Efecto combinado de la escarificación y la temperatura en la germinación de semillas de leguminosas herbáceas
Combined effect of scarification and temperature on the germination of herbaceous legume seeds
]]> J. Reino1, J. A. Sánchez2, Bárbara Muñoz2 , Yolanda Gónzalez1 y Laura Montejo1
RESUMEN
Se utilizaron semillas de cinco leguminosas herbáceas con diferentes tiempos de colecta: Indigofera sp., Desmanthus virgatus, Clitoria ternatea, Crotalaria sp. y Centrosema pubescens, procedentes del banco de genes de la Estación Experimental de Pastos y Forrajes "Indio Hatuey", Matanzas, Cuba. Se diseñó un experimento de clasificación simple con arreglo factorial y cinco réplicas (25 semillas cada una), para evaluar la combinación de cuatro tratamientos pregerminativos: semillas intactas (control); agua a 80ºC durante 2' (Agua 2'); H2SO4 al 96% durante 5' (Ácido 5') y H2SO4 al 96% durante 10' (Ácido 10'), con la alternancia de temperatura (25/30ºC, 25/35ºC y 25/40ºC). Los mayores porcentajes de germinación en todas las especies se obtuvieron a la temperatura alterna de 25/30ºC, y los tratamientos de escarificación resultaron adecuados para eliminar la dormancia exógena presente en cada una de las especies. Se concluye que la mejor combinación fue la temperatura alterna de 25/30ºC con la escarificación con ácido en todas las especies, excepto en Crotalaria sp. en la que resultó mejor el agua a 80ºC durante 2' combinada con 25/30ºC.
Palabras clave: Escarificación, germinación, leguminosas.
Seeds from five herbaceous legumes with different collection times were used: Indigofera sp., Desmanthus virgatus, Clitoria ternatea, Crotalaria sp. and Centrosema pubescens, from the genebank of the Experimental Station of Pastures and Forages «Indio Hatuey», Matanzas, Cuba. A simple classification experiment with factorial arrangement and five replications (25 seeds per each) was designed, in order to evaluate the combination of four pregerminative treatments: intact seeds (control); water at 80ºC for 2' (Water 2'); 96% H2SO4 during 5' (Acid 5') and 96% H2SO4 for 10' (Acid 10'), with temperature alternance (25/30ºC, 25/35ºC and 25/40ºC). The highest germination percentages in all species were obtained at the alternate temperature 25/30ºC, and the scarification treatments were adequate to eliminate the exogenous dormancy present in each of the species. The best combination was concluded to be the alternate temperature 25/30ºC with the acid scarification in all species, except in Crotalaria sp., in which water at 80ºC for 2' combined with 25/30ºC turned out to be better.
Key words: Germination, legumes, scarification.
INTRODUCCIÓN
La aplicación de tratamientos pregerminativos, como los de escarificación térmica o ácida, forma parte de la metodología tradicional agrícola para incrementar y acelerar la germinación de las semillas frescas de las leguminosas que tienen dormancia exógena por impermeabilidad de las cubiertas seminales al agua (Nikolaeva et al., 1985). Con este fin algunos autores han estudiado el efecto de la combinación de la escarificación y la temperatura en la germinación de las semillas de leguminosas, tales como Albizia lebbeck, Gliricidia sepium y Bauhinia purpurea (Reino et al., 2008).
En este sentido se deben aplicar tratamientos que además de estimular la germinación, incrementen el vigor de las plantas durante la emergencia y así asegurar la posterior regeneración, lo que debe ser una tarea permanente en todos los bancos de genes.
Entre los más utilizados se encuentran los tratamientos de hidratación-deshidratación (Sánchez et al., 2001; Sánchez et al., 2007). En Cuba se han obtenido incrementos notables tanto en la germinación de las semillas como en el establecimiento de las plántulas de varias especies de interés forrajero, como Macroptilium atropurpureum Urb (Orta et al., 1983) y Crotalaria spectabilis (González et al., 2006) y en algunas arbóreas como A. lebbeck y G. sepium (González et al., 2009).
Por lo antes expuesto el objetivo del presente trabajo fue la determinación de la combinación óptima de los tratamientos de temperatura y escarificación para las semillas de Indigofera sp., Desmanthus virgatus, Clitoria ternatea, Crotalaria sp. y Centrosema pubescens, así como su efecto en la germinación. ]]>
MATERIALES Y MÉTODOS
Material vegetal. Se utilizaron semillas de cinco especies de leguminosas herbáceas con diferentes tiempos de colecta: Indigofera sp. (1998), D. virgatus (1998), C. ternatea (1999), Crotalaria sp. (1999) y C. pubescens (1997), procedentes de la Estación Experimental de Pastos y Forrajes "Indio Hatuey", las que fueron almacenadas en condiciones controladas (20 ± 2ºC) hasta su empleo en enero del 2002.
Diseño y tratamientos. Se diseñó un experimento de clasificación simple con arreglo factorial y cinco réplicas (25 semillas cada una). Se combinaron cuatro tratamientos pregerminativos: semillas intactas (control); agua a 80ºC durante 2' (Agua 2'); H2SO4 al 96% durante 5' (Ácido 5') y H2SO4 al 96% durante 10' (Ácido 10'), y la alternancia de temperatura (25/30ºC, 25/35ºC y 25/40ºC), con ocho horas para la temperatura más elevada y 12 horas para 25ºC, y una transición de cuatro horas.
Variables estudiadas. Se determinó el porcentaje de germinación final (G) y a las semillas que no germinaron se les práctico la prueba de TZ (ISTA, 1999) para establecer el porcentaje de semillas muertas (M) y dormantes (D). También se determinó el contenido de humedad mediante el secado durante 17 horas en una estufa mantenida a 103 ± 2ºC (ISTA, 1999).
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.
Análisis de los datos. Los datos expresados en porcentaje se transformaron en arcsen ?% y se procesaron por ANOVA de clasificación simple. Se aplicó una prueba de Duncan (P<0,05) para detectar diferencias entre las medias.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Contenido de humedad de las semillas. Las semillas de las cinco especies estudiadas presentaron un contenido de humedad que osciló entre 7,9 y 11,8% (tabla 1), por lo que pertenecen a la categoría de ortodoxas propuesta inicialmente por Roberts (1973). Los valores de este indicador estuvieron cerca de los informados para las semillas frescas de leguminosas, que variaron entre 7 y 11%, y ello posiblemente se deba a la fuerte impermeabilidad de las cubiertas en estas especies, aspecto importante para evitar variaciones en el contenido de humedad, debido al ambiente de almacenamiento (Nikolaeva et al., 1985). ]]>
Prueba de germinación. La mayoría de las semillas intactas (control) no germinaron o presentaron valores de germinación final muy bajos, cuando se colocaron en los tres termoperíodos ensayados. En cambio, el porcentaje de semillas dormantes en la mayoría de las especies con los diferentes tratamientos, tuvo un comportamiento inverso al porcentaje de germinación final, excepto en C. pubescens que fue inferior. Por su parte, en el control el porcentaje de semillas muertas fue muy bajo para Indigofera sp. y relativamente bajo en C. ternatea y D. virgatus. Este último indicador se incrementó en la mayoría de los casos cuando las semillas se sometieron a tratamientos pregerminativos y al aumentarse la temperatura del sustrato (tabla 2).
En general, en todas las especies estudiadas el factor tratamiento pregerminativo fue el más influyente en la germinación (tabla 3). En tres especies hubo una interacción altamente significativa (P<0,001) entre la germinación, la temperatura y el tratamiento pregerminativo (Indigofera sp., C. ternatea y Crotalaria sp.) y en las dos restantes (D. virgatus y C. pubescens) la interacción fue significativa (p<0,01) entre la germinación y dicho tratamiento.
En Indigofera sp., D. virgatus y C. pubescens los mejores resultados para incrementar la germinación se alcanzaron cuando sus semillas se sometieron a escarificación en ácido sulfúrico durante 10 minutos y se colocaron a 25/30ºC; mientras que para C. ternatea se obtuvieron a 25/40ºC durante 5 minutos, sin diferir de 25/30ºC. En Crotalaria sp. resultó más efectiva para este fin la escarificación en agua a 80ºC durante 2 minutos y siembra a 25/30ºC. Estos resultados evidenciaron la efectividad de los tratamientos de escarificación (ácida o térmica) para eliminar la dormancia impuesta por las cubiertas seminales que presentan las semillas frescas de las especies estudiadas, y en general están en correspondencia con los obtenidos por otros autores en Cuba, en semillas frescas de leguminosas (Muñoz et al., 2009).
Se concluye que la mejor combinación fue la temperatura alterna de 25/30ºC con la escarificación en ácido, en todas las especies, excepto en Crotalaria sp. para la que resultó ser mejor el agua a 80ºC durante 2' combinada con 25/30ºC.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. González, Yolanda et al. Efecto de los tratamientos de hidratación-deshidratación en la emergencia y el rendimiento de Macroptilium atropurpureum y Crotalaria spectabilis. Pastos y Forrajes. 29:31. 2006
2. González, Yolanda et al. Efecto de los tratamientos de hidratación-deshidratación en la germinación, la emergencia y el vigor de las plántulas de Albizia lebbeck y Gliricidia sepium. Pastos y Forrajes. 32:255. 2009
3. ISTA. International rules for seed testing. Seed Sci. Technol. 27:155 (Suppl.). 1999
4. Muñoz, Bárbara C. et al. Valoración germinativa de 20 accesiones de leguminosas almacenadas en condiciones desfavorables. Pastos y Forrajes. 32:263. 2009
5. Nikolaeva, M.G. et al. Manual de técnicas pregerminativas para semillas dormantes (en ruso). Nauka, Moscú. 348 p. 1985
6. Orta, R. et al. Aplicación de tratamientos pregerminativos a semillas de siratro (Macroptilium atropurpureum. Moc & Sessé) Urb. Memorias del I Simposio de Botánica, La Habana, Cuba. Tomo V, p. 251. 1983
7. Reino, J. et al. Temperatura óptima de germinación y patrones de imbibición de las semillas de Albizia lebbeck, Gliricidia sepium y Bauhinia purpurea. Pastos y Forrajes. 31:209. 2008
8. Roberts, E.H. Predicting the storage life of seeds. Seed Sci. Technol. 1:499. 1973
9. Sánchez, J.A. et al. Enhanced germination, emergence and seedling vigour of Leucaena leucocephala using hardening hydration and acid shock treatments. Seed Sci. Technol. 35:224. 2007
10. Sánchez, J.A. et al. Tratamientos pregerminativos de hidratación-deshidratación de las semillas y sus efectos en plantas de interés agrícola. Agronomía Costarricense. 25:67. 2001
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Recibido el 27 de abril del 2011
Aceptado el 12 de mayo del 2011 ]]>
