Estación Experimental de Plantas Medicinales "Juan Tomás Roig"

Efectos alelopáticos de restos de diferentes especies de plantas medicinales sobre la albahaca (Ocimum basilicum L.) en condiciones de laboratorio

Lic. Horacio Rodríguez González,1 Lic. Dagoberto Mederos Mederos2 y Téc. Isabel Hechevarría Sosa3

Resumen

Con el objetivo de evaluar estos posibles efectos alelopáticos en residuos de plantas medicinales sobre semillas de Ocimum basilicum L., que serán cultivadas asociadamente con esta especie en condiciones de campo, se montó en diseño completamente aleatorizado, un experimento, repetido 3 veces, en el laboratorio de cultivo de tejidos de la EEPM "Dr. Juan Tomás Roig" del CIDEM, La Habana, Cuba. Se encontró que el proceso de germinación se ve influenciado por los residuos de las especies evaluadas: Ocimum basilicum L., Aloe vera L. N. Burn., Matricaria recutita L., Calendula officinalis L. y Plecthranthus amboinicus L. En relación con la formación de masa seca, Aloe vera L. N. Burn. y Calendula officinalis L. provocaron los efectos más positivos.

DeCS: ALBAHACA/crecimiento & desarrollo; SEMILLAS/ crecimiento & desarrollo; PLANTAS MEDICINALES/ crecimiento & desarrollo; CULTIVOS AGRICOLAS; GERMINACION; MEDICINA HERBARIA; AGRONOMIA.

Tanto en los ecosistemas naturales como en los agroecosistemas, las plantas liberan al medio una cantidad apreciable de compuestos biológicamente activos y algunos de ellos actúan como inhibidores o estimuladores de la germinación de las semillas y afectan o benefician el crecimiento de las plantas. Estas sustancias se denominan alelopáticas y su acción se conoce como alelopatía o efectos alelopáticos.1
La albahaca blanca (Ocimum basilicum L.) es una hierba de las Labiadas originaria del Asia tropical y cultivada en Cuba y otros países.2 Por sus propiedades aromáticas y medicinales, atribuidas popularmente y confirmadas farmacológicamente,3 es una de las plantas autorizadas por el Ministerio de Salud Pública de Cuba para su utilización en el Sistema Nacional de Salud.
La especie es de amplia distribución y abundancia, se le encuentra de forma espontánea en las cercanías de las poblaciones y de las viviendas campesinas. No obstante, en los últimos tiempos se tiende a sistematizar su cultivo a fin de obtener material de alta calidad para su empleo como materia prima en la producción de fitofármacos.
Para ello, debe determinarse la forma en que se intensifique la producción mediante el uso más eficiente de los factores de crecimiento, del espacio y el tiempo disponibles, y una forma de lograrlo es por medio de la asociación de especies.4-6 Por estas razones, deben realizarse investigaciones con el propósito de acumular información sobre el comportamiento de estos sistemas y determinar posibilidades de aplicación de esta técnica tradicional sobre bases científicas, con miras a incrementar la eficiencia de los sistemas agrícolas.7 Una de las investigaciones que más deben potenciarse, son las relaciones alelopáticas entre los diferentes componentes del sistema y las asociaciones y rotaciones adecuadas, puesto que los efectos alelopáticos no sólo se observan en ecosistemas naturales, sino también en ecosistemas cultivados.8 Este efecto, también se hace extensivo a toda la comunidad biológica que interactúa entre sí. De ahí, que muchas de las sustancias identificadas como alelopáticas, están simultáneamente relacionadas con funciones de protección o defensas de las plantas, contra ataques de microorganismos e insectos.9-12
Diversos autores,13 consideran la alelopatía como un fenómeno de excreción, es decir, exudados de sustancias con el efecto inhibitorio, estimulante e incluso autotóxico que provienen del follaje o parte subterránea de otras plantas, ya sean vivas, muertas o en descomposición. Otros autores,14,15 coinciden al generalizar el concepto: son todas las interferencias entre seres vivos provocadas por sustancias químicas, por ellos elaboradas, independientemente de ser o no del reino vegetal.
La sustancias alelopáticas son de naturaleza química muy diversa y la mayoría son de origen orgánico.16,17
El conocimiento de los efectos alelopáticos, contribuye a poder determinar la compatibilidad entre las diferentes especies, para el establecimiento de las asociaciones de cultivo en condiciones de producción y tecnología de policultivos más adecuadas a las necesidades de una agricultura sostenible. Ello permite utilizar más eficientemente el suelo y otros recursos y reducir los riesgos de pérdidas debido a plagas y sequías.18
Por tanto, el objetivo de este trabajo es evaluar los efectos alelopáticos de restos de diferentes especies de plantas medicinales sobre la albahaca (Ocimum basilicum L.), como componente de un sistema de cultivos asociados en condiciones de laboratorio.

Métodos

Se montó un experimento, repetido 3 veces, en el laboratorio de cultivo de tejidos de la Estación Experimental de Plantas Medicinales "Dr. Juan Tomás Roig" CIDEM, ubicada en el municipio de San Antonio de los Baños, durante el año 1999.
Se utilizó un diseño experimental completamente aleatorio con 6 tratamientos y 5 repeticiones. Los factores empleados fueron:

1. Semillas de albahaca (Ocimum basilicum L.) sin material vegetal (testigo).
2. Semillas de albahaca (Ocimum basilicum L.) sobre material vegetal de caléndula (Calendula officinalis L.).
3. Semillas de albahaca (Ocimum basilicum L.) sobre material vegetal de orégano francés (Plecthranthus amboinicus L.).
4. Semillas de albahaca (Ocimum basilicum L.) sobre material vegetal de manzanilla (Matricaria recutita L.).
5. Semillas de albahaca (Ocimum basilicum L.) sobre material vegetal de sábila (Aloe vera L. N. Burn.) y extracto acuoso del gel al 20 % (v/v).
6. Semillas de albahaca (Ocimum basilicum L.) sobre material vegetal de la propia especie.
   

Después de seco el material vegetal (follaje y raíces) de cada una de las especies utilizadas, se trituró mediante el empleo de un molino de cuchillas, modelo RETCH de 220 V para obtener un tamaño de partícula igual a 3 mm.
Se utilizaron frascos de vidrio (pomos de boca ancha), que constituyeron cada uno, una réplica, a los que se les colocó una capa de 5 mm de material vegetal, excepto al testigo, y sobre ella una capa de un centímetro de espesor de algodón humedecida con agua destilada, cubriéndose con un papel de filtro estéril. Sobre este se colocaron 20 semillas por frasco y se mantuvo la humedad con agua destilada, según el método de los residuos vegetales.19
Las evaluaciones realizadas fueron las siguientes:
- Velocidad de germinación desde el primer día hasta los 11 d.
- Porcentaje de germinación a los 11 d.
- Longitud del epicótilo e hipocótilo (cm) a los 11 d.
- Masa seca del epicótilo e hipocótilo (g) a los 11 d.
Los resultados fueron procesados estadísticamente a través de análisis de varianza simple, se transformaron los datos de porcentaje por la fórmula . La comparación de las medias se hizo por la dócima de rangos múltiples de Duncan20 para el 5 % de probabilidad.

Resultados

La germinación comienza al primer día con todas las especies, excepto en la caléndula (Calendula officinalis L.), y durante todo el período de evaluación (11 d), obtuvo valores inferiores, respecto al resto de las variables. Los tratamientos de mayor germinación el primer día, correspondieron al testigo y sobre la sábila, con el 12 % ambos aproximadamente. A los 10 d, todas las variantes alcanzan el máximo de germinación. A partir de ahí, no se elevan los porcentajes. Se destacan los tratamientos con albahaca y aloe, donde se obtienen los mayores porcentajes de germinación en el tiempo, incluso superiores al testigo, lo que evidencia un efecto positivo. Ocurriendo lo opuesto con las restantes especies estudiadas (figura).

 

Fig. Masa seca (g) del epicótilo e hipocótilo de Ocimum basilium L. frente a residuos de diferentes plantas medicinales. En ambos casos (epicótilo e hipocótilo), las barras que indican tratamiento están dispuestas de izquierda a derecha, en el mismo orden de la leyenda.

En la tabla 1, se aprecia el porcentaje de germinación de la albahaca frente a diferentes especies de plantas medicinales en 3 repeticiones del experimento en condiciones de laboratorio, donde sólo hubo diferencias significativas en la primera. En las 3 repeticiones, el comportamiento de la germinación fue similar en general. Destacándose el efecto positivo del Aloe vera L. N. Burn., Matricaria recutita L., Plecthranthus amboinicus L., incluso por encima del testigo.

Tabla 1. Germinación (%) de Ocimum basilicum L., frente a diferentes plantas medicinales en condiciones de laboratorio

Tratamiento	Repetición 1 %	Repetición 2 %	Repetición 3 %
Testigo	77,5 a	58,4	44,0
Aloe vera L. N. Burn.	85,7 a	73,0	60,5
Ocimum basilicum L.	56,5 b	69,5	62,9
Calendula officinalis L.	73,6 ab	62,3	31,8
Matricaria recutita L.	76,5 a	75,2	48
Plecthranthus amboinicus L.	80,8 a	66,1	66,1
	0,13	0,15 n.s	0,14 n.s
CV	14,10 %	17,07 %	20,61 %

Medias con letras iguales, dentro de una misma columna, no difieren según dócima de rangos múltiples de Duncan para p < 5.

Por su parte, la tabla 2 muestra el comportamiento de la longitud (cm) del epicótilo de la albahaca, frente a diferentes plantas medicinales, donde en todas las repeticiones hubo diferencias significativas entre los tratamientos evaluados. Los mejores resultados los mostró el testigo, seguido del Aloe vera L., que en las repeticiones 1 y 3 no difirió con el mismo. Los valores más bajos en todos los casos, los obtuvo la Calendula officinalis L. y Plecthranthus amboinicus L.

Tabla 2. Longitud (cm) del epicótilo de Ocimum basilicum L. frente a diferentes plantas medicinales

Tratamiento	Repetición 1 %	Repetición 2 %	Repetición 3 %
Testigo	1,60 a	1,98 a	1,34 a
Aloe vera L. N. Burn.	1,74 a	1,32 bc	1,18 a
Ocimum basilicum L.	1,06 b	0,96 c	0,60 b
Calendula officinalis L.	0,56 b	0,38 d	0,62 b
Matricaria recutita L.	0,96 bc	1,46 b	0,44 b
Plecthranthus amboinicus L.	0,88 bc	0,34 d	0,40 b
	0,14	0,16	0,11
CV	27,41 %	33,27 %	31,64 %

Medias con letras iguales, dentro de una misma columna, no difieren según dócima de rangos múltiples de Duncan para p < 5.

En la tabla 3, se observa la longitud del hipocótilo (cm), donde algo similar a lo anterior ocurre en este caso. También se encontraron diferencias significativas en todas las repeticiones, generalmente, con los mejores resultados en el testigo, seguido del Aloe vera L. N. Burn.

Tabla 3. Longitud (cm) del hipocótilo de Ocimum basilicum L. frente a diferentes plantas medicinales

Tratamiento	Repetición 1 %	Repetición 2 %	Repetición 3 %
Testigo	2,08 a	1,44 a	0,98 a
Aloe vera L. N. Burn.	2,32 a	0,86 b	0,70 b
Ocimum basilicum L.	1,10 bc	0,56 b	0,38 c
Calendula officinalis L.	0,98 c	0,84 b	0,36 c
Matricaria recutita L.	1,48 b	1,32 a	0,34 c
Plecthranthus amboinicus L.	0,94 c	0,66 b	0,20 c
	0,15	0,14	0,09
CV	22,38 %	33,46 %	40,96 %

Medias con letras iguales, dentro de una misma columna, no difieren según dócima de rangos múltiples de Duncan para p < 5.

En la figura, por último, se muestra el comportamiento del contenido de masa seca, tanto del epicótilo como del hipocótilo, frente a los diferentes residuos. Contrariamente a lo que ocurrió en la longitud, la mayor acumulación de masa seca ocurre con la Calendula officinalis L., seguida del Aloe vera L. N. Burn. y del Ocimum basilicum L. Esto puede indicar que el efecto no resulta totalmente negativo en la Calendula officinalis L. Las 3 variantes restantes mostraron valores inferiores.

Discusión

Se puede observar el comportamiento diferencial en la velocidad de germinación de la albahaca (Ocimum basilicum L.) frente a las demás especies (figura). Este es uno de los parámetros que puede presentar diferentes respuestas en la germinación de las semillas de una especie determinada, cuando se encuentra influenciada por diferentes sustancias de otras plantas.8,21 El proceso de germinación se desencadena a partir de que las semillas se saturan de agua y comienza la mitosis en el embrión, pero si con esta agua penetran algunas sustancias alelopáticas que son capaces de inhibir o retardar la multiplicación o crecimiento de las células, se podría también retardar el proceso de germinación. Esto al parecer es lo que debe ocurrir con los restos de la especie Calendula officinalis L., que sobre ellos, en los primeros días no germinaron las semillas y logran estabilizar la germinación a partir de los 10 d.
En relación con el porcentaje de germinación de Ocimum basilicum L. (tabla 1), sobre Aloe vera L. N. Burn. y Plecthranthus amboinicus L., está por encima del 80 % y aunque no existen diferencias significativas con el testigo, si fueron en ambas especies superiores a éste, en la primera repetición. Además, esto se pudo constatar en las 2 siguientes repeticiones, que aunque no se encontraron diferencias significativas, si se observa un porcentaje superior en la germinación sobre estos residuos, en comparación al tratamiento testigo. Esto puede estar relacionado con que dichas especies liberan al medio algunas sustancias que pueden estimular el proceso de germinación. Casos similares han sido soportado por otros investigadores,22 al evaluar los efectos de Abutilon theophrasti Med, demostrando que su extracto estimuló la germinación de la soya y de Amaranthus sp. También se reporta,23 que las plantas parásitas de los géneros Striga y Orobanche, producen strigol, que estimula la germinación de las plantas hospedantes y otras especies consideradas malezas.
Al analizar la elongación (tablas 2 y 3), tanto del epicótilo como del hipocótilo, es destacable el fuerte poder inhibitorio logrado por Calendula officinalis L., sin diferencias significativas con Plecthranthus amboinicus L., indicando la posibilidad de que se desarrollen efectos alelopáticos negativos entre estas especies y las semillas de Ocimum basilicum L., provocados por determinadas sustancias químicas (aleloquímicos). Esto ha sido evidente entre numerosas especies vegetales en condiciones de campo y laboratorio, así, por ejemplo, los residuos de Ambrosia artemiscifolia L., Abutilon theophrasti Med. y Echinochloa crus-gali L. Bear., inhibieron el crecimiento del maíz y la soya.24 Dentro de este mismo contexto, se reportó 25 que la pangola (Digitaria decumbens L., Imperata cylinfrica L. y Panicum repens L.), desarrollada bajo varias condiciones culturales, generalmente mostraron una inhibición del crecimiento del sistema radical de plántulas de lechuga (Latuca sativa L.) y arroz (Oryza sativa L.).
También se reporta 24 que extractos hechos con residuos de Chenopodium album L., Amaranthus retroflexus L., Panicum dichofomiflorum L., Setaria viridis L., inhibieron la elongación del hipocótilo de la soya. Otros investigadores,26 señalan que los extractos de Don Carlos (Sorghum halepense L.), inhiben la elongación radicular de los cultivos de tomate, frijol, pepino, col y melón de agua, por su parte, los extractos de Cynodon dactylon., mostraron efectos similares con respecto al pepino y tomate, no afectando al frijol.
El comportamiento del contenido de masa seca, en particular con relación a los residuos de Calendula officinalis L. donde ocurrió la mayor acumulación, puede también estar influido por el fuerte poder inhibitorio de estos restos vegetales, pues existen indicadores de que las sustancias alelopáticas alteran el balance hídrico, influyendo en el crecimiento y por ende en el contenido de masa seca, así se ve que el extracto líquido de las hojas de girasol (Helanthus annus L.) altera el balance hídrico e inhibe el crecimiento de Sorghum bicolor Moench.27 También se reporta,28 que los exudados producidos por el sistema radicular del girasol producen la autotoxicidad de la especie, provocando autoinhibición en su emergencia, reducción de la altura, masa fresca y masa seca y el peso seco se afectó también en las especies, Echinochloa colonum L. y rábano (Raphanus sativus L.) con dichos exudados.

Conclusiones

De forma general se puede concluir:

• El proceso de germinación de la albahaca (Ocimum basilicum L.,) se ve influenciado por las especies evaluadas. La velocidad y el porcentaje de germinación, así como la longitud del epicótilo y el hipocótilo fueron favorecidos en el Ocimum basilicum L. por los residuos de Aloe vera L. N. Burn. y los de la propia especie. Matricaria recutita L. mostró valores intermedios y Calendula officinalis L. y Plecthranthus amboinicus L. los menores.
• En relación a la formación de masa seca, la Calendula officinalis L. y el Aloe vera L. N. Burn. provocaron los efectos más positivos.
  

RECOMENDACIONES

• Tener en cuenta estos resultados para experimentos de campo y poder llegar a conclusiones sobre las mejores asociaciones de cultivos a establecer con las especies estudiadas, así como para una efectiva rotación de cultivos en condiciones de producción.

Abstract

In order to evaluate the possible allelopathic effects of medicinal plant residues on seeds of Ocimum basilicum L. that will be grown together with this species under field conditions, a completely randomized experiment was designed. It was repeated 3 times in the tissues culture laboratory of "Dr. Juan Tomás Roig" Experimental Station of Medicinal Plants of the Drug Research and Development Center (CIDEM, in Spanish), Havana City, Cuba. It was observed that the germination process was influenced by the residues of the evaluated species: Ocimum basilicum L, Aloe vera L. N. Burn, Matricaria recutita L., Calendula officinalis L., and Plecthranthus amboinicus L. Aloe vera L. N. Burn and Callendula officinalis had more positive effects.

Subject headings: BASIL/growth & development; SEEDS/ growth & development; PLANTS MEDICINAL/ growth & development; CROPS; AGRICULTURAL; GERMINATION; MEDICINE; HERBAL; AGRONOMY.

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Recibido: 19 de marzo del 2002. Aprobado: 3 de agosto del 2002.
Lic. Horacio Rodríguez González. Estación Experimental "Dr. Juan Tomás Roig"
San Antonio de los Baños, La Habana, Cuba.

1 Investigador Agregado.
2 Máster. Profesor Asistente.
3 Técnico Medio en Agronomía. .