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Revista Chapingo. Serie horticultura

versão On-line ISSN 2007-4034versão impressa ISSN 1027-152X

Rev. Chapingo Ser.Hortic vol.28 no.1 Chapingo Jan./Abr. 2022  Epub 01-Ago-2022

https://doi.org/10.5154/r.rchsh.2021.06.009 

Artículos científicos

Calidad fisiológica de semilla de tomate de cáscara (Physalis ixocarpa Brot. ex Horm.) en dos condiciones de almacenamiento

Aureliano Peña-Lomelí1 
http://orcid.org/0000-0002-9123-494X

Linda Angélica Moreno-Sánchez1 

Alexa Sánchez-Mejía1 

Natanael Magaña-Lira1  * 
http://orcid.org/0000-0003-4940-5060

Juan Martínez-Solís1 
http://orcid.org/0000-0002-8216-2702

Jaime Sahagún-Castellanos1 
http://orcid.org/0000-0003-0965-9672

1Universidad Autónoma Chapingo, Departamento de Fitotecnia. Carretera México-Texcoco km 38.5, Chapingo, Estado de México, C. P. 56230, MÉXICO.


Resumen

Con el fin de evaluar la calidad fisiológica de semillas de tomate de cáscara a través del tiempo y el efecto de dos ambientes, se almacenaron semillas de cuatro variedades producidas en 2013 durante tres años en condiciones ambientales (23.43 ± 0.64 °C y HR 23 %) y en el Banco de Germoplasma (-20 °C y HR 13 %) de la Universidad Autónoma Chapingo, México. Se muestreó cada año desde octubre de 2013 hasta noviembre de 2016. En cada muestreo se hicieron pruebas de germinación y vigor bajo un diseño experimental completamente al azar con seis repeticiones. El porcentaje de germinación se determinó a 30 °C durante 21 días en una cámara germinadora. El vigor se evaluó por medio del índice de velocidad de germinación (IVG), longitud de plántula (LP), peso seco de plántulas (PSP) y porcentaje de plántulas normales (PN). Después de tres años de almacenamiento, la germinación decreció 4.3 %, donde los porcentajes más altos se obtuvieron con las variedades Diamante y Tecozautla 04. Sin embargo, las cuatro variedades evaluadas presentaron más del 90 % de germinación. No se observó efecto significativo de los ambientes de almacenamiento sobre la germinación, aunque se presentaron los valores más altos de IVG y PN bajo las condiciones de almacenamiento del Banco de Germoplasma. La variedad Diamante presentó los mayores valores de porcentaje de germinación e IVG. En las variables de vigor (IVG, LP y PSP) se observó una influencia negativa por efecto del tiempo de almacenamiento.

Palabras clave germinación; vigor; calidad de semilla; deterioro; conservación

Abstract

In order to evaluate the physiological quality of tomatillo seeds over time and the effect of two environments, seeds of four varieties produced in 2013 were stored for three years under ambient conditions (23.43 ± 0.64 °C and 23 % RH) and at the Germplasm Bank (-20 °C and 13 % RH) of the Universidad Autónoma Chapingo, Mexico. They were sampled every year from October 2013 to November 2016. Germination and vigor tests were performed in each sampling under a completely randomized experimental design with six replications. Germination percentage was determined at 30 °C for 21 days in a germination chamber. Vigor was evaluated by means of the germination speed index (GSI), seedling length (SL), seedling dry weight (SDW) and percentage of normal seedlings (NS). After three years of storage, germination decreased 4.3 %, where the highest percentages were obtained with the Diamante and Tecozautla 04 varieties. However, the four varieties evaluated showed more than 90 % germination. No significant effect of storage environments on germination was observed, although the highest GSI and NS values were obtained under the storage conditions of the Germplasm Bank. The Diamante variety showed the highest germination percentage and GSI values. In the vigor variables (GSI, SL and SDW) a negative influence was observed due to the effect of storage time.

Keywords germination; vigor; seed quality; deterioration; conservation

Introducción

El tomate de cáscara o tomate verde (Physalis ixocarpa Brot. ex Horm.), también llamado tomatillo, es una hortaliza que se consume en México desde tiempos precolombinos (Santiaguillo-Hernández et al., 2012). Como especie olerícola, presenta gran importancia tanto económica como cultural para la población mexicana. Actualmente, es el sexto cultivo hortícola en cuanto superficie sembrada, después del chile (Capsicum annuum L.), la calabaza (Cucurbita argyosperma), la papa (Solanum tuberosum L.), el jitomate (Solanum lycopersicum L.) y la cebolla (Allium cepa L.). Se siembra en 30 estados de la República Mexicana, y su superficie cultivada es de 42,464 ha, con un rendimiento promedio de 19.9 t·ha-1 y un valor de la producción de $3,006,099.93 MXN (Sistema de Información Agroalimentaria y Pesquera [SIAP], 2021).

Uno de los insumos más importantes en un sistema de producción eficiente es la semilla, que es el punto de partida para tener una respuesta favorable a las condiciones de cultivo comercial, producir plantas vigorosas y, consecuentemente, alcanzar una mayor producción de fruto. La semilla representa un insumo estratégico por excelencia, la cual permite sustentar las actividades agrícolas, y contribuye significativamente a mejorar la producción en términos de calidad y rentabilidad (Coronado-González, Peña-Lomelí, Magaña-Lira, Sahagún-Castellanos, & Ybarra-Moncada, 2019).

La calidad de la semilla es un concepto múltiple que comprende varios componentes: físicos, genéticos, sanitarios y fisiológicos (Pérez-Camacho, González-Hernández, Molina-Moreno, Ayala-Garay, & Peña-Lomelí, 2008b; Pérez-Camacho et al., 2012). Los atributos fisiológicos son aquellos relacionados con el metabolismo de la semilla; es decir, la expresión del potencial máximo de desarrollo de la semilla (Pichardo-González et al., 2010), como la viabilidad, la capacidad germinativa y el vigor. En contra parte, el deterioro significa la pérdida de algunas de las funciones fisiológicas clave, lo cual, finalmente, conduce a la pérdida de atributos esenciales para la calidad de las semillas como el vigor y la capacidad germinativa (Food and Agriculture Organization of the United Nations [FAO], 2011).

El deterioro de la semilla está asociado con cambios en su metabolismo. Los factores que en interacción pueden conducir al deterioro, la pérdida del vigor y de la viabilidad, total o parcial, son temperatura, humedad, presión de oxígeno, bacterias, hongos, insectos y roedores (Doria, 2010). La tasa de deterioro depende de las condiciones ambientales durante el almacenamiento y del tiempo de almacenamiento de las semillas.

El objetivo del almacenamiento es reducir la velocidad y los efectos del deterioro para mantener las semillas viables y en buena condición física y fisiológica hasta su siembra, donde se espera tener una germinación satisfactoria y vigor adecuado en la emergencia de plántula (Jara,1997). En tomate de cáscara, como en muchas otras especies, es común observar que la semilla almacenada pierde rápidamente la viabilidad con temperaturas de almacenamiento superiores a 30 °C, condición que ocurre frecuentemente en bodegas de campos agrícolas (Pérez-Camacho et al., 2012).

La investigación en relación con la calidad de la semilla de tomate de cáscara y su deterioro es escasa. El conocimiento detallado de las características morfológicas y fisiológicas de las semillas de dicha especie podría ayudar a identificar los factores involucrados en su deterioro. Este aspecto es importante en los programas de mejoramiento genético y de conservación de germoplasma (Pérez-Camacho et al., 2008b; Coronado-González et al., 2019). Por lo anterior, el objetivo de esta investigación fue determinar el impacto de las condiciones y el tiempo de almacenamiento sobre la germinación y el vigor de semillas de cuatro variedades de tomate de cáscara.

Materiales y métodos

La investigación se realizó en el Banco Nacional de Germoplasma Vegetal y en los Laboratorios de Ecología y Análisis de Semillas del Departamento de Fitotecnia de la Universidad Autónoma Chapingo (UACh) (19° 30’ latitud norte y 98° 59’ longitud oeste, a 2,250 m s. n. m.). El presente trabajo forma parte del programa de Mejoramiento Genético de Tomate de Cáscara.

El material biológico empleado en los experimentos se produjo en el ciclo primavera-verano 2013 en el campo experimental de la UACh (variedades Gema, Tecozautla 04 y Diamante) y del Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo, Estado de México (variedad Manzano Tepetlixpa). Las variedades analizadas se encuentran inscritas en el Catálogo Nacional de Variedades Vegetales (Servicio Nacional de Inspección y Certificación de Semillas [SNICS], 2021).

El manejo del cultivo se realizó de acuerdo con lo descrito por Martínez-Solís, Peña-Lomelí, y Montalvo-Hernández (2004) para la producción de semilla de tomate de cáscara. Las plántulas se trasplantaron a campo abierto en la primera semana de abril de 2013, a una densidad de 30,000 plantas·ha-1. La cosecha de frutos se realizó en la segunda semana de junio, cuando éstos estaban maduros fisiológicamente y tenían color verde claro a amarillo, en el caso de las variedades Gema, Tecozautla 04 y Diamante, y color amarillo en Manzano Tepetlixpa. La extracción de las semillas de cada variedad se realizó inmediatamente después de la cosecha con una máquina despulpadora apropiada para tomate de cáscara (Coronado-González et al., 2019).

La semilla se secó al sol sobre bastidores (Martínez-Solís et al., 2004) y, posteriormente, fue beneficiada en octubre de 2013 con una máquina de aire y zarandas (modelo LA-LS/B, Seedburo®, EUA), con motor de 1 HP. Con el uso de cribas redondas de 1.5, 2.0 y 3.0 mm, se obtuvieron tres tamaños de semilla: chica, estándar y grande, respectivamente. Las impurezas se separaron y se eliminó la semilla vana. Al finalizar el proceso de secado y acondicionamiento, la semilla se almacenó con un contenido de humedad de 5 % en Gema, 6 % en Tecozautla 04, 6.4 % en Diamante y 7.8 % en Manzano Tepetlixpa (Coronado-González et al., 2019). Para el estudio, se tomó una muestra de 1 kg de semilla de tamaño estándar (2 mm) de cada variedad, que es la que se comercializa generalmente. Cada muestra se dividió en dos partes de 500 g cada una. De las ocho submuestras, cuatro se almacenaron en el laboratorio de semillas, y las otras cuatro, en el banco de germoplasma de la UACh como se describe a continuación.

Un factor de estudio fue la condición de almacenamiento, la cual tuvo dos niveles y se estableció a partir de febrero de 2014. El primero fueron las condiciones ambientales del Laboratorio de Semillas, sin control de temperatura ni de humedad relativa (HR). La temperatura promedio anual fue de 23.43 ± 0.64 °C; la HR promedio, de 23.55 ± 0.06 %; la temperatura de punto de rocío, de 1.46 ± 0.56 °C, y la humedad absoluta, de 4.95 ± 0.18 g·m-3. De cada variedad, se colocaron 500 g de semilla acondicionada en una bolsa de plástico aluminizada con cierre hermético tipo “Ziploc” de 30 x 22 cm, la cual semeja el envase en el que se comercializa la semilla de tomate de cáscara. El segundo nivel fue el Banco Nacional de Germoplasma, donde se mantuvieron las semillas a -20 °C y HR de 13 %. De cada variedad se colocaron, junto con una bolsa de plástico con silicagel (3 x 3 cm), 500 g de semilla acondicionada en frascos de cristal translúcidos de 500 mL de volumen con cierre hermético.

El segundo factor evaluado fue variedad, al cual correspondieron cuatro genotipos de tomate de cáscara producidas en el ciclo primavera-verano 2013. Las variedades Gema, Tecozautla 04 y Diamante se produjeron en el Campo Agrícola Experimental del Departamento de Fitotecnia, y la variedad Manzano Tepetlixpa, en el Colegio de Postgraduados.

El tercer factor de estudio fue tiempo de almacenamiento de las semillas, el cual tuvo cuatro niveles. La germinación se evaluó, en las cuatro variedades, en octubre de 2013 (tiempo 1, cero meses de almacenamiento), octubre de 2014 (tiempo 2, un año de almacenamiento), octubre de 2015 (tiempo 3, dos años de almacenamiento) y octubre de 2016 (tiempo 4, tres años de almacenamiento). El vigor se evaluó en las cuatro variedades y las dos condiciones de almacenamiento a los 6 (tiempo 1), 12 (tiempo 2), 24 (tiempo 3) y 36 (tiempo 4) meses de almacenamiento. Para evaluar la germinación y el vigor, se tomó una muestra de 5 g de semillas por variedad de ambos ambientes.

Con el propósito de determinar la calidad fisiológica en relación con el porcentaje de germinación, se usó un diseño de tratamientos factorial incompleto 2 x 4 x 4, en el cual se combinaron los niveles de condición de almacenamiento (2), variedad (4) y tiempo de almacenamiento (4). Dado que en el tiempo 1 aún no se almacenaba la semilla, sólo se tuvieron cuatro combinaciones (cuatro variedades y una condición de almacenamiento). En los tiempos 2, 3 y 4 se tuvieron ocho combinaciones (dos condiciones de almacenamiento y cuatro variedades), lo cual dio un total de 28 tratamientos.

El diseño experimental fue completamente al azar, con cuatro repeticiones en el tiempo 1 (16 unidades experimentales) y seis repeticiones en los tiempos 2, 3 y 4, en donde se evaluaron las cuatro variedades de los dos ambientes de almacenamiento (48 unidades experimentales por año). Cada unidad experimental consistió en una caja Petri plástica transparente de 95 mm de diámetro por 10 mm de profundidad, con 100 semillas uniformemente distribuidas sobre papel filtro de poro mediano humedecido con 5 mL de agua destilada al inicio, y la necesaria para mantener la humedad durante toda la prueba. Las unidades experimentales se colocaron en una cámara germinadora (modelo D- 7140, Seedburo®, EUA) a 30 ± 1 °C y 90 % de HR, condiciones propuestas por Martínez-Solís, Mendoza, Rodríguez-Pérez, Peña-Lomelí, y Peña (2006), por 21 días según las normas de la International Seed Testing Association (ISTA, 2004), y siguiendo la metodología utilizada por Coronado-González et al. (2019). El porcentaje de germinación (PG) se evaluó con base en el número de semillas sembradas y el número de semillas con emisión de radículas en plántulas normales al finalizar la prueba.

Para determinar la calidad fisiológica en relación con el vigor de las semillas respecto al tiempo de almacenamiento, se usó un diseño de tratamientos factorial completo 2 x 4 x 4, combinando los niveles de condición de almacenamiento, variedad y tiempo de almacenamiento, respectivamente, con lo cual se obtuvieron 32 tratamientos. El diseño experimental fue completamente al azar con seis repeticiones en todos los tiempos, donde se evaluaron las cuatro variedades en los dos ambientes de almacenamiento, lo cual dio lugar a 48 unidades experimentales por tiempo. En este caso, cada unidad experimental consistió en una caja Petri plástica de 135 mm de diámetro por 22 de profundidad, con 50 semillas distribuidas uniformemente sobre papel filtro de poro mediano humedecido permanentemente con 10 mL de agua destilada. Las unidades experimentales se colocaron en una cámara germinadora (Precision 818, Thermo Scientific™, EUA) a 30 ± 1 °C (Martínez-Solís et al., 2006; Coronado-González et al., 2019), con iluminación las 24 h durante los 14 días que duró la prueba. Se realizaron conteos de plántulas germinadas cada 48 h hasta el final de la prueba. A los siete días de iniciada la prueba, se aplicó Captan® al 5 % para evitar el daño por hongos.

Los caracteres evaluados, relacionados con el vigor, se describen a continuación. 1) Índice de velocidad de germinación (IVG): se realizaron conteos de semillas geminadas cada 48 h, considerando como tal la emergencia de la radícula, y el IVG se calculó de acuerdo con la fórmula propuesta por Maguire (1962); 2) longitud promedio de plántula (LP): se tomó una muestra de 10 plántulas por unidad experimental, y a cada plántula se le midió la longitud (cm) desde la punta de la raíz primaria hasta la punta de las hojas cotiledonales y se calculó la longitud promedio; 3) peso seco promedio de plántulas (PSP): una vez medidas las plántulas, se secaron hasta peso constante durante 72 h a 72 °C en una estufa de clima constante (Memmert HPP110, Wisconsin Oven, EUA), posteriormente se pesaron (mg) en una balanza analítica (Pioneer, Oahus®, EUA) y se calculó el promedio; 4) porcentaje de plántulas normales (PN): se obtuvo en función del número de plántulas normales contabilizadas al final de la prueba. Las plantas normales fueron las que mostraron todas sus estructuras esenciales, de acuerdo con las normas de la ISTA (2004).

Los datos de porcentaje de germinación y porcentaje de plántulas normales se transformaron antes del análisis de varianza mediante la fórmula arcosenoy/100 (Sokal & Rohlf, 1995), con el propósito de corregir su desviación respecto a una distribución normal. Además, se realizó un análisis de varianza de los datos de cada caracter evaluado y, posteriormente, se realizaron comparaciones de medias de Tukey (P ≤ 0.05). Para estos análisis, se empleó el programa estadístico SAS versión 9.3 (SAS Institute Inc., 2011).

Resultados y discusión

Los resultados del análisis de varianza del porcentaje de geminación (Cuadro 1) muestran un efecto significativo (P ≤ 0.01) de las variedades y del tiempo de almacenamiento, no así para el ambiente de almacenamiento. Únicamente la interacción Variedad x Tiempo de almacenamiento fue significativa. El coeficiente de variación bajo indica que los resultados son confiables.

Cuadro 1 Cuadrados medios del análisis de varianza del porcentaje de germinación (arcosenoy/100) de semillas de cuatro variedades de tomate de cáscara (Physalis ixocarpa Brot. ex. Horm.) almacenadas en dos ambientes durante tres años. 

Fuente de variación Grados de libertad Cuadrados medios
Variedad 3 395.77**
Ambiente 1 0.62
Tiempo de almacenamiento 3 156.80**
Variedad x Ambiente 3 51.74
Variedad x Tiempo de almacenamiento 9 74.52**
Ambiente x Tiempo de almacenamiento 2 0.31
Variedad x Ambiente x Tiempo de almacenamiento 6 52.21
Error 132 24.25
Total 159
Coeficiente de variación (%) 6.44

** = significativo con P ≤ 0.01.

Los dos ambientes de almacenamiento evaluados resultaron igualmente eficientes para mantener la germinación de la semilla. Lo anterior se puede explicar porque el almacenamiento ocurrió, en ambos casos, a temperaturas inferiores a 30 °C, que es el punto a partir del cual se acelera el deterioro en tomate de cáscara (Pérez-Camacho et al., 2008b; Pichardo-González et al., 2010). Además, la semilla se almacenó en un contenedor hermético, por lo cual, presumiblemente, su humedad se mantuvo baja en ambos ambientes.

Las variedades con mayor germinación fueron Diamante y Tecozautla 04, las cuales superaron a Gema y Manzano Tepetlixpa (Cuadro 2), esta última con menor valor de germinación. Dichos resultados se pueden atribuir a la condición genética de las semillas, debido a que las variedades provienen de razas distintas, por lo que, probablemente, tienen diferente precocidad y composición química, lo cual se refleja en diversos tamaños de semilla, en el grado de madurez fisiológica y, consecuentemente, en diversos porcentajes de germinación (Pichardo-González et al., 2010; Pérez-Camacho et al., 2012; Peña-Lomelí, Ponce-Valerio, Sánchez-del Castillo, & Magaña-Lira, 2014).

Cuadro 2 Comparación de medias de los porcentajes de germinación para variedades, ambientes de almacenamiento y tiempos de almacenamiento de semillas de tomate de cáscara (Physalis ixocarpa Brot. ex Horm.) 

Factor/Niveles Germinación (%) Germinación 1 (transformaday)
Variedad
Diamante 95.8 79.8 az
Tecozautla 04 94.5 77.6 ab
Gema 93.1 75.4 bc
Manzano Tepetlixpa 90.9 73.1 c
DMSH 2.9
Ambiente
Laboratorio 93.8 76.9 a
Banco de Germoplasma 93.2 76.0 a
DMSH 1.6
Tiempo
1 (año 0) 95.6 80.4 a
2 (año 1) 94.7 77.4 ab
3 (año 2) 93.8 76.4 b
4 (año 3) 91.5 74.3 b
DMSH 3.2

DMSH = diferencia mínima significativa honesta. yPorcentaje de germinación transformado con la fórmula arcosenoy/100. zPara los niveles de cada factor, medias con la misma letra dentro de cada columna no difieren estadísticamente (Tukey, P ≤ 0.05).

En los resultados de la comparación de medias del tiempo de almacenamiento, no se encontraron diferencias significativas entre las muestras obtenidas en el primer año (tiempo 2) de evaluación. A partir del segundo año (tiempo 3), se observó un comportamiento descendente en la germinación, aunque no significativo con las pruebas de 2015 (tiempo 3) y 2016 (tiempo 4). En los tres años de muestreo, se registró una disminución de 4.13 % en la germinación, con la mayor disminución del año dos al año tres (2.16 %). Esta dinámica coincide con lo reportado por Pérez-Camacho et al. (2008a) en la germinación de semillas de tomate de cáscara almacenadas por 1, 2, 3 y 5 años, donde la germinación disminuyó linealmente. No obstante, la disminución anual (8.7 %) reportada por estos autores fue muy superior a la obtenida en el presente trabajo. Esto se puede deber al origen de la semilla, pues en el estudio citado cada variedad se produjo en diferente año, y en el presente trabajo la semilla se produjo exprofeso para el estudio, en el mismo año y bajo las mismas condiciones de cultivo.

Queda claro que hay pérdida de germinación por efecto del deterioro, el cual comienza a partir de la madurez fisiológica, y puede llevar hasta la pérdida total de la capacidad germinativa (Delouche, 2002), por consumo de reservas de la semilla durante el almacenamiento (Copeland & McDonald, 2001) o por incremento en los procesos fisiológicos de las mismas (como respiración o activación metabólica) (Pichardo-González et al., 2010).

La menor germinación registrada durante el tiempo de almacenamiento fue de 91.5 %, valor que supera el estándar requerido para la certificación, que es de al menos 85 % (FAO, 2011). Lo anterior indica que, aún después de tres años, los lotes de semilla serían viables para uso comercial.

Los resultados del análisis de varianza de las variables de vigor (Cuadro 3) presentaron efectos significativos (P ≤ 0.05) en los factores variedad, ambiente y tiempo de almacenamiento en todas las variables. Asimismo, la interacción Variedad x Ambiente fue significativa para PN; Variedad x Tiempo de almacenamiento, para IVG y PN, y Variedad x Ambiente x Tiempo de almacenamiento, para LP.

Cuadro 3 Cuadrados medios del análisis de varianza de las variables de vigor de cuatro variedades de semilla de tomate de cáscara (Physalis ixocarpa Brot. ex Horm.) almacenadas en dos ambientes durante tres años. 

Fuente de variación GL IVG LP PSP PN1
Variedad 3 29.49 ** 1.10 ** 2.70 * 451.9 **
Ambiente 1 37.22 ** 1.19 * 3.50 * 282.5 **
Tiempo de almacenamiento 3 19.65 ** 12.68 ** 142.13 ** 4765.5 **
Variedad x Ambiente 3 1.39 0.62 0.71 146.9 **
Variedad x Tiempo de almacenamiento 9 4.82 ** 0.26 0.82 83.2 **
Ambiente x Tiempo de almacenamiento 3 1.65 0.07 1.29 7.9
Variedad x Ambiente x Tiempo de almacenamiento 9 0.45 0.57 * 0.78 46.7
Error 160 0.97 0.23 0.85 36.6
Total 191
Coeficiente de variación (%) 7.35 12.82 11.45 8.45

GL = grados de libertad; IVG = índice de velocidad de germinación; LP = longitud de plántula; PSP = peso seco de plántula; PN1 = porcentaje de plántulas normales transformado con la fórmula arcosenoy/100. * y ** = significativo con P ≤ 0.05 y P ≤ 0.01, respectivamente.

A diferencia del porcentaje de germinación, en la evaluación del vigor sí se puede observar el efecto de las diferentes condiciones de almacenamiento sobre las tres variables. Esto se debe a la metodología de ambas pruebas, pues en el caso de germinación bastó con tener la emergencia de la radícula al final de la prueba, mientras que en la prueba de vigor se contabilizaron el IVG, la LP y el PSP. También se puede deber a que el deterioro afecta el vigor, antes de reducir la germinación.

Los resultados de la comparación de medias del vigor (Cuadro 4) muestran que la variedad con mayor IVG fue Diamante (P ≤ 0.05), lo cual superó en 8 % a Tecozautla 04, 9.8 % a Gema y 12 % a Manzano Tepetlixpa. Diamante presentó, estadísticamente, menor LP respecto a las otras variedades en un 8 %, y Manzano Tepetlixpa presentó menor porcentaje de PN en un 6 %.

Cuadro 4 Comparación de medias de variables de vigor de semilla para variedades, ambientes de almacenamiento y tiempos de almacenamiento de semillas de tomate de cáscara (Physalis ixocarpa Brot. ex Horm.). 

Factor/Niveles IVG LP (cm) PSP (mg) PN (%) PN1
Variedad
Diamante 14.48 az 3.55 b 7.77 b 89.3 74.2 a
Tecozautla 04 13.32 b 3.82 a 8.27 a 88.5 73.0 a
Gema 13.06 bc 3.89 a 8.23 ab 87.7 72.1 a
Manzano Tepetlixpa 12.66 c 3.84 a 7.87 ab 83.8 67.2 b
DMSH 0.52 0.26 0.49 3.2
Ambiente
Laboratorio 12.93 b 3.85 a 8.18 a 86.0 70.4 b
Banco de Germoplasma 13.81 a 3.70 b 7.89 b 88.6 72.8 a
DMSH 0.28 0.14 0.26 1.7
Tiempo
1 (6 meses) 13.79 a 4.17 a 7.86 b 95.8 80.3 a
2 (12 meses) 13.72 a 4.23 a 9.43 a 90.4 72.8 b
3 (24 meses) 13.56 a 3.17 c 9.17 a 93.0 75.9 b
4 (36 meses) 12.42 b 3.53 b 5.62 c 70.0 57.4 c
DMSH 0.52 0.26 0.49 3.2

IVG = índice de velocidad de germinación; LP = longitud de plántula; PSP = peso seco de plántula; PN = porcentaje de plántulas normales; PN1 = porcentaje de plántulas normales transformado con la fórmula arcosenoy/100. DMSH = diferencia mínima significativa honesta. zPara los niveles de cada factor, medias con la misma letra dentro de cada columna no difieren estadísticamente (Tukey, P ≤ 0.05).

La primera etapa en la germinación es la rehidratación de la semilla con agua por imbibición (Doria, 2010), donde la cantidad de agua absorbida durante esta etapa depende de factores como el tamaño de semilla, que no excede de dos a tres veces el peso seco de esta (Coronado-González et al., 2019; Jara, 1996; Méndez-Natera, Merazo-Pinto, & Montaño-Mata, 2008). En este contexto, el peso promedio de semilla de Diamante (1.38 mg) es menor que el de las tres variedades restantes, cuyo valor fluctúa de 1.46 a 1.48 mg (Coronado-González et al., 2019). Esta situación hace evidente que Diamante, al ser más pequeña, se imbibe más rápido y, consecuentemente, su IVG es mayor que el de las variedades restantes. Adicionalmente, al tener menos reservas, la LP de Diamante fue inferior al de las otras variedades, y su PSP también fue el menor, sólo significativamente diferente de Tecozautla 04.

La semilla conservada en el Banco de Germoplasma generó valores de IVG y PN superiores a los obtenidos en semillas almacenadas en el Laboratorio de Semillas en un 3.3 y 2.8 %, respectivamente. Estos resultados se deben a un menor deterioro generado por la conservación a baja temperatura (-20 °C) y baja HR (13 %) prevalecientes en el Banco de Germoplasma. Además, el porcentaje de humedad de las semillas (5 a 7 %), al momento del almacenamiento, pudo haber generado que éstas llegaran a un estado vidrioso (que se produce por la acumulación de sacarosa, posiblemente en conjunción con oligosacáridos como rafinosa), lo cual contribuye a preservar la membrana y la estructura de las proteínas (Bradford, 2004). En estas circunstancias, la difusión de moléculas en el citoplasma es mínima y, por consiguiente, se reduce el deterioro de la semilla (Carrillo-Salazar, Pichardo-González, Ayala-Garay, González-Hernández, & Peña-Lomelí, 2011), lo que en consecuencia minimiza el efecto negativo en germinación y vigor.

El mayor valor de LP se obtuvo en semillas almacenadas sin control ambiental en el Laboratorio de Semillas, superando en 3 % a los resultados de las semillas almacenadas en el Banco de Germoplasma (P = 0.05). Este comportamiento se contrapone con lo referido previamente en el sentido de que la mayor expresión de vigor debió provenir de las semillas en las mejores condiciones de almacenamiento. Al respecto, Popinigis (1985) argumenta que el crecimiento de las plántulas es muy variable, y fuertemente influenciado por factores genéticos y ambientales durante su establecimiento, lo cual puede explicar la discrepancia del resultado discutido.

Los resultados de las comparaciones de medias para valorar el efecto del tiempo de almacenamiento en las cuatro variables de vigor (Cuadro 4) muestran diferencias significativas en todas las variables. En IVG, PSP, LP y PN se observa una tendencia de reducción del vigor a mayor tiempo de almacenamiento en un 9.9, 29.9, 15 y 28.5 %, respectivamente, la cual supone que en los 36 meses de evaluación el deterioro refleja un efecto negativo en el vigor.

Bajo estas circunstancias, se considera que las condiciones de almacenamiento en el laboratorio (23 °C y 23 % de HR) y en el Banco de Germoplasma (-20 °C y 13 % de HR) permitieron, en buena medida, mantener el vigor de las semillas durante los 36 meses de evaluación, ya que está comprobado que la reducción de temperatura y HR durante el almacenamiento retarda el deterioro. En el primer caso, la disminución de la temperatura impide el incremento de la tasa de respiración (FAO, 2011), mientras que, en el segundo, la baja humedad relativa evita que se eleve el contenido de humedad en la semilla (Navarro, Febles, & Torres, 2012). Esto último previene el incremento de la actividad metabólica que podría derivar en la liberación de energía y calentamiento (Carrillo-Salazar et al., 2011; Pérez-Camacho et al., 2012), lo cual conduce a la pérdida de viabilidad, germinación y vigor de la semilla. Por otra parte, haber secado las semillas (5 a 7 % de humedad), previo a su almacenamiento, también tuvo un efecto importante, en virtud de que, posiblemente, se redujo la tasa de respiración y, consecuentemente, la actividad enzimática, lo cual desaceleró el deterioro (Pérez-Camacho et al., 2008b; Carrillo-Salazar et al., 2011).

La interacción Variedad x Tiempo de almacenamiento se ve reflejada en la germinación, ya que como se muestra en la Figura 1a, las variedades Diamante, Tecozautla 04 y Gema presentaron una disminución en la germinación de 7, 6.2 y 6 %, respectivamente. La variedad Manzano Tepetlixpa mostró un comportamiento estable, alrededor del 90 % de germinación. Como se dijo anteriormente, este comportamiento se puede atribuir a la condición genética de las semillas debido a que las variedades provienen de razas distintas (Coronado-González et al., 2019).

Figura 1 Comparaciones de medias de combinaciones de variables de germinación y vigor en semillas de tomate de cáscara (Physalis ixocarpa Brot. ex Horm.) de cuatro variedades almacenadas durante 36 meses: a) Porcentaje de germinación en cuatro tiempos de almacenamiento, b) índice de velocidad de germinación en cuatro tiempos de almacenamiento, c) porcentaje de plántulas normales en cuatro tiempos de almacenamiento y d) porcentaje de plántulas normales en dos condiciones de almacenamiento. Medias con la misma letra en cada figura no difieren estadísticamente (Tukey, P ≤ 0.05). 

La interacción también afectó el vigor en las variables IVG y PN. Como se observa en la Figura 1b, a los seis meses todas las variedades tenían valores similares de IVG. Con 12 meses de almacenamiento, la variedad Gema se mantuvo estable, y Diamante tuvo un incremento en el IVG, mientras que las variedades Manzano Tepetlixpa y Tecozautla 04 redujeron su IVG en 12 y 13 %, respectivamente. El IVG de Manzano Tepetlixpa y Diamante no sufrió cambios de los 12 a los 24 meses, en tanto que Gema y Tecozautla 04 mostraron una ligera disminución. De los 24 a los 36 meses de almacenamiento, todas las variedades redujeron su IVG. En este periodo, Diamante fue significativamente superior a las otras tres variedades. En cuanto a las PN (Figura 1c), se observa como Manzano Tepetlixpa tiene menores porcentajes, comparada con las otras variedades, en un 4, 6 y 8 % durante 6, 12 y 24 meses de almacenamiento, respectivamente. Sin embargo, a los 36 meses se observa que el porcentaje de PN disminuye severamente en las cuatro variedades, sin diferencias significativas entre ellas.

Con estos resultados es evidente la pérdida de vigor y el envejecimiento de la semilla, el cual se incrementa con el transcurso del tiempo (Pérez-Camacho et al., 2012). Durante el envejecimiento natural de la semilla, se reduce el contenido total de reservas como carbohidratos y proteínas, que causan importantes efectos en el crecimiento y desarrollo de la nueva plántula (Basavarajappa, Shetty, & Prakash, 1991; Pichardo-González et al., 2010).

La interacción Variedad x Ambiente fue significativa para PN, como se muestra en la Figura 1d. En las variedades Gema, Manzano Tepetlixpa y Diamante no se observaron diferencias significativas entre condiciones de almacenamiento, mientras que Tecozautla tuvo un porcentaje significativamente mayor de PN en las semillas almacenadas en el Banco de Germoplasma respecto de las almacenadas en el Laboratorio.

Conclusiones

El almacenamiento durante tres años impactó ligeramente la germinación de las variedades Gema, Tecozautla 04 y Diamante, en tanto que la variedad Manzano Tepetlixpa mantuvo una germinación constante durante el mismo periodo.

Las cuatro variedades estudiadas mantuvieron una germinación superior al 90 %, lo cual indica que, aún después de tres años de almacenamiento, los lotes de semilla serían viables para su uso comercial.

Ambos ambientes de almacenamiento fueron favorables para conservar la germinación, mas no para vigor. Las semillas almacenadas en el Banco de Germoplasma presentaron mayor índice de velocidad de germinación y porcentaje de plántulas normales.

El tiempo de almacenamiento afectó negativamente el vigor de las semillas, lo cual es un indicador del deterioro de éstas.

En la prueba de vigor, la variedad Diamante presentó los valores más altos de índice de velocidad de germinación.

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Recibido: 21 de Mayo de 2021; Aprobado: 03 de Diciembre de 2021

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