Área de estudio

El hábitat de M. peregrina se encuentra en la zona climática Sahara-Sindi, en las alturas del noroeste de la provincia de Hormozgan, cerca de Bashagard (alturas de Sorheh) en Irán, a 26° 20' 42'' LN y 57° 42' 48'' LE. De acuerdo con la clasificación climática Domarten (^{Keneshloo et al., 2014}), la región tiene clima seco con veranos calurosos e inviernos suaves sin periodo glaciar, temperatura media anual de 24 °C a 27 °C, precipitaciones medias anuales de 150 mm a 200 mm principalmente en invierno. Los suelos son alcalinos, poco profundos a medios con textura ligera a media. Las principales especies vegetales son Periploca aphylla Decne, Artemisia aucheri Boiss, Ficus glomerata Roxb, M. peregrina, Amygdalus scoparia Spach. y Pistacia atlantica Desf. en las laderas y Vitex agnus-castus L. y Nannorrhops ritchiana dentro de los canales (^{Keneshloo et al., 2014}).

Producción de plántulas a partir de semillas

Tras el seguimiento forestal en la zona de Bashagard (punto de distribución de la moringa), se identificaron 30 árboles de élite para la recolección de semillas en tres hábitats de Sagan, Gafr y Parmon. La Figura 1 muestra las semillas de moringa. Las vainas se recolectaron a mediados de agosto de 2018, se envasaron en bolsas de polietileno (^{Bayé-Niwah & Mapongmetsem, 2014}) y se trasladaron al laboratorio. Asimismo, se agruparon todas las vainas que presentaron tamaño similar.

Figura 1 Muestras de semillas de Moringa peregrina en vaina. 

El número más frecuente de semillas por vaina fue seis. Estas vainas se utilizaron para determinar el efecto de la posición de las semillas respecto a la germinación y las características vegetativas. Para ello, las semillas se extrajeron de 48 vainas, se numeraron del 1 al 6 (correspondiendo el número 1 a la posición cercana a la parte unida al tallo) y se pesaron con una precisión de ±0.01 mg (^{Bayé-Niwah & Mapongmetsem, 2014}). De esta forma, se utilizaron 48 semillas de cada posición de la vaina en los experimentos.

Para estudiar el efecto de lixiviación sobre la germinación y las características vegetativas, las semillas se colocaron en un instrumento de lixiviación (^{Moslehi et al., 2020}). Después de colocarlas en bolsas de algodón, 16 semillas de cada posición se expusieron a agua corriente durante 0, 24 y 48 h (^{Padilla et al., 2012}). Las semillas se secaron en un paño de algodón a la sombra y, a posteriori, se sembraron para su germinación. El experimento consistió en un diseño completamente aleatorizado con arreglo factorial.

En la prueba de germinación estándar, se colocaron 100 semillas de cada tratamiento en placas de Petri (9 cm de diámetro) con tres repeticiones. Cada placa incluía papel filtro Whatman núm. 1, donde se añadieron 15 mL de agua destilada estéril. Las placas se transfirieron a una incubadora a 25 °C. La prueba duró 12 días y la germinación se registró diariamente a la misma hora. Esto fue necesario hasta el día 8; a partir de entonces, la germinación fue más lenta (^{Agrawal, 2003}). Para determinar la calidad de la germinación se evaluaron las características siguientes: 1) porcentaje de germinación (PG) al final del ensayo; 2) germinación media diaria (GMD) según la ecuación de ^{Hunter et al. (1984}): GMD = PG / número de días para alcanzar la germinación máxima; y 3) tasa de germinación (TG), utilizando el método de ^{Maguire (Maguire, 1962}) que se basa en la relación ΣTG = Ni / Ti en la que Ni es el número de semillas germinadas por día y Ti es el número de días después de la siembra (1 a 16 días).

Para evaluar la calidad de las plántulas, las semillas de cada posición se sembraron en macetas (18 × 12 cm) a una profundidad de 1 a 2 cm con una mezcla de tierra ligera (tierra de cultivo con perlita) (3/4) y arena (1/4). Las semillas se regaron diariamente durante las tres primeras semanas y después una vez cada dos días. Para cada posición de las semillas se consideraron cuatro repeticiones (n = 16). Para cada tratamiento de lixiviación se sembraron 96 semillas (seis posiciones de semillas × 16 n). En total, se realizaron 288 siembras para la posición de semilla y lixiviación (seis posiciones de semilla × tres tratamientos de lixiviación × 16 n). Las macetas se mantuvieron en un invernadero y la emergencia de las plántulas sobre el suelo mezclado se registró cada día durante dos semanas (Figura 2). Al cabo de 45 días, se midieron las características vegetativas de todas las plántulas de cada grupo: diámetro del cuello (mm), longitud de la plántula (cm), número de hojas, longitud de la raíz (cm), peso fresco y seco de hojas, raíces y tallos (g).

Figura 2 Plántulas de Moringa peregrina cultivadas en vivero. 

Análisis estadístico

El diseño experimental fue un diseño completamente aleatorizado (DCA) con tres repeticiones. El diseño experimental tuvo arreglo factorial 2×2. Los datos se guardaron en el programa Excel y se analizaron con el programa SPSS versión 24. Los efectos de los tratamientos sobre las características vegetativas se examinaron con análisis de la varianza de dos vías. Las comparaciones múltiples se realizaron mediante las pruebas de rango múltiple de Duncan (P ≤ 0.05). La normalidad de los datos se comprobó mediante las pruebas de Kolmogorov-Smirnov y Shapiro-Wilk.

Posición de la semilla en la vaina

El peso de la semilla fue afectado significativamente (P < 0.05) por su posición en la vaina. El peso osciló entre 0.60 g en la primera posición y 0.73 g en la posición intermedia. Las semillas de la posición 1 registraron el peso más bajo (Cuadro 1). La posición de las semillas en la vaina también tuvo efecto significativo (P ≤ 0.05) sobre la germinación y la tasa de germinación global (Cuadros 2 y 4), pero no sobre la germinación media diaria (P ≥ 0.05; Cuadro 3 y Figura 1B). Los resultados de las comparaciones de medias, mediante la prueba de Duncan, mostraron que la mayor tasa de germinación se produjo en las plántulas derivadas de las semillas con posiciones 4 y 5 (Figura 3A); mientras que la mayor tasa de germinación se observó en las semillas de la posición 3 (Figura 3C).

Figura 3 Porcentaje de germinación, germinación promedio diaria y tasa de germinación de acuerdo con la posición de las semillas (la posición cercana a la parte unida al tallo fue la número 1) y los tratamientos hídricos evaluados. Las barras de error denotan desviación estándar de la media (n = 72); letras diferentes indican diferencias significativas de acuerdo con la prueba de Duncan (P ≤ 0.05).  

La posición de las semillas en la vaina también tuvo efecto significativo sobre las características vegetativas, excepto en el número de hojas y el peso fresco de las raíces. Para la mayoría de los parámetros medidos, las semillas situadas en el centro de la vaina produjeron las mejores plántulas (Cuadro 5). Las semillas de la posición 3, 4 y 5 tuvieron plántulas con peso fresco (0.46 a 0.49 g) y seco (0.08 g) de la hoja significativamente mayores. Las plántulas de semillas de la posición 4 tuvieron mejor crecimiento del diámetro de cuello (3.51 mm) y de longitud del tallo (19.48 cm), mientras que las semillas de la posición 5 tuvieron mayor longitud (10.55 cm) y peso seco de la raíz (0.46 g). Al igual que otras características, los pesos más altos del tallo correspondieron a las plántulas cultivadas a partir de las semillas de las posiciones medias 3 y 5; es decir, 0.62 y 0.56 g (pesos secos) y 0.99 y 0.88 g (pesos frescos), respectivamente.

Efectos de lixiviación de semillas

Para todas las características medidas, la lixiviación de semillas con agua corriente proporcionó mejores condiciones para su germinación. En particular, el mayor nivel de germinación (88.1 %) se observó cuando las semillas se sometieron a 48 h de lixiviación en agua (Figura 3D). La germinación promedio diaria fue más alta (10.8) para semillas sometidas a 48 h de lixiviación y fue similar a la encontrada en las semillas lixiviadas por 24 h (10.4), pero significativamente mayor al testigo (Figura 3E). La mayor tasa de germinación (1.22) se observó en semillas lixiviadas por 48 h (Figura 3F); asimismo, el número de hojas por plántula (16.82) fue significativamente superior al observado con semillas tratadas por 24 h y el testigo (10.8 y 11.0, respectivamente). El diámetro del cuello (3.50 mm) y peso seco del tallo (0.08 g), peso fresco (0.57 g) y seco de las hojas (0.11 g), y peso fresco (3.60 g), seco (0.5 g) y longitud (10.10 cm) de raíces de las plántulas de semillas sometidas a lixiviación durante 48 h fueron significativamente superiores a los de los otros tratamientos (Cuadro 5). Por último, el peso fresco del tallo (0.58 g) en el tratamiento de 48 h se situó en el mismo grupo con el tratamiento de 24 h (0.57 g) y tuvieron diferencia estadísticamente significativa en comparación con el tratamiento testigo (0.49 g).

En general, el análisis de varianza mostró que todas las características medidas después de los tratamientos de lixiviación (0, 24 h y 48 h) con agua corriente fueron significativamente diferentes de los tratamientos testigos, con excepción de la longitud del tallo (entre 14.9 y 15.5 cm).

Los efectos principales de la posición de la vaina y los tratamientos de lixiviación (P ≤ 0.05) se tabulan en el Cuadro 5 y sus interacciones se muestran en el Cuadro 6, donde se observa que estas fueron significativas. La interacción no fue significativa para el diámetro del cuello y longitud del tallo. Los resultados mostraron que el tratamiento de 48 h en las semillas de posición media causó efectos positivos sobre los parámetros.

Efecto de la lixiviación sobre la germinación y crecimiento vegetativo

La germinación de las semillas comienza con la absorción de agua que activa los procesos metabólicos, dando lugar a la emergencia de radículas como primeros signos visuales. El flujo de agua en una semilla desempeña un papel clave en la eficiencia de la germinación y, por tanto, en la tasa de emergencia de las plántulas. El presente trabajo demuestra que la inmersión de las semillas de moringa en agua es uno de los factores que mejora la germinación (Cuadros 2-4; Figura 3), presumiblemente, al iniciar cambios fisiológicos en el embrión; además, la lixiviación por 48 h no solo aumentó la germinación, sino que también mejoró la germinación media diaria y la tasa de germinación. La lixiviación de semillas también dio lugar a un mayor crecimiento vegetativo, lo cual contradice los resultados de otros estudios (^{Padilla, 2012}); por ejemplo, ^{Yerima et al. (2016}) encontraron que la germinación, el número de hojas, la altura y el diámetro del cuello de la plántula de M. oleifera en las semillas testigo (sin inmersión) fueron del 68.7 %, 3.9, 6.5 cm y 0.5 cm, respectivamente, siendo mayores que en las semillas sumergidas en agua durante 4, 8 y 12 días.

El incremento del nivel de hidratación favorece la activación enzimática del metabolismo de los carbohidratos (Gupta & ^{Kaur, 2002}), así como la liberación de ATP (adenosin trifosfato) para la protrusión de raíces y, en consecuencia, la germinación de las semillas (^{Lobato et al., 2009}). La inmersión previa de las semillas también podría aumentar su vigor (respuesta de imprimación) y permitirles germinar mejor en condiciones de estrés (Kaur et al., 2002). La necesidad de remojar las semillas antes de la siembra depende del nivel de endurecimiento del lote de semillas y esto puede variar entre especies, como sucede con M. oleifera y Leucaena leucocephala, lo que significa que la intervención puede no ser siempre necesaria (^{Medina et al., 2007}). En el caso de las especies del género Moringa, los resultados son equívocos, ya que algunos estudios señalan la importancia de remojar las semillas antes de sembrarlas (^{Eghobor et al., 2015}) y otros concluyen que esto no es necesario para obtener una germinación buena y de alta calidad (^{Hajebi, 2014}). En algunas especies, el remojo de las semillas en agua también es necesario para eliminar los inhibidores (^{Pardos, 2004}), pero no creemos que esta sea una característica de respuesta del remojo en M. peregrina. A pesar del efecto positivo de la lixiviación en la germinación, algunas de las diferencias en los resultados sobre los efectos del remojo de las semillas antes de la siembra podrían estar relacionadas con las condiciones de cultivo utilizadas en los experimentos. Al respecto, ^{Padilla et al. (2012}) y Medina et al. (2007) observaron pocos beneficios evidentes del remojo de semillas, lo que podría deberse a que la germinación ocurrió en condiciones de irrigación elevada. De hecho, para las semillas de algunas especies arbóreas el exceso de humedad en el suelo puede disminuir la germinación y el crecimiento de las raíces (Pardos, 2004).

Efecto de la posición de la semilla en la vaina sobre la germinación y crecimiento vegetativo

La posición de la semilla de M. peregrina tiene un efecto profundo en el peso, siendo las semillas centrales significativamente superiores a las semillas 1 y 6 de los extremos de la vaina. Estos resultados concuerdan con los de ^{Bayé-Niwah y Mapongmetsem (2014}).

Existen varias hipótesis para explicar la variación de la masa entre semillas de una misma vaina. La hipótesis trófica afirma que existe competencia entre las semillas para recibir nutrientes durante la fructificación y que se favorece a las que se encuentran en la zona media de la vaina. Alternativamente, la hipótesis estructural propone que las semillas de la zona media tienen más espacio para crecer que las de los polos distal y proximal (^{Mapongmetsem et al., 2004}). En el presente estudio no se propuso resolver cuál de las dos hipótesis es más probable; de hecho, ambas podrían operar en paralelo. No obstante, se puede concluir que las semillas de la parte media de la vaina son más pesadas que las de los extremos ^{(Mapongmetsem et al., 2004}); además, las semillas más grandes germinan rápidamente y producen plántulas más fuertes y con mayor biomasa. En el caso de la longitud promedio del tallo de las semillas centrales, la respuesta observada se aproxima a la señalada en esta especie por ^{Bayé-Niwah y Mapongmetsem (2014}). La eficiencia de la germinación y el crecimiento de las plántulas es importante para que la especie crezca lo suficientemente rápido como para superar el crecimiento de las plantas competidoras en el mismo nicho ecológico en los ecosistemas de pastizales (^{Padilla et al., 2012}).