El nitrógeno líquido como promotor de la germinación de las semillas y del crecimiento de las plántulas en las leguminosas tropicales
DOI:
https://doi.org/10.17981/ingecuc.17.2.2021.01Palabras clave:
leguminosas, latencia de semillas, germinación, nitrógeno líquidoResumen
Introducción— La semilla dura es la principal causa de latencia en la mayoría de las especies de Leguminoseae. Los métodos de escarificación de la semilla, en los que se busca un daño físico para romper la cubierta dura de la semilla sin disminuir su calidad, se han modificado a lo largo del tiempo para hacerlos más efectivos. Los métodos de escarificación de semillas más utilizados son el calor, la escarificación mecánica y la congelación-descongelación. Algunos métodos de escarificación por congelación-descongelación incluyen la inmersión a muy baja temperatura en Nitrógeno Líquido (LN, –196°C).
Objetivo— Determinar la efectividad del uso de Nitrógeno Líquido (LN) como método de escarificación para superar la latencia en semillas de especies de la familia Leguminoseae.
Metodología— Se determinó la calidad fisiológica de todas las semillas recién cosechadas y se escarificaron por inmersión directa en LN durante 30 minutos. Se determinó la germinación total en condiciones de laboratorio, así como el tiempo necesario para que las semillas alcanzaran el 50% de germinación (T50) y el número total de semillas que permanecieron duras al final del experimento. Se evaluó el porcentaje de plántulas emergidas y su crecimiento vegetativo durante 21 días después de la siembra.
Resultados— Las semillas de todas las especies evaluadas mostraron una alta calidad fisiológica en el momento de la cosecha. La escarificación con LN mejoró la germinación, emergencia y crecimiento vegetativo en las especies Desmodium scorpiorus, Teramnus labialis, Neonotonia wigthii y Phueraria phaseoloides.
Conclusiones— La dormancia fue superada efectivamente en las semillas de las especies D. scorpiorus, T. labialis, N. wigthii y P. phaseoloides. Se logró aumentar el porcentaje y la velocidad de germinación y emergencia, logrando obtener plantas con mayor crecimiento vegetativo durante los primeros 21 días después de la siembra.
Descargas
Citas
E. Kimura & M. A. Islam, “Seed scarification methods and their use in forage legumes,” Res J Seed Sci, vol. 5, no. 2, pp. 38–50, Feb. 2012. https://doi.org/10.3923/rjss.2012.38.50
N. Azani, M. Babineau, C. D. Bailey, H. Banks, A. R. Barbosa, R. Barbosa, J. S. Boatwright, L. M. Borges, G. K. Brown, A. Bruneau et al., “A new subfamily classification of the Leguminosae based on a taxonomically comprehensive phylogeny – The Legume Phylogeny Working Group (LPWG),” Taxon, vol. 66, no. 1, pp. 44–77, Feb. 2017. https://doi.org/10.12705/661.3
A. Díaz, E. Castillo, P. C. Martín & J. L. Hernández, “Pre-fattening of crossbred dairy bulls under grazing with glycine (Neonotonia wightii) and tropical grasses with rumen activator supplement,” Cuba J Agric Sci, vol. 47, no. 1, pp. 23–26, 2013. Available: http://cjascience.com/index.php/CJAS/article/view/250
C. A. Mazorra-Calero, D. Fontes-Marrero, L. H. Donis-García, J. Martínez-Melo, Y. Acosta-Fernández, I. Espinosa-Alemán, C. Lavinge, P. Fernandes & A. González-Morales, “Diagnóstico tecnológico y socioeconómico del establecimiento de Psidium guajava L. y Teramnus labialis en Ciego de Ávila, Cuba,” Past y forr, vol. 39, no. 4, pp. 259–264, 2016. Disponible en https://payfo.ihatuey.cu/index.php?journal=pasto&page=article&op=view&path%5B%5D=1919
F. Llamas & C. Acedo, “Las leguminosas (Leguminosae o Fabaceae): una síntesis de las clasificaciones, taxonomía y filogenia de la familia a lo largo del tiempo,” Ambioc, vol. 14, pp. 5–18, 2016. https://doi.org/10.18002/ambioc.v0i14.5542
D. Fontes, R. Machado, N. Cubillas, C. Mazorra, A. Borroto, L. Pulido, Y. Lezcano, N. Hernández & J. Martínez. , “Selección de leguminosas herbáceas para el fomento de cobertura en plantaciones de naranja Valencia late,” Past y forr, vol. 32, no. 1, pp. 1–11, Mar. 2009. Disponible en https://payfo.ihatuey.cu/index.php?journal=pasto&page=article&op=view&path%5B%5D=655
E. Can & N. Çelikta, “Breaking seed dormancy of some annual Medicago and Trifolium species by different treatments,” Turkish J Field Crops, vol. 14, no. 2, pp. 72–78, 2009. https://doi.org/10.17557/TJFC.23426
C. Patanè & F. Gresta, “Germination of Astragalus hamosus and Medicago orbicularis as affected by seed-coat dormancy breaking techniques,” J Arid Env, vol. 67, no. 1, pp. 165–173, Oct. 2006. https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2006.02.001
B. M. Reed, “Plant cryopreservation: a continuing requirement for food and ecosystem security,” In Vitro Cell Dev Biol-Plant, vol. 53, no. 4, pp. 285–288, Ago. 2017. https://doi.org/10.1007/s11627-017-9851-4
B. M. Reed,Cryopreservation of orthodox (Desiccation Tolerant) seeds, H. W. Pritchard & J. Nadarajan,Plant Cryopreservation: A Practical Guide. NY, USA: Springer, pp. 485–501, 2008. https://doi.org/10.1007/978-0-387-72276-4_19
C. C. Baskin & J. M. Baskin, “Seeds: ecology, biogeography, and evolution of dormancy and germination, 2 Ed., AMS, NL: Elsevier/AP, 2014. https://doi.org/10.1016/C2013-0-00597-X
H. W. Pritchard, K. R. Manger & F. G. Prendergast, “Changes in Trifolium arvense seed quality following alternating temperature treatment using Liquid nitrogen,” AOB, vol. 62, no. 1, pp. 1–11, Jul. 1988. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.aob.a087626
L. W. Zeng, P. S. Cocks, S. G. Kailis & J. Kuo, “The role of fractures and lipids in the seed coat in the loss of hardseededness of six Mediterranean legume species,” J Agric Sci, vol. 143, no. 1, pp. 43–55, Jun. 2005. https://doi.org/10.1017/S0021859605005034
X. W. Hu, Y. R. Wang, Y. P. Wu & C. C. Baskin, “Role of the lens in controlling water uptake in seeds of two Fabaceae ( Papilionoideae ) species treated with sulphuric acid and hot water,” Seed Sci Res, vol. 19, no. 2, pp. 73–80, 1 Jun. 2009. https://doi.org/10.1017/S0960258509301099
N. M. Voronkova & A. B. Kholina, “Conservation of endemic species from the Russian far east using seed cryopreservation,” Biol Bull, vol. 37, no. 5, pp. 496–501, Oct. 2010. https://doi.org/10.1134/S1062359010050092
R. F. García, “Determination of the stability of the ethanol mixture with naphtha through the measurement of his dielectric and refractometric properties,” INGE CUC, vol. 16, no. 2, pp. 141–150, 2020. https://doi.org/10.17981/ingecuc.16.2.2020.10
M. Altare, S. Trione, J. C. Guevara & M. Cony, “Stimulation and promotion of germination in Opuntia ficus-indica seeds,” J Prof Assoc Cactus Dev, vol. 8, pp. 91–100, 2006. Available: https://www.jpacd.org/jpacd/article/view/281
M. A. Maldonado-Peralta, G. De Los Santos, J. R. García-Nava, C. Ramírez-Herrera, A. Hernández-Livera, J. M. Valdez-Carrazco, T. Corona-Torres & V. M. Cetina-Alcalá, “Seed viability and vigour of two nanche species (Malpighia mexicana and Byrsonima crassifolia),” Seed Sci Technol, vol. 44, no. 1, pp. 168–176, Abr. 2016. https://doi.org/10.15258/sst.2016.44.1.03
Y. Acosta, Lianny Pérez, C. Linares, L. Hernández, D. Escalante, A. Pérez, B. E. Zevallos, L. Yabor, M. E. Martínez-Montero, I. Cejas, D. Fontes, Sershen & J. C. Lorenzo, “Effects of Teramnus labialis (L.f.) Spreng seed cryopreservation on subsequent seed and seedling growth and biochemistry,” Acta Physiol Plant, vol. 42, no. 1, pp. 1–7, Jan. 2020. https://doi.org/10.1007/s11738-020-3012-9
Y. Acosta, L. Hernandez, C. Mazorra, N. Quintana, B. E. Zevallos, I. Cejas, EmptyYN Y Sershen, J. C. Lorenzo, M. E. Martínez-Montero & D. Fontes, “Seed cryostorage enhances subsequent plant productivity in the forraje species Teramnus labialis (L.f.) Spreng,” Cryo, vol. 40, no. 1, pp. 36–43, Jan. 2019. Available: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30955029/
E. Enriquez-Peña, H. Suzán-Azpiri & G. Malda-Barrera, “Viabilidad y germinación de semillas de Taxodium mucronatum (Ten.) en el estado de Querétaro, México,” Agrocienc, vol. 38, no. 3, pp. 375–381, 2004. Available: https://agrociencia-colpos.mx/index.php/agrociencia/article/view/329
G. K. Jaganathan, K. J. Yule & M. Biddick, “Determination of the water gap and the germination ecology of Adenanthera pavonina (Fabaceae, Mimosoideae); the adaptive role of physical dormancy in mimetic seeds,” AoB PLANTS, vol. 10, no. 5, pp. 1–11, Oct. 2018. https://doi.org/10.1093/aobpla/ply048
M. T. Gonzalez-Arnao & F. Engelmann,. Crioconservación de plantas en América Latina y el Caribe, SJ, CR: IICA, 2013. Available: https://horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/divers14-02/010060280.pdf
S. N. Acharya, D. G. Stout, B. Brooke & D. Thompson, “Cultivar and storage effects on germination and hard seed content of alfalfa,” Can J Plant Sci, vol. 79, no. 2, pp. 201–208, Apr. 1999. https://doi.org/10.4141/P98-043
H. W. M. Hilhorst, “Standardizing Seed Dormancy Research,” Seed Dormancy, vol. 773, pp. 43–52, Jul. 2011. https://doi.org/10.1007/978-1-61779-231-1_3
A. E. Ferreras, S. R. Zeballos & G. Funes, “Inter- and intra-population variability in physical dormancy along a precipitation gradient,” Acta Bot Bras, vol. 31, no. 1, pp. 141–146, 2017. https://doi.org/10.1590/0102-33062016abb0406
Y. Acosta, L. Pérez, D. Escalante, L. Nápoles, O. Concepción, A. Pérez, L. S. Pérez, M. E. Martínez-Montero, D. Fontes, Sershen & J. C. Lorenzo, “Dormancy breaking in Teramnus labialis (L.f.) Spreng seeds through liquid nitrogen exposure is based on the modification of the hilar region, cuticle, and macrosclereid,” Acta Physiol Plant, vol. 42, no. 9, pp. 1–7, Sep. 2020. https://doi.org/10.1007/s11738-020-03134-9
J. D. Bewley, K. J. Bradford, H. W. M. Hilhorst & H. Nonogaki,. Synthesis of Storage Reserves. NY, USA: Springer, pp. 85–131, 2013. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-4693-4_3
F. Alane, R. Chabaca, L. Ouafi, M. Abdelguerfi-laouar & A. Abdelguerfi, “Break dormancy, germination capacity of medics after different techniques of scarification (Physical, Chemical and Mechanical),” AJAR, vol. 11, no. 5, pp. 340–351, Feb. 2016. https://doi.org/10.5897/AJAR2015.10303
F. Pérez-García, “Effect of cryopreservation, gibberellic acid and mechanical scarification on the seed germination of eight endemic species from the Canary Islands,” Seed Sci Technol, vol. 36, no. 1, pp. 237–242, Apr. 2008. https://doi.org/10.15258/sst.2008.36.1.29
S. Jastrzębowski, J. Ukalska, W. Kantorowicz, M. Klisz, T. Wojda & M. Sułkowska, “Effects of thermal-time artificial scarification on the germination dynamics of black locust (Robinia pseudoacacia L.) seeds,” Eur J Forest Res, vol. 136, no. 3, pp. 471–479, Jun. 2017. https://doi.org/10.1007/s10342-017-1046-3
I. Martin & C. De la Cuadra, “Evaluation of different scarification methods to remove hardseededness in Trifolium subterraneum and Medicago polymorpha accessions of the Spanish base genebank,” Seed Sci Technol, vol. 32, no. 3, pp. 671–681, Oct. 2004. https://doi.org/10.15258/sst.2004.32.3.03
K. Endoh, M. Matsushita, M. K. Kimura, S. Hanaoka, Y. Kurita, E. Hanawa, S. Kinoshita, N. Abe, H. Yamada & M. Ubukata, “Cryopreservation of Fagus crenata seeds: estimation of optimum moisture content for maintenance of seed viability by Bayesian modeling,” Can J For Res, vol. 48, no. 2, pp. 192–196, Feb. 2018. https://doi.org/10.1139/cjfr-2017-0286
S. Mira, A. Arnal & F. Pérez-García, “Seed germination of Phillyrea angustifolia L., a species of difficult propagation,” FS, vol. 26, no. 1, pp. 1–10, May. 2017. https://doi.org/10.5424/fs/2017261-10216
M. Navarro, “Desempeño fisiológico de las semillas de árboles leguminosos de uso múltiple en el trópico,” Pastos y Forrajes, vol. 26, no. 2, pp. 97–114, 2003. Available: https://payfo.ihatuey.cu/index.php?journal=pasto&page=article&op=view&path%5B%5D=831
Y. Acosta, F. Santiago, D. Escalante, C. Mazorra, I. Cejas, M. E. Martínez-Montero, A. Escobar, Sershen, E. Hajari, J. C. Lorenzo & D. Fontes, “Cryo-exposure of Neonotonia wightii Wigth and Am seeds enhances field performance of plants,” Acta Physiol Plant, vol. 42, no. 1, pp. 1–6, Ene. 2020. https://doi.org/10.1007/s11738-019-3010-y
M. Navarro, G. Febles & V. Torres, “Utilization of the index of efficiency for estimating the influence of seed vigor on growth and seedling development,” Cuba J Agric Sci, vol. 50, no. 4, pp. 593–605, 2016. Available: https://www.cjascience.com/index.php/CJAS/article/view/664
M. Santorum, L. H. P. Nóbrega, E. G. de Souza, D. D. Santos, W. Boller & M. M. Mauli, “Comparison of tests for the analysis of vigor and viability in soybean seeds and their relationship to field emergence,” Acta Sci Agron, vol. 35, no. 1, pp. 83–92, Dic. 2013. https://doi.org/10.4025/actasciagron.v35i1.14955
F. Forcella, R. L. Benech Arnold, R. Sanchez & C. M. Ghersa, “Modeling seedling emergence,” Field Crops Res, vol. 67, no. 2, pp. 123–139, Jul. 2000. https://doi.org/10.1016/S0378-4290(00)00088-5
SPSS. (version 12.0). IBM [Online . Available: https://www.ibm.com/mx-es/analytics/spss-statistics-software
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2021 INGE CUC
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.
Los artículos publicados son de exclusiva responsabilidad de sus autores y no reflejan necesariamente las opiniones del comité editorial.
La Revista INGE CUC respeta los derechos morales de sus autores, los cuales ceden al comité editorial los derechos patrimoniales del material publicado. A su vez, los autores informan que el presente trabajo es inédito y no ha sido publicado anteriormente.
Todos los artículos están bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional.
English
Español (España)
