Efectos combinados de escarificación y de hidratación parcial en la germinación de semillas frescas de leguminosas
Combined effects of scarification and partial hydration on the germination of fresh legume seeds
Yolanda González 1, J. A Sánchez 2, J. Reino 1, Bárbara Muñoz2 y Laura Montejo2
1Estación Experimental de Pastos y Forrajes ¨Indio Hatuey¨. Central España Republicana, CP 44280, Matanzas, Cuba
mailto: yolanda.gonzalez@indio.atenas.inf.cu
2Instituto de Ecología y Sistemática- CITMA, La Habana, Cuba
Se aplicó un diseño de clasificación simple con arreglo factorial y cinco réplicas (25 semillas cada una) para conocer la germinación de las semillas frescas de leguminosas sometidas a diferentes tratamientos pregerminativos de hidratación-deshidratación y condiciones controladas de estrés calórico del sustrato. Previamente se estudió el comportamiento germinativo ante tratamientos de escarificación: agua a 80ºC durante 2' (en semillas de Crotalaria sp.) y H2SO4 al 96% durante 10' (en semillas de Indigofera sp., Desmanthus virgatus y Centrosema pubescens), que se combinaron con un tratamiento de hidratación parcial en agua a temperatura alterna de 25/30ºC (termoperíodo óptimo de germinación). La hidratación parcial se realizó hasta dos horas antes del inicio de la germinación visible; en las semillas escarificadas de Indigofera sp., D. virgatus, Crotalaria sp. y C. pubescens este momento se alcanzó a las 15, 16, 16 y 19 horas, respectivamente. La deshidratación se llevó a cabo al aire durante 48 horas, hasta alcanzar aproximadamente el contenido inicial de humedad de las semillas (7-12% en base a la masa fresca). En todas las especies, excepto en D. virgatus, los tratamientos de hidratación parcial incrementaron el porcentaje de germinación, aunque originaron una mayor velocidad de germinación. Se concluye que los tratamientos de hidratación parcial en agua son adecuados para incrementar la germinación de las especies estudiadas, excepto en D. virgatus, bajo condiciones controladas de estrés calórico.
Palabras clave: Centrosema pubescens, Crotalaria sp., Desmanthus virgatus, germinación, Indigofera sp., semillas
ABSTRACT
A simple classification design with factorial arrangement and five replications (25 seeds each) was used in order to know the germination of fresh legume seeds subject to different pregerminative hydration-dehydration treatments and controlled conditions of caloric stress of the substratum. The germinative performance before scarification treatments was previously studied: water at 80ºC for 2' (in Crotalaria sp. seeds) and H2SO4 at 96% during 10' (in seeds from Indigofera sp., Desmanthus virgatus and Centrosema pubescens), which were combined with a treatment of partial hydration in water at alternate temperature of 25/30ºC (optimum germination thermoperiod). The partial hydration was carried out until two hours before the beginning of visible germination; in the scarified seeds of Indigofera sp., D. virgatus, Crotalaria sp. and C. pubescens, this moment was reached at 15, 16, 16 and 19 hours, respectively. Air-dehydration took place for 48 hours, until reaching approximately the initial moisture content of the seeds (7-12% on fresh matter base). In all the species, except in D. virgatus, the partial hydration treatments increased the germination percentage, although they caused a higher germination rate. The partial hydration treatments in water are concluded to be adequate for increasing germination of the studied species, except in D. virgatus, under controlled conditions of caloric stress.
Key words: Centrosema pubescens, Crotalaria sp., Desmanthus virgatus, germination, Indigofera sp., seeds
INTRODUCCIÓN
La Estación Experimental de Pastos y Forrajes «Indio Hatuey», Centro Nacional de Introducción para la rama de los pastos, los forrajes y las plantas arbóreas, tiene entre sus tareas la de conservar el germoplasma introducido en el país y el obtenido como producto de la colecta y la mejora genética; para su mantenimiento es incuestionable la necesidad de emplear mecanismos que estimulen la germinación, así como el vigor de las plantas durante la emergencia, y a través de estos lograr valores aceptables para la posterior regeneración. Entre los más utilizados se encuentran los tratamientos de hidratación-deshidratación (Sánchez, Orta y Muñoz, 2001).
En Cuba con el empleo de estos tratamientos se han obtenido incrementos notables en la germinación y en el establecimiento, en semillas de varias especies como Macroptilium atropurpureum Urb (Orta, Pozo, Pérez y Espinosa, 1983), en leguminosas no arbóreas de interés forrajero (Sánchez, Muñoz, Reino y Montejo, 2003), y en arbóreas como Trichospermum mexicanum (Sánchez, 2003) y Leucaena leucocephala (Reino, 2005). ]]>
El objetivo del presente estudio fue aplicar la técnica de hidratación-deshidratación para lograr el robustecimiento de las semillas frescas de leguminosas herbáceas del germoplasma de la EEPF «Indio Hatuey», a través del comportamiento germinativo.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se estudiaron cuatro especies de leguminosas frescas del germoplasma de la EEPF «Indio Hatuey» (Indigofera sp., Desmanthus virgatus, Crotalaria sp. y Centrosema pubescens).
El diseño utilizado fue de clasificación simple con arreglo factorial y cinco réplicas (25 semillas cada una) para conocer la germinación y la velocidad a que esta ocurre, así como el vigor (masa seca por plántula) en las semillas de leguminosas herbáceas. sometidas a diferentes tratamientos pregerminativos y condiciones controladas de estrés calórico del sustrato. Se aplicaron dos tratamientos de escarificación a las semillas: agua a 80ºC durante 2' a Crotalaria sp. y H2SO4 al 96% durante 10' a Indigofera sp., D. virgatus y C. pubescens, según lo recomendado por Machado y Sánchez (2003); estos se combinaron con un tratamiento de hidratación parcial en agua a temperatura alterna de 25/30ºC (termoperíodo óptimo de germinación).
La hidratación parcial se realizó hasta dos horas antes del inicio de la germinación visible; en las semillas escarificadas de Indigofera sp., D. virgatus, Crotalaria sp. y C. pubescens este momento se alcanzó a las 15, 16, 16 y 19 horas, respectivamente. La deshidratación se llevó a cabo al aire durante 48 horas hasta alcanzar aproximadamente el contenido inicial de humedad de las semillas (7-12% en base a la masa fresca). Se utilizaron dos niveles de temperatura: 25/35ºC y 25/40ºC, con una alternancia de ocho horas para la temperatura más elevada y 12 horas para 25ºC y una transición entre ambos de cuatro horas. Las pruebas de germinación se realizaron en condiciones similares a las de las semillas envejecidas (Sánchez et al., 2003).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Las semillas de las cuatro especies estudiadas presentaron un contenido de humedad que osciló entre 7,9 y 11,8% (tabla 1), por lo que deben pertenecer a la categoría de ortodoxas, propuesta inicialmente por Roberts (1973). Los valores obtenidos para este carácter están muy cercanos a los reportados para semillas frescas de leguminosas, que oscilan entre 7 y 11% (Nikolaeva, Rasumova y. Gladkova, 1985; Chin, Krishnapillay y Stanwood, 1989), y posiblemente se deba a la fuerte impermeabilidad de las cubiertas en las semillas de estas especies, aspecto importante para evitar variaciones en el contenido de humedad debido al ambiente de almacenamiento (Nikolaeva et al., 1985). ]]>
El análisis de varianza demostró que sólo en algunas especies la respuesta germinativa y de vigor de las plántulas dependieron significativamente de la interacción entre la temperatura del sustrato y el tratamiento pregerminativo. En general, las variables germinativas mostraron mayor variabilidad que el vigor de las plántulas, al ser sometidas las semillas a la combinación de tratamientos. Esta última variable solo reveló diferencias para C. pubescens (tabla 2).
Se pudo apreciar que en todas las especies estudiadas, excepto en D. virgatus, hubo una tendencia a que los tratamientos de hidratación parcial (T2) incrementaran el porcentaje de germinación final; este fenómeno fue más evidente al elevarse el estrés calórico del sustrato (25-40ºC) en Crotalaria e Indigofera, y significativo en Centrosema (tabla 3). En las semillas frescas de D. virgatus los mayores incrementos en la germinación se obtuvieron con los tratamientos controles (T1, semillas escarificadas); sin embargo, los mejores resultados para acelerar este proceso se alcanzaron con los tratamientos de hidratación parcial, al mostrar una mayor velocidad de germinación, como ocurrió con las restantes especies; ello coincide con lo informado por González, Reino, Sánchez, Fung y Machado (2006).
Al parecer, el nivel de humedad que alcanzaron las semillas con los tratamientos hídricos permitió sincronizar o acelerar la germinación. Resultados similares se han obtenido por Sánchez, Calvo, Muñoz y Orta (1999) en semillas de pepino (Cucumis sativus L.) sometidas a tratamientos de hidratación-deshidratación; así como por Sánchez et al. (2003) en semillas de leguminosas herbáceas envejecidas y por González et al. (2006) en condiciones de vivero.
Por su parte, la germinación final en los tratamientos controles de Indigofera sp. pareció mostrar un deterioro celular de estas, con relación a los valores logrados en este mismo lote de semillas y con este tratamiento (en el laboratorio) por Machado y Sánchez (2003). Ello pudiera deberse a las condiciones de almacenamiento a que estuvieron expuestas posteriormente (15 ± 2ºC y más de 40% de humedad relativa), lo que pudo afectar la viabilidad de las semillas menos vigorosas del lote. En cambio, similares condiciones incrementaron la germinación final en D. virgatus. Este último efecto también se obtuvo en semillas frescas de pepino cuando fueron almacenadas durante un año a 15ºC (Sánchez et al. 1999); por consiguiente, estas condiciones eliminaron cualquier tipo de dormancia endógena que pudiera existir en las semillas frescas de D. virgatus. Roberts (1973) señaló que la velocidad del proceso de postmaduración es termodependiente.
Se concluye que los tratamientos de hidratación parcial en agua fueron adecuados para incrementar y acelerar la germinación y producir incrementos del vigor en todas las especies estudiadas, excepto en D. virgatus, bajo condiciones controladas de estrés calórico.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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1. Chin, H.F.; Krishnapillay, B. & Stanwood, P.C. Seed moisture: Recalcitrant vs. Orthodox seed. Seed Moisture CSSA spec. publ. (14):15-22. 1989.
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4. Nikolaeva, M.G.; Rasumova, M.V. & Gladkova, V.N. Manual de técnicas pregerminativas para semillas dormantes (en ruso). Nauka, Moscú. 1985. 348 p.
5. Orta, R.; Pozo, L.; Pérez, E. & Espinosa, I. Aplicación de tratamientos pregerminativos a semillas de siratro Macroptilium atropurpureum (Moc & Sessé) Urb. Memorias del I Simposio de Botánica. La Habana, Cuba. Tomo V, 1983. p. 251
6. Reino, J. Efectos de tratamientos de hidratación-deshidratación y choque ácido sobre la germinación y emergencia de Leucaena leucocephala. Tesis en opción al titulo de MSc. en Pastos y Forrajes. EEPF «Indio Hatuey»-Universidad de Matanzas. Cuba. 2005. 71 p.
7. Roberts, E.H. Predicting the storage life of seeds. Seed Sci. Technol. 1973. 1:499
8. Sánchez, J.A. Efectos de tratamientos de hidratación-deshidratación y choque térmico sobre la germinación y establecimiento de Trichospermum mexicanum. Tesis en opción al grado científico de Dr. en Ciencias Biológicas. CITMA-IES. Ciudad de La Habana, Cuba. 2003. 87 p.
9. Sánchez, J.A.; Calvo, E.; Muñoz, Bárbara & Orta, R. Efecto de los tratamientos pregerminativos de hidratación-deshidratación sobre la germinación, establecimiento, floración y fructificación del pepino. Agronomía Costarricense. 23 (2):193. 1999.
10. Sánchez, J.A.; Muñoz, Bárbara; Reino, J. & Montejo, Laura. Efectos combinados de escarificación y de hidratación parcial en la germinación de semillas envejecidas de leguminosas. Pastos y Forrajes. 2003. 26:27
11. Sánchez, J.A.; Orta, R. & Muñoz, Bárbara. Tratamientos pregerminativos de hidratación-deshidratación de las semillas y sus efectos en plantas de interés agrícola. Agronomía Costarricense. 2001. 25:67
Recibido el 24 de noviembre del 2007
Aceptado el 10 de julio del 2008 ]]>