Efecto del método de secado en la longevidad y la calidad de las semillas de Bauhinia purpurea.
I. Almacenamiento en Condiciones Ambientales
Effect of the drying method on the longevity and quality of seeds from Bauhinia purpurea.
I. Storage under ambient conditions
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Marlen NavarroI y J.C. LezcanoIIEstación Experimental de Pastos y Forrajes ¨Indio Hatuey¨. Central España Republicana, CP 44280, Matanzas, Cuba
E-mail: marlen.navarro@indio.atenas.inf.cu
RESUMEN
Se realizó un experimento con el objetivo de determinar la influencia combinada de diferentes métodos de secado, las condiciones de almacenamiento al ambiente y la edad fisiológica de las semillas de B. purpurea, en la capacidad germinativa y en la calidad de estas. Los tratamientos para el secado fueron: A) en las legumbres, B) artificial, y C) al sol. Se determinó el porcentaje de viabilidad y de germinación, así como el contenido de humedad (CH), con una frecuencia mensual durante un año de almacenamiento; además se registró la temperatura y la humedad relativa (máxima y mínima) durante el período evaluado. En el procesamiento de la información se utilizaron análisis multivariados (GLM y Factorial). En los tratamientos A y C se observaron semejanzas en cuanto a la viabilidad y la germinación, aunque las semillas alcanzaron la muerte fisiológica a los siete y nueve meses de permanencia en el almacén, respectivamente. El secado de las semillas con silicagel mostró que la pérdida de la capacidad germinativa siguió un modelo polinomial cúbico, con una marcada tendencia a la linealidad, y al finalizar el estudio fue de 70%. Las diferencias entre el CH de las semillas secadas artificialmente (B) y al sol (C) permitieron confirmar que la longevidad en B fue dos a cuatro veces mayor que en C. Los factores más influyentes en el ritmo de pérdida de la calidad de las semillas B. purpurea almacenadas al ambiente fueron el contenido de humedad y la edad.
Palabras clave: Almacenamiento de semillas, Bauhinia purpurea, calidad
ABSTRACT
A trial was carried out with the objective of determining the combined influence of different drying methods, the storage under ambient conditions and the physiological age of the seeds from B. purpurea, on their germination capacity and quality. The treatments for drying were: A) in the pods, B) artificial and C) under sunlight. The percentage of viability and germination, as well as the moisture content (MC), were determined, with a monthly frequency during a year of storage; in addition the temperature and relative humidity (maximum and minimum) were recorded during the evaluated period. In the information processing multivariate analyses (GLM and Factorial) were used. In treatments A and C similarities were observed regarding viability and germination, although the seeds reached physiological death at seven and nine months of permanence in the storehouse, respectively. The drying of the seeds with silica gel showed that the loss of germination capacity followed a cubic polynomial model, with a remarkable trend to linearity, and at the end of the study it was 70%. The differences between the MC of the seeds dried artificially (B) and under sunlight (C) allowed to confirm that longevity in B was two to four times higher than in C. The most influencing factors on the rate of quality loss of B. purpurea seeds stored under ambient conditions were moisture content and age of the seeds.
INTRODUCCIÓN ]]>
La longevidad de las semillas, es decir el período en que se mantienen viables en el almacén, está determinada por su potencial de almacenamiento genético y fisiológico, y por el daño antes o durante la permanencia en el almacén, así como por la interacción entre los factores individuales, de acuerdo con una revisión realizada por Navarro (2003).En el trópico es común que las semillas de especies leñosas perennes sean almacenadas al ambiente; sin embargo, las condiciones imperantes en tales almacenes no son lo suficientemente favorables para el mantenimiento de la longevidad poscosecha de las simientes de algunos árboles leguminosos y, por consiguiente, los índices de calidad también se afectan. Por ello se necesitan otras alternativas para la siembra, ya que varias de estas especies tienen la habilidad de reproducirse tanto por estacas como por semillas, pero la experiencia en este sentido indica que debido a la dificultad de encontrar suficientes árboles madres y por el costo inicial de transporte, el establecimiento por estacas es a menudo impracticable. Además, en muchas especies las plantas obtenidas por semillas desarrollan una raíz pivotante, relativamente profunda; mientras que las estacas sólo presentan raíces laterales.
En los sistemas agroforestales se destaca la presencia de Bauhinia purpurea (Caesalpiniaceae: Leguminosae), debido a que su follaje se considera como una alternativa de abono orgánico para el pasto
base (Hernández, 2000) y el árbol como aportador de nitrógeno al agrosistema en sentido general, además de contribuir considerablemente a la reducción de la erosión hídrica cuando se planta en líneas (Roothaert, Samson y Kerridge, 2001).
En Cuba existen escasos antecedentes sobre el deterioro de las simientes de Bauhinia y, según lo informado por González (2003), entre los cuatro y seis meses de almacenamiento en condiciones ambientales ocurre una pérdida considerable de la capacidad germinativa; dicho estudio se realizó con semillas que fueron secadas dentro de las legumbres durante 48 horas al sol y posteriormente envasadas en sacos de yute. Sobre esta base se decidió determinar la influencia combinada de los métodos de secado, las condiciones de almacenamiento al ambiente y la edad fisiológica de las semillas de B. purpurea, en la capacidad germinativa y en su calidad.
MATERIALES Y MÉTODOS
Las legumbres de B. purpurea se recolectaron en aproximadamente 20 árboles de generación espontánea, localizados en los 22º46'N y los 81º08'O, en el mes de marzo del año 2000, e inmediatamente fueron trasladadas al Laboratorio de Análisis de Semillas de la EEPF «Indio Hatuey».
Las legumbres recién cosechadas se dividieron en tres porciones, las cuales constituyeron los tratamientos experimentales que se utilizaron para el estudio (tabla 1).
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En todos los tratamientos se separaron las semillas de las legumbres de forma manual y se eliminaron las materias inertes compuestas por semillas enfermas o partidas, así como por restos de legumbres, pecíolos y hojas, siempre con la precaución de no dañar la estructura externa e interna de la semilla.Las simientes de cada tratamiento fueron envasadas en frascos de cristal de color ámbar con cierre semihermético, los que se almacenaron en condiciones ambientales (tabla 2). En cada frasco se depositó una cantidad de semilla superior a la utilizada en las determinaciones del contenido de humedad, la germinación y la viabilidad, correspondientes a cada una de las doce evaluaciones realizadas durante el período de almacenamiento para cada método de secado, es decir, los frascos solo se abrieron en el momento de realizar las determinaciones mensuales y posteriormente fueron desechados.
Se determinó el contenido de humedad (CH), la germinación (prueba estándar) y la viabilidad de las semillas (ensayo topográfico de tetrazolium) mensualmente, durante los 12 meses de almacenamiento, y en cada evaluación se realizaron conteos diarios durante 21 días (ISTA, 1999). Se consideraron germinadas aquellas semillas donde la radícula alcanzó una longitud mayor que 1 mm.
Se registraron mensualmente las variables: temperatura máxima (Tmax) y mínima (Tmin) y humedad relativa máxima (Hrmax) y mínima (Hrmin) del almacén.
Por ser B. purpurea una especie con un promedio de velocidad germinativa diaria superior a 10, no fue posible determinar el valor de germinación según la fórmula propuesta por Djavanshir y Pourbeik (1976); en este caso se determinó el valor máximo de dicho indicador, que representa solamente la medida de la velocidad de germinación y se obtiene al dividir sucesivamente la germinación acumulada entre el tiempo de incubación relevante (Czabator, 1962).
Procesamiento estadístico
Se realizaron análisis multivariados para determinar la influencia del método de secado (MS) y la edad fisiológica de la semilla de bauhinia (EF), en su capacidad germinativa; se utilizó el procedimiento GLM (General Linear Models) para el análisis de varianza y la matriz de comparación múltiple de medias de Student Newman Keuls (SNK) de SAS® (1996), y la variable germinación se ajustó a través de regresiones polinomiales. Las diferencias fueron probadas usando la opción PDIFF de SAS®, declaradas significativas a valores de P<0,05 y las tendencias discutidas a P<0,15.
Modelo matemático utilizado:
Además, se empleó el análisis factorial con la finalidad de transformar los factores Tmax, Tmin, Hrmax, Hrmin, CH y EF que se correlacionan con la capacidad germinativa durante el almacenamiento, en un conjunto reducido de factores independientes que representan la variable seleccionada. Para la selección del número de factores comunes se utilizó el método de los componentes principales y la aplicación práctica se hizo mediante el método ortogonal Varimax, usando el programa SPSS versión 6.0 (Norusis, 1993). ]]>
RESULTADOS Y DISCUSIÓNLos valores del porcentaje de viabilidad y de germinación coincidieron durante todo el estudio, lo que ratifica lo planteado por Toral y González (1999) sobre la ausencia de cubiertas seminales impermeables al intercambio de gases y nutrimentos en esta especie.
En la figura 1 se representa el comportamiento de la viabilidad y la germinación de las semillas de bauhinia en cada uno de los tratamientos, evaluados durante un período equivalente a 12 meses de edad fisiológica de las semillas de esta especie, para los cuales la prueba de Student Newman Keuls (SNK) encontró diferencias significativas (P<0,05).
En el tratamiento A se observó que la capacidad germinativa alcanzó su máximo valor en el inicio del estudio (98,67%), a pesar de no diferir estadísticamente de la evaluación realizada en el mes 1 (95,33%); después comenzó a disminuir gradualmente hasta los tres meses (74,0%), momento en el cual se hizo más acentuada la reducción de los índices de germinación y de viabilidad, hasta alcanzar a los siete meses la muerte fisiológica de las semillas. No obstante, debe destacarse que desde los cinco meses de almacenamiento (21,33%) se percibió una pérdida considerable de los índices mencionados. La tendencia experimentada por la capacidad germinativa durante el estudio (tratamiento A) siguió un modelo polinomial cúbico, en el que el valor de R2 explica las diferencias altamente significativas entre los datos (tabla 3), y a medida que aumentó la edad fisiológica de las semillas de bauhinia disminuyeron los porcentajes de viabilidad y germinación.
En esta misma especie González (2003) encontró un comportamiento similar en las mismas condiciones de almacén y con igual procedimiento para el secado; esta autora concluyó que las semillas de bauhinia se deterioraron en un plazo de cuatro a seis meses de iniciado el almacenamiento.
El secado de las semillas con silicagel, previo al almacenamiento, mostró que al utilizar este método los porcentajes de germinación y de viabilidad oscilaron entre 100% (inicio) y 70% (12 meses), y en la última evaluación se encontraron en valores que incluso permiten la conservación fitogenética de estas semillas y, por ende, su permanencia en dichas condiciones de almacenamiento por otro período de tiempo. Ello constituye una ventaja si se compara con el tratamiento A, donde las semillas alcanzaron la muerte fisiológica a los siete meses de permanencia en el almacén. El ajuste de la curva para el secado artificial y el valor de R2 (0,9889), indicaron que la pérdida de la capacidad germinativa siguió un modelo polinomial cúbico con una marcada tendencia a la linealidad.
En el tratamiento C se observaron semejanzas con A en cuanto a la viabilidad y la germinación; solamente entre 100% (inicio) y 97,33% (un mes) no existieron diferencias significativas. Sin embargo, la muerte fisiológica de estas semillas secadas al sol ocurrió a los nueve meses de almacenadas al ambiente (0%); los valores registrados entre los seis y nueve meses (18,67 y 2,43% respectivamente) se consideran muy bajos en comparación con B en ese mismo período, pero alentadores con respecto a A.
En condiciones ambientales las semillas de Gliricidia sepium, según Navarro y González (2000), sucumben a los 11 meses de permanencia en el almacén, aunque desde los siete meses de edad fisiológica el deterioro avanza a un ritmo acelerado. Powell (1997) informó que Calliandra calothyrsus Meisn. sólo puede permanecer viable por 12 meses en semejantes condiciones de almacenamiento; mientras que Mimosa scabrella Benth. y Prosopis tamarugo F. Phil. pueden hacerlo por períodos de tres y dos años respectivamente (CATIE, 2000). ]]>
El contenido de humedad de las semillas de bauhinia (fig. 2) explica la semejanza entre los tratamientos A y C, e incluso la pérdida total de la capacidad germinativa a los siete y nueve meses, respectivamente. La línea continua que se trazó paralela al eje x (período de almacenamiento) y que partió del 12% del CH (eje y), delimita los porcentajes recomendados para un buen desempeño de los índices de calidad de las semillas almacenadas en condiciones ambientales, según Harrington (1972). En tales circunstancias se distinguió que el CH de las semillas entre seis y 12 meses para A y de 10-12 meses para C estuvo por encima de 12%, y precisamente en dichos períodos las semillas de bauhinia estaban muertas, con excepción de la evaluación que combinó el tratamiento A y seis meses de almacenamiento (2,67%), pero dicho valor fue muy bajo y no presentó diferencias significativas con los meses que le sucedieron.
En una de las reglas propuestas por Harrington (1972) se plantea que la longevidad de una semilla se duplica por cada reducción de 1% en su contenido de humedad, y al analizar las diferencias entre el CH de las semillas secadas artificialmente (B) y al sol (C) se obtuvo que en todas las evaluaciones dichos valores oscilaron entre 2,90 y 4,13%; por tanto se confirma que la longevidad en B fue de dos a cuatro veces mayor que en C, lo cual se observa en la figura 1.
La longevidad poscosecha depende de la especie y de factores tales como: la humedad, la temperatura y la composición de la atmósfera gaseosa durante el almacenaje. Aun cuando el contenido de humedad haya declinado por debajo del nivel donde cesa la actividad metabólica, tanto la temperatura como la humedad continúan influyendo en la longevidad de la semilla a través de los procesos de envejecimiento (Bewley y Black, 1994). Es por ello que se determinaron los factores más relacionados con la germinación de las semillas de bauhinia para cada método de secado, a través del método de componentes principales.
Dicho análisis selelccionó dos factores con el procedimiento de rutina (tabla 4), que consistió en escoger un número de factores igual al número de raíces características (valores propios) mayores que 1 (Obis, 1998).
Además, se observó que el porcentaje de varianza explicada por los dos primeros factores fue 87,88; 86,33 y 86,68% para A, B y C, respectivamente.
En la tabla 5 se muestra (para cada una de las seis variables) el peso de los dos factores, o sea, el valor de las correlaciones, y por tratarse de la matriz factorial rotada estos valores son equivalentes a la matriz de cargas factoriales (Bisquera, 1989). El análisis de dicha matriz permitió simplificar la interpretación y la asignación de nombre a los factores. El primer factor, para A y C, estuvo asociado con las variables contenido de humedad de las semillas (CHsem.), edad de las semillas (EFsem.) y temperatura máxima (Tmax.); mientras que para C esta última no se destacó y según el valor de las cargas (r2) para los tres tratamientos, podría denominársele `elementos intrínsecos de la semillas'. El segundo factor apareció tipificado por Hrmax. (humedad relativa máxima) en los tres tratamientos, la humedad relativa mínima (Hrmin.) para A y C, así como Tmin. (temperatura mínima) en B y C; a este factor podría asignársele el nombre de `elementos extrínsecos de las semillas'.
Se concluye que el método de secado artificial (silicagel) fue el más apropiado para retardar el deterioro de las semillas de B. purpurea almacenadas en las condiciones ambientales que prevalecen en Cuba; dicho método permitió mantener los índices de calidad en valores aceptables para este tipo de almacenamiento y multiplicar considerablemente la longevidad, en comparación con los métodos en que las semillas se secaron dentro y fuera de las legumbres, pero de forma natural (al sol).
Los factores que más influyeron en el ritmo de la pérdida de la calidad de las semillas de B. purpurea fueron el contenido de humedad y la edad (factor 1), debido a su mayor contribución en el porcentaje final. ]]>
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Bewley, J.D. & Black, M. 1994. Seeds. Physiology of development and germination. 2nd ed. Plenum Press, New York-London. 445 p.
2. Bisquera, R. 1989. Introducción conceptual al análisis multivariante. Un enfoque informático con los paquetes SPSS-X, BMDP, LISREL y SPAD. Vol. I y II. Promociones y Publicaciones Universitarias S.A., Barcelona
3. CATIE. 2000. Manejo de semillas de 100 especies forestales de América Latina. Volumen 1. Serie Técnica. Manual Técnico No. 41. CATIE-PROSEFOR-DFSC. Turrialba, Costa Rica. 204 p.
4. Czabator, F.J. 1962. Germination value: An index combining speed and completeness of pine seed germination. Forest Science. 8:386
5. Djavanshir, K. & Pourbeik, H. 1976. Germination value a new formula. Silvae Genetica. 25:79
6. González, Yolanda. 2003. Comportamiento germinativo y deterioro de las semillas de Bauhinia purpurea almacenadas al ambiente. Pastos y Forrajes. 26:115
7. Harrington, J.K. 1972. Seed storage and longevity. In: Seed biology Vol III (T.T. Kozlowski, Ed.). Academic Press, New York. p. 145 ]]>
8. Hernández, Marta. 2000. Efecto de la adición de forraje de Bauhinia purpurea sobre la producción y calidad de Panicum maximum. Pastos y Forrajes. 23:1419. ISTA. 1999. International rules for seed testing. Seed Science and Technology. 27. Supplement.
10. Navarro, Marlen. 2003. Desempeño fisiológico de las semillas de árboles leguminosos de uso múltiple en el trópico. Pastos y Forrajes. 26:97
11. Navarro, Marlen & González, Yolanda. 2000. Almacenamiento de las semillas de Gliricidia sepium bajo condiciones ambientales en Cuba. Boletín Mejoramiento Genético y Semillas Forestales. 24:6
12. Norusis, M. 1993. SPSS for Windows. Professional Statistics. Release 6.0. SPSS Inc. Chicago
13. Obis, Teresa. 1998. Análisis factorial, discriminante y cluster. Técnicas de investigación. Publicación docente. Departamento de Economía de la Empresa-Universidad Autónoma de Barcelona. Barcelona. 71 p.
14. Powell, H. 1997. Calliandra calothyrsus production and use. A field manual. Winrock International Institute for Agricultural Development. Arkansas, USA. 62 p.
15. Roothaert, R.L.; Samson, J. & Kerridge, P.C. 2001. Management of forage crops for smallholders in S.E. [southeast] Asia and its possible implications on the quality of farm land. Asian Agriculture Congress. Manila, Philippines. p. 54
16. SAS® User's Guide: Statistics, Version 6.12. 1996. SAS Inst., Inc., Cary, NC.
17. Toral, Odalys & González, Yolanda. 1999. Efecto del agua caliente en la germinación de diez especies arbóreas. Pastos y Forrajes. 22:111 ]]>
Recibido el 28 de junio del 2007.Marlen NavarroI y J.C. LezcanoI.
IEstación Experimental de Pastos y Forrajes ¨Indio Hatuey¨.Central España Republicana, CP 44280, Matanzas, Cuba.
E-mail: marlen.navarro@indio.atenas.inf.cu
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