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Revista Chapingo. Serie ciencias forestales y del ambiente

versão impressa ISSN 0186-3231

Rev. Chapingo vol.17 no.1 Chapingo jan./abr. 2011

http://dx.doi.org/10.5154/r.rchscfa.2010.08.048 

Relación entre variables climáticas con la morfología y contenido de aceite de semillas de higuerilla ( Ricinus communis L.) de Chiapas

 

Relationship among climatic variables with the morphology and oil content of castor oil plant ( Ricinus communis L.) seeds from Chiapas

 

María Antonieta Goytia–Jiménez1*, Carlos Horacio Gallegos–Goytia1,2, Carlos Alberto Núñez–Colín3

 

1 Programa para la Formación de Jóvenes Investigadores y Emprendedores, Departamento de Preparatoria Agrícola. Universidad Autónoma Chapingo. km 38.5 Carretera México–Texcoco, Chapingo, Estado de México, C. P. 56230. MÉXICO. *Autor para correspondencia: magoytia02@hotmail.com.

2 Departamento de Suelos. Universidad Autónoma Chapingo. km 38.5 Carretera México–Texcoco, Chapingo, Estado de México. C. P. 56230. MÉXICO.

3 Campo Experimental Bajío, Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias. km 6.5 Carretera Celaya—San Miguel de Allende. Apartado Postal 112. Celaya, Guanajuato, C. P. 38010. MÉXICO.

 

Recibido: 4 de agosto, 2010
Aceptado: 15 de septiembre, 2010

 

RESUMEN

Ciento cincuenta y un accesiones de higuerilla (Ricinus communis L.), colectadas en el estado de Chiapas, México, fueron caracterizadas por contenido de aceite, forma, tamaño y peso de la semilla, con el objetivo de generar información que pueda servir de base en un programa de mejoramiento para esta especie, que podría ser una opción rentable para la producción de biodiesel y bioturbosina. De acuerdo con su distribución, se establecieron las cuatro siguientes zonas climáticas: Región 1) clima Lluvioso tropical sin estación seca; Región 2) Sabana tropical con inviernos secos; Región 3) Sabana tropical con inviernos menos secos que la Región 2, y Región 4) Lluvioso Tropical. Se encontró una amplia variación en tamaño (de 0.05 a 2.49 cm2), color, peso (desde 7 hasta 123.9 g por cada 100 semillas) y contenido de aceite (desde 12.20 a 64.84 %). Las asociaciones que se establecieron entre el tamaño y peso de 100 semillas con temperatura y precipitación fueron negativas, y significativas sólo en las regiones 3 y 4. No hubo significancia para las asociaciones del contenido de aceite con temperatura y precipitación, pero la tendencia fue a ser positivas en las regiones 1 y 4, las de mayor humedad de las cuatro regiones, y negativas en las regiones 2 y 3. Se concluye que los individuos de esta especie presentan una gran adaptación a diferentes entornos y crean fenotipos especiales para cada lugar en donde se desarrollan.

Palabras clave: Biodiesel, aceite, accesiones, cambio climático.

 

ABSTRACT

One hundred and fifty–one castor oil plant (Ricinus communis L.) accessions, collected in the state of Chiapas, Mexico, were characterized by the oil content, shape, size and weight of the seeds, with the aim of generating information that can serve as a basis for a breeding program for this species, which could be a profitable option for the production of biodiesel and turbine biofuel. Based on the distribution of the accessions, the following four climatic zones were established: Region 1) tropical rainy climate without a dry season; Region 2) tropical savanna with dry winters; Region 3) tropical savanna with less dry winters than those of Region 2; and Region 4) tropical rainforest. There was a wide variation in seed size (from 0.05 to 2.49 cm2), color, weight (from 7 to 123.9 g per 100 seeds) and oil content (from 12.20 to 64.84 %).The relationships established between the size and weight of 100 seeds with temperature and precipitation were negative, being significant only in regions 3 and 4. There was no significance to oil content relationships with temperature and precipitation, but the trend was positive in regions 1 and 4, the most humid ones of the four regions, and negative in regions 2 and 3. It is concluded that individuals of this species have a great ability to adapt to different environments and create special phenotypes for each place where they develop.

Key words: Biodiesel, oil, accesssions, climate change.

 

INTRODUCCIÓN

Los biocombustibles son una alternativa para contrarrestar los daños ocasionados al ambiente por el uso de los combustibles fósiles (Labrousse, 1998; Durham y Wood, 2002), así como para el desarrollo de zonas rurales al establecer cultivos bioenergéticos y utilizar este biocombustible en la maquinaria de los productores, o en la generación de electricidad para su consumo. Además, esta producción coadyuvará para hacer frente al futuro desabasto de petróleo, cuya amenaza enfrenta hoy la humanidad. Una planta factible de incorporarse a la producción de biocombustibles es la higuerilla (Ricinus communis L.), de la cual se obtiene el aceite de ricino, que presenta gran densidad y conserva su viscosidad a diferentes temperaturas y sólo se congela a los –10 °C (Lascarro, 2005; Durham y Wood, 2002; Ramírez, 2006). Esta especie se distribuye ampliamente en el territorio mexicano de manera silvestre, y no obstante es poca la información que respecto a ella existe, por lo que en la presente investigación se evaluaron en 151 accesiones provenientes del estado de Chiapas la morfología y el contenido de aceite de las semillas, así como la correlación que éstas presentaron con las variables climáticas de la región en donde fueron colectadas. Esto con el objetivo de generar información que puede servir de base para la selección de genotipos que puedan ser utilizados para el establecimiento de cultivares bioenergéticos de esta especie con germoplasma local, que hagan competitivo este proceso como lo recomienda Benavides (2007).

 

MATERIALES Y MÉTODOS

Ubicación geográfica del área de estudio

El área de estudio es el estado de Chiapas, en donde predominan los climas cálidos húmedos y se presentan diferentes condiciones geográficas, latitudinales y de elevación (Gobierno de Chiapas, 2005), lo que hace que de manera general se vuelva complicado establecer cómo las variables climáticas inciden en la morfología y contenido de aceite de la semilla; por lo tanto, se delimitaron cuatro regiones climáticas con base en la distribución de las 151 accesiones (Figura 1, Cuadro 1). Se utilizó el Sistema de Información Geográfica (SIG) para el análisis de datos de distribución de especies, y ArcGIS v. 9, para ubicar geográficamente las 151 accesiones.

Germoplasma

Se trabajó con 151 accesiones, colectadas por habitantes del estado de Chiapas, para el concurso "Recolección de semilla de higuerilla" bajo los términos de la convocatoria emitida por la Comisión de Bioenergéticos del Estado de Chiapas, que tuvo vigencia del 15 de abril al 15 de mayo de 2008.

Contenido de aceite

Las semillas fueron tomadas al azar, y se descascarillaron y trituraron en un mortero de porcelana. A estas muestras se les tomó el peso y posteriormente se pusieron a secar en una estufa Fisher Scientific Isotemp® Oven Modelo 615F por 12 h a 60 °C, para determinar el porcentaje de humedad. Se tomaron 2 g en peso seco como unidad experimental, con tres repeticiones para cada accesión. Se extrajo el aceite utilizando un extractor de grasas Tecator Soxtec System HT 1043 extraction unit y éter etílico. Las muestras se mantuvieron en el extractor por 3 h, a 60 °C. Posteriormente, para eliminar el éter del aceite, éste se puso en una estufa a 90 °C. El contenido de aceite se determinó al relacionar el peso de éste con el peso seco de la muestra.

Caracterización morfológica de la semilla

El color de la semilla se determinó de manera cualitativa, agrupándolo en nueve grupos de color y sus respectivas mezclas. Para la forma y tamaño se tomaron 20 semillas al azar de cada accesión. Se digitalizaron con un scanner HP psc a una resolución de 200 ppp. Las imágenes fueron procesadas en el programa Imagen Tool ver. 3.00, obteniendo área, perímetro, longitud del eje menor (MiAL), longitud del eje mayor (MaAL), índice de alargamiento (EI=MaAL/MiAL), índice de redondez (RI=(4x π xárea) perímetro2), diámetro Feret (DF= √(4–Área)/π) e índice de compactación (CI=DF/MaAL) (Wilcox et al., 2002) para cada semilla; también se obtuvo la media y la desviación estándar de cada una de las variables por accesión. El peso de 100 semillas se obtuvo tomando éstas al azar, y se pusieron en una estufa Fisher Scientific Isotemp® Oven Modelo 615F por 12 h a 60 °C; posteriormente se pesaron en una balanza analítica OHAUS GA 200D.

Análisis de datos

Se realizó un análisis de varianza para el contenido de aceite y peso de 100 semillas, y de correlaciones para establecer si existía asociación entre las características evaluadas de semillas con las variables climatológicas de cada región. Se utilizó el programa SAS v. 9 (Statistica Analisys Systems,1999).

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Color de la semilla

Esta característica varió entre las 151 accesiones evaluadas (Figura 2), encontrándose el gris plateado (Figura 3a), ocre (Figura 3b), algunos con betas negras (Figura 3c) y naranjas (Figura 3d), blanco (Figura 3e), café claro (Figura 3f) y oscuro (Figura 3g), y negro mate (Figura 3h) y brilloso (Figura 3i). Para esta variable, Biofuelseeds, en 2008, propuso una clasificación basada en los siguientes colores: rojo, nordestino, blanco, negro jaspeado y negro, clasificación que no cubre la gama de colores encontrados en este trabajo.

Forma de la semilla

Esta característica varió y se identificaron semillas con coeficientes de redondez que van de 1.02 a 2.23 (Figura 4a y 4b, respectivamente). Mientras el valor del coeficiente se aproxime al 1, más redonda será la semilla. A pesar de ser fácil esta medición, no se encontraron registros de su estudio para comparar los resultados obtenidos, ya que sólo se describe como ovada aplastada (Ramírez, 2006).

Tamaño de la semilla

El tamaño de semilla varió significativamente, y los valores se encontraron desde 0.05 a 2.41 cm2 (accesiones 22 y 74 respectivamente) (Figura 5), resultados que no coinciden con lo reportado en otros trabajos para la misma especie, ya que se ha encontrado que el tamaño de la semilla varía de 1 a 1.7 cm2 (Mondragón–Pichardo et al., 2005), o bien que éste se encuentra entre 0.5 a 1,5 cm2 (Ramírez, 2006).

Peso de la semilla

Una de las variables que mostró mayor diferencia entre las accesiones evaluadas fue el peso de 100 semillas, registrándose pesos que fueron desde 7.0 g hasta 123.63 g por cada 100 semillas. The Royal Botanic Gardens UK (2008) reporta un peso promedio de 1,000 semillas de 322.3 g para esta especie, teniendo así un peso medio de 32 g por 100 semillas, valores que no se relacionan con lo encontrado en este trabajo, ya que aquí la media general en el experimento fue de 48.72 g para el de 100 semillas, y la variación entre pesos fue altamente significativa (Cuadro 2), lo que se podría deber a la influencia que tiene el ambiente sobre el desarrollo de las semillas, ya que las accesiones provienen de regiones con diferentes climas.

Contenido de aceite

Esta característica varió significativamente (Cuadro 2), registrándose contenidos entre 12.2 y 64.84 %, accesiones 263 y 321, respectivamente (Cuadro 2), encontrándose valores que no han sido reportados en la literatura hasta el momento, como el porcentaje encontrado en la accesión 321, que fue de 64.84 %, el cual supera al 51 y 55 % reportado para especies mejoradas, según estudios realizados por el Instituto de Biocombustible, Energías Alternativas y Renovables (Amado–González et al., 2006) y de la Universidad de Pamplona (Akpa et al., 2006), respectivamente.

Correlaciones

Las asociaciones que se establecieron entre el tamaño y peso de 100 semillas con temperatura y precipitación fueron negativas, y significativas sólo en las regiones 3 y 4 (Cuadro 3); al respecto, se ha dicho que las semillas más pequeñas tienen tasas germinativas mayores que las semillas más grandes (Edwards y Hartwig, 1971); mientras que otros autores han observado que en semillas pequeñas se reduce el porcentaje de emergencia (Burris et al., 1973). También se ha planteado que el tamaño de la semilla en general no es tan importante cuando todos los miembros de una población tienen el mismo tamaño, pero cuando se encuentra una diferencia de éste en la misma población, las plantas provenientes de semillas grandes pueden dominar y sobrevivir mejor, a expensas de los nutrientes de las semillas que se quedaron más pequeñas (Harper et al., 1970).

La correlación del contenido de aceite con temperatura y precipitación no fue significativa (Cuadro 3), no obstante que se estableció una tendencia positiva entre estas variables en la región 1 y 4 , con más humedad.

De manera general, las plantas evaluadas mostraron adaptaciones específicas, y las accesiones con semillas más grandes y aquellas con mayor contenido de aceite se encentraron en la región 3, que fue la más seca y cálida de las cuatro, mientras que las más pesadas se encontraron en clima cálido y húmedo (región 4). Por todo lo anterior, se puede suponer que los individuos de esta especie son susceptibles de adaptarse a diferentes entornos y crear fenotipos especiales para cada lugar en donde se desarrollan, lo que les permite prosperar en ellos como lo plantea Dobzhansky (1970). Por ello, para establecer cultivos de esta especie se deberán realizar colectas a nivel de la región elegida con ese objetivo. En tal sentido, para este estudio se recomendaría establecer cultivos de esta especie en la región 3 en donde exista poca agua, pero se pueda cubrir la demanda de éstos, que está entre 600 y 800 mm anuales (Ministerio de Agricultura de Costa Rica, 1991).

 

CONCLUSIONES

Existe diversidad en la forma, tamaño y contenido de aceite en semillas de Recinus communis L., colectadas en el estado de Chiapas.

Se estableció una relación positiva entre el peso de la semilla y el tamaño de ésta, e inversa entre la temperatura y el tamaño y peso de las semillas.

Los individuos de esta especie se pueden adaptar a diferentes entornos y crear fenotipos especiales para cada lugar en donde se desarrollan, por lo que para establecer cultivos de esta especie se deberán realizar colectas a nivel de la región en donde se plantee hacerlo.

 

LITERATURA CITADA

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