatura de 25/30ºC ó 25/35ºC.

Por consiguiente, estas temperaturas alternas también pueden considerarse los rangos de temperatura óptimos para la imbibición de las semillas envejecidas y frescas, respectivamente, dado que se obtuvo la máxima germinación en el menor tiempo posible.

Patrón de hidratación de las semillas. Cuando las semillas envejecidas y frescas de las tres especies estudiadas se hidrataron a temperatura alterna de 25/30ºC o de 25/35ºC, respectivamente, siguieron un patrón trifásico de absorción de agua (fig. 1), como la generalidad de las semillas de las especies cultivadas (Bewley y Black, 1994; Bewley, 1997; Sánchez, Orta y Muñoz, 2001).

Las semillas frescas y envejecidas de G. sepium presentaron un patrón de imbibición muy similar, debido posiblemente al buen estado de conservación en que se encontraban las semillas viejas. Sin embargo, en el resto de las especies se observó una clara diferencia entre el patrón de imbibición de las semillas frescas y las envejecidas. Las frescas presentaron una mayor velocidad de hidratación que las envejecidas y, por consiguiente, alcanzaron el comienzo de la fase III del patrón de imbibición (i.e., germinación visible) más rápidamente. Estos resultados están en correspondencia con los obtenidos por otros autores cuando hidrataron semillas frescas y envejecidas de una misma especie (Sánchez, Calvo, Muñoz y Orta, 1999; Sánchez, Reino, Muñoz, González, Montejo y Machado, 2005).

Se concluye que el rango de temperatura óptima para la germinación de las semillas envejecidas y frescas de A. lebbeck, G. sepium y B. purpurea fue de 25/30ºC y 25/35ºC, respectivamente. En todas las especies las semillas presentaron un patrón trifásico de absorción de agua cuando la siembra se realizó en la temperatura óptima de germinación.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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17. Sánchez, J.A.; Reino, J.; Muñoz, Bárbara; González, Yolanda; Montejo, Laura & Machado, R. 2005. Efecto de los tratamientos de hidratación deshidratación en la germinación y el vigor de plántulas de Leucaena leucocephala cv. Cunningham. Pastos y Forrajes. 28:209

 

Recibido el 19 de junio de 2008
Aceptado el 15 de julio de 2008