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Revista Chapingo. Serie horticultura

On-line version ISSN 2007-4034Print version ISSN 1027-152X

Rev. Chapingo Ser.Hortic vol.23 n.2 Chapingo May./Aug. 2017

http://dx.doi.org/10.5154/r.rchsh.2016.10.027 

Articles

Respuestas de germinación en semillas de piñón (Jatropha curcas L.) a tratamientos pregerminativos

Percy Díaz-Chuquizuta1 

Ofelia Andrea Valdés-Rodríguez2  * 

Cheryl Tello-Salas1 

1Desarrollo Integral de la Selva Cadis-Tierra Viva. Jr. Primero de Julio 404 - Urb. Los Jardines, Tarapoto, San Martín, PERÚ.

2El Colegio de Veracruz. Carrillo Puerto núm. 26, Xalapa, Veracruz, C. P. 91000, MÉXICO.

Resumen:

Las semillas de piñón (Jatropha curcas L.) pueden presentar problemas de germinación debido a su testa gruesa. Por lo anterior, el objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto de 13 métodos pregerminativos sobre la germinación de semillas y uniformidad en la emergencia de plántulas de piñón. Los métodos consistieron en la combinación de agua, cenizas de Manilkara bidentata y estiércol de cuy (Cavia porcellus), con dos sustratos (aserrín y arena). Se empleó un diseño completamente al azar con parcelas divididas. Se realizaron tres repeticiones de 50 semillas para cada tratamiento. Se evaluó inicio de germinación, porcentaje de germinación y emergencia. Los resultados indicaron que el remojo en agua a 62 °C fue letal para el embrión; mientras que la siembra directa en arena fue la más tardía para iniciar la germinación. El remojo en estiércol y la frotación con cenizas más remojo en estiércol, independientemente del sustrato, permitieron iniciar la germinación en dos días y alcanzar más de 90 % de emergencia; por lo que se concluye que estos tratamientos pregerminativos fueron los mejores.

Palabras clave: remojo; estiércol de cuy; ceniza; agua caliente

Introducción

El piñón (Jatropha curcas L.) es una especie tropical de la familia Euphorbiaceae originaria de América. Es apreciada por sus múltiples usos y por su aceite como fuente alternativa de energía (Kumar & Sharma, 2006). Esta planta posee semillas de cubierta gruesa que, poco después de la cosecha, presentan niveles altos de viabilidad en contraste con sus niveles bajos de germinación, indicación de reposo vegetativo innato (Echeverría, Valles, & Rengifo, 2013). Para inducir la brotación se recomienda aplicar tratamientos pregerminativos como el remojo de las semillas y tiempos alternos de remojo y secado (Salazar & Soihet, 2001), cuya función es desinhibir latencia, revigorizar la semilla y acelerar e incrementar la germinación (Sánchez, Orta, & Muñoz, 2001).

Por otra parte, la selección del sustrato es fundamental para obtener plantas de calidad, por ser el primer medio de contacto con la planta (Echeverría et al., 2013). Aunque existen varias publicaciones sobre tratamientos pregerminativos de semillas de J. curcas (Gairola, Nautiyal, & Dwivedi, 2011; Valdés-Rodríguez, Pérez-Vázquez, & Martínez, 2014), éstas no consideran la eficacia del uso de estiércol de roedores o cenizas. Sin embargo, se ha estudiado que el estiércol de algunos animales mejora la germinación de ciertas semillas (Traveset, Bermejo, & Willson, 2001), mientras que la frotación con cenizas podría funcionar como una lija para escarificar la testa y facilitar la penetración de la humedad.

Con los antecedentes mencionados, se consideró la hipótesis de que tales tratamientos podrían ser benéficos para las semillas de J. curcas. Por lo que el objetivo de esta investigación fue evaluar 13 métodos pregerminativos (con agua, ceniza de Manilkara bidentata y estiercol de cuy [Cavia porcellus]) sobre la germinación y uniformidad en la emergencia de las semillas de piñón.

Materiales y métodos

El experimento se llevó a cabo de agosto a octubre de 2009. Se utilizaron semillas de piñón recolectadas durante agosto de 2009, provenientes de frutos maduros y de plantas vigorosas y sanas del ecotipo Totorillayco de la región de San Martín, Perú. Los promedios de longitud y ancho de las semillas fueron 19 y 8 mm, respectivamente.

Sitio de estudio

El estudio se llevó a cabo en un invernadero de ladrillo de 6.0 x 4.0 x 3.5 m abierto por los costados, con techo de dos aguas y acrílico transparente, localizado en el distrito de San Martín, Perú (6° 29’ 27’’ latitud sur y 76° 22’ 14’’ longitud oeste, a 293 msnm). Las variables ambientales registradas fueron temperatura y humedad relativa, con promedios de 26 °C y 78.5 %, respectivamente.

Tratamientos y siembra

El experimento consistió en 13 diferentes tratamientos pregerminativos con dos sustratos (Cuadro 1). Los sustratos utilizados se desinfectaron 1 h antes de la siembra con agua caliente a 100 °C. Los germinadores se construyeron de 1 m2 con tablillas de madera. Las cajas se llenaron con sustrato (hasta 5 cm de altura). Las semillas pre-tratadas se sembraron en posición horizontal a profundidad del grueso de la semilla (1 cm aprox.) y con la carúncula hacia abajo. Se regaron diariamente por aspersión para mantener la humedad en los sustratos.

Cuadro 1: Descripción de tratamientos evaluados en la germinación y emergencia de semillas de piñón (Jatropha curcas L.). 

Sustrato Tratamiento Clave Descripción
Aserrín o arena Testigo T1 Siembra directa.
Inmersión de semillas en agua por 12 h T2 Agua a temperatura ambiente.
Inmersión de semillas en agua por 24 h T3 Agua a temperatura ambiente.
Inmersión de semillas en agua por 24 h con cambio de agua a las 12 h T4 Cambio de agua a temperatura ambiente cada 12 horas.
Inmersión de semillas en té de estiércol descompuesto de cuy (Cavia porcellus) por 12 h T5 Estiércol de tres meses de cuy diluido en agua (0.5 kg en 0.5 L de agua) reposado por siete días y luego diluido nuevamente en agua (15 mL∙L).
Inmersión de semillas en extracto de estiércol fresco de cuy por 12 h T6 El estiércol fresco de cuy diluido en agua (0.5 kg en 0.5 L de agua) se tamizó para obtener la solución en la cual se sumergieron las semillas.
Frotación de semillas con ceniza por 15 min + inmersión en agua por 12 h T7 Ceniza de Manilkara bidentata con partículas menores a 2.5 mm y agua a temperatura ambiente.
Frotación de semillas con ceniza por 15 min + inmersión en té de estiércol fresco de cuy por 12 h T8 Ceniza de Manilkara bidentata con partículas menores a 2.5 mm y té de estiércol fresco.
Inmersión de semillas con té de estiércol fresco de cuy por 12 h T9 Semillas sumergidas por 12 horas en una dilución de 15 mL∙L de té de estiércol fresco previo a la siembra.
Inmersión de semillas en estiércol fresco de cuy por 24 h T10 Semillas sumergidas por 24 horas en 500 g de estiércol fresco previo a la siembra.
Inmersión de semillas en estiércol descompuesto de cuy por 24 h T11 Semillas sumergidas por 24 horas en 500 g de estiércol de tres meses previo a la siembra.
Inmersión de semillas en agua a 62 °C por 10 min T12 1 L de agua a 100 °C se dejó reposar 20 min (tfinal = 62 °C).
Inmersión de semillas en agua a 47 °C por 10 min T13 1 L de agua a 100 °C se dejó reposar 30 min (tfinal = 47 °C).

Se utilizó un diseño completamente al azar con parcelas divididas, con los sustratos como parcelas grandes y los tratamientos pregerminativos como parcelas pequeñas. Se realizaron tres repeticiones de 50 semillas para cada tratamiento.

Las variables evaluadas fueron el inicio de la germinación, contando los días desde la siembra hasta la aparición de la radícula (0.4 cm aproximadamente); el porcentaje de germinación cada 24 horas, como el número de semillas germinadas sobre el total sembrado, y el porcentaje de emergencia, como el número de plántulas ya emergidas al octavo día después de la siembra.

El análisis de varianza se realizó con el programa Statistical Analysis System (SAS, 2004) y la comparación de medias se hizo con la prueba de Tukey (P ≤ 0.05).

Resultados y discusión

Inicio de germinación

Se obtuvieron diferencias estadísticas altamente significativas (P ≤ 0.01) por efecto de sustratos, tratamientos pregerminativos y su interacción (Cuadro 2). En aserrín, la germinación inició en promedio 1.3 días antes que en arena. En ambos sustratos, la inmersión de semillas en agua por 24 h, el estiércol de cuy y la frotación con cenizas permitieron que el inicio de germinación fuera en promedio de 1.41 y 11.95 días antes que la siembra directa para aserrín y arena, respectivamente (Cuadro 3). Lo anterior indica que la fase de imbibición (la absorción rápida de agua) se vio favorecida por el remojo (Suárez & Melgarejo, 2010). Mientras que, se puede considerar que la frotación con ceniza y el estiércol de cuy afectaron la permeabilidad de la testa y permitieron una mejor hidratación del embrión (Finch-Savage & Leubner-Metzger, 2006).

Cuadro 2: Significancias obtenidas en el análisis de varianza para la respuesta de semillas de Jatropha curcas L. a diferentes tratamientos. 

Fuente de variación Grados de libertad Inicio de germinación (días) Porcentaje de germinación Porcentaje de emergencia
S1 1 32.05** 576.21** 1063.38**
Error a 4 0.24 1.28 5.64
TP 12 51.51** 5446.06** 5240.43**
TP x S 12 18.47** 968.09** 992.94**
Error b 48 0.17 17.48 24.03
Total 77
CV (%) 13.45 6.12 7.21

1S: sustratos, TP: tratamientos pregerminativos y CV: coeficiente de variación.

** Significativo con P < 0.01

Cuadro 3: Comparación de medias de sustratos y tratamientos para la germinación de semillas de Jatropha curcas L. 

Sustrato Tratamiento Inicio de germinación (días) Germinación (%, 5 dds) Emergencia (%, 8 dds)
Aserrín T11 3.3 dz 62.7 de 74.0 cd
T2 6.7 b 43.3 f 43.3 f
T3 1.3 f 80.7 bc 80.7 bc
T4 1.7 ef 82.7 bc 82.7 bc
T5 2.0 ef 80.0 bc 80.0 bc
T6 2.0 ef 80.0 bc 80.0 bc
T7 2.0 ef 80.0 bc 80.0 bc
T8 2.0 ef 90.7 ab 90.7 ab
T9 2.0 ef 100.0 a 100.0 a
T10 2.0 ef 100.0 a 100.0 a
T11 2.0 ef 60.0 de 60.0 de
T12 0.0 h 0.0 g
T13 5.0 c 70.7 cd 60.0 de
Arena T1 14.0 a 0.0 h 0.0 g
T2 13.7 a 12.7 g 12.7 g
T3 2.0 ef 81.3 bc 81.3 bc
T4 1.7 ef 66.7 d 60.7 de
T5 2.0 ef 100.0 a 100.0 a
T6 2.0 ef 91.3 ab 100.0 a
T7 2.0 ef 91.3 ab 82.0 bc
T8 2.0 ef 91.3 ab 91.3 ab
T9 2.7 de 82.0 bc 82.0 bc
T10 2.0 ef 91.3 ab 91.3 ab
T11 2.0 ef 100.0 a 82.0 bc
T12 0.0 h 0.0 g
T13 2.7 de 52.0 ef 52.0 ef
DMSH 1.33 13.43 15.61

zMedias con la misma letra dentro de cada columna no difieren estadísticamente (Tukey, P ≤ 0.01).

DMSH: diferencia mínima significativa honesta, dds: días después de la siembra.

1T1: testigo, T2: inmersión de semillas en agua por 12 h, T3: inmersión de semillas en agua por 24 h, T4: inmersión de semillas en agua por 24 h cambiando el agua a las 12 h, T5: inmersión de semillas en té de estiércol descompuesto de cuy por 12 h, T6: inmersión de semillas en extracto de estiércol fresco de cuy por 12 h, T7: frotación de semillas con ceniza por 15 min + inmersión en agua por 12 h, T8: frotación de semillas con ceniza por 15 min + inmersión en té de estiércol fresco de cuy por 12 h, T9: inmersión de semillas con té de estiércol fresco de cuy por 12 h, T10: inmersión de semillas en estiércol fresco de cuy por 24 h, T11: inmersión de semillas en estiércol descompuesto de cuy por 24 h, T12: inmersión de semillas en agua a 62 °C por 10 min y T13: inmersión de semillas en agua a 47 °C por 10 min.

La siembra directa en arena y la inmersión en agua por 12 h en combinación con arena presentaron los inicios de germinación más tardíos con 14 y 13.7 días, respectivamente. Esto pudo deberse a la poca capacidad de retención de agua de la arena, lo que impidió a las semillas alcanzar la hidratación adecuada para iniciar la germinación (40 a 60 % de humedad, según Montes [1998]); mientras que bajo las mismas condiciones, en aserrín la germinación inició en promedio 8.8 días antes. El aserrín, por almacenar la humedad dentro de sus fibras y tener porosidad superior a 80 % (Maher, Prasad, & Raviv, 2008), proporcionó mejor balance entre humedad y aireación para las semillas, acelerando su germinación.

Por otra parte, la inmersión en agua a 62 °C fue letal para el embrión. Daños similares se reportan con semillas de Centrosema rotundifolium (Sanabria, Silva, Oliveros, & Barrios, 2001). Sin embargo, Sánchez-Paz y Ramírez-Villalobos (2006) obtuvieron mejoras en la germinación al sumergir semillas de Leucaena leucocephala durante 10 min en agua a 80 °C, por lo que se considera que este factor depende de la especie (Probert, 2010).

Porcentaje de germinación

Se obtuvieron diferencias estadísticas altamente significativas (P ≤ 0.01) por efecto de sustratos, tratamientos pregerminativos y su interacción (Cuadro 2). El sustrato con mayor porcentaje de germinación fue el aserrín, que superó a la arena con 5.4 %. En aserrín, el remojo de las semillas por 24 h o en agua tibia mejoró la germinación en 15.3 % con respecto al testigo, mientras que en arena fue mejor por 66.67 %, en las mismas condiciones. Por su parte, las combinaciones que utilizaron estiércol, ceniza o estiércol más ceniza mejoraron en 21.69 y 92.46 % en aserrín y arena, respectivamente. A este respecto, se considera que la ceniza funcionó como abrasivo para adelgazar la testa, permitir la acción de microorganismos que la degradaran y facilitar la imbibición; mientras que el estiércol de cuy, gracias a sus ácidos húmicos, proporcionó nutrientes y fitohormonas que promovieron las actividades fisiológicas y estimularon la activación de las semillas (Hartwigsen & Evans, 2000; Restrepo-Rivera, 2007).

Con el remojo de la semilla por 12 h y siembra en arena la germinación fue 60 % menor a lo reportado en otras investigaciones con semillas de piñón mexicanas (Valdés-Rodríguez, Sánchez-Sánchez, & Pérez-Vázquez, 2013). Esto pudo deberse al tipo de arena utilizado, que en este caso fue de río, ya que Valdés-Rodríguez et al. (2013) utilizaron arena de dunas, la cual pudo ser más fina y retener mayor cantidad de agua, favoreciendo la hidratación de la semilla.

Porcentaje de emergencia

Se obtuvieron diferencias estadísticas altamente significativas (P ≤ 0.01) por efecto de tratamientos, sustratos y su interacción (Cuadro 2). En promedio, la emergencia fue 7.38 % mayor en aserrín que en arena, ya que fue mayor en el T1 y T2 (Cuadro 3). Sin embargo, ambos sustratos registraron porcentajes de emergencia similares en el T3, T7 y T8 (Cuadro 3). En los tratamientos donde se obtuvieron los porcentajes más bajos se observaron problemas de pudrición de semillas y daño de radícula.

De acuerdo con estos resultados, la arena, en comparación con el aserrín, limitó considerablemente la germinación y emergencia en el T1 y T2 (Cuadro 3). Lo anterior pudo deberse a que la arena tiene una menor capacidad de almacenar humedad, por lo que la hidratación de las semillas fue menos eficiente. No obstante, al usar cenizas o estiércol se logró penetrar la testa y la emergencia en arena mejoró hasta 90 % en relación con la siembra directa. En promedio, estos tratamientos con ambos sustratos incrementaron la emergencia 50 % en relación con el T1 y 27 % en relación con el remojo en agua por 12 o 24 h. Por ello, se puede considerar que el empleo de materiales orgánicos como estiércol o inorgánicos como la ceniza aportaron protección a la semillas debido a la presencia de fitohormonas, minerales y microorganismos benéficos (Restrepo-Rivera, 2007).

Conclusiones

Los tratamientos pregerminativos que involucran el remojo de la semilla en agua por 24 h y, especialmente, el uso de estiércol de cuy y la frotación con ceniza mejoran la germinación de semillas de Jatropha curcas L. y la emergencia de las plántulas, al ser capaces de reblandecer su testa gruesa y facilitar la hidratación de la semilla y la respiración del embrión.

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Recibido: 11 de Octubre de 2016; Aprobado: 22 de Febrero de 2017

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