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PRUEBAS RÁPIDAS PARA MONITOREAR LA CALIDAD DE SEMILLAS DE GIRASOL DURANTE EL ALMACENAMIENTO –Carina Gallo y Miriam Arango
from Granos 138
by Grãos Brasil
18 POST-COSECHA LATINOAMERICANA
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Carina Gallo
Miriam Arango
La conservación de la calidad lograda en el lote de producción a campo debe ser el objetivo principal en todas las empresas semilleras. Desde el momento de la cosecha, pasando por todas las etapas propias del acondicionamiento y durante el almacenamiento, ocurre inevitablemente una disminución de la calidad fisiológica de semillas asociada al deterioro natural. Es por tal motivo, que todos los esfuerzos puestos en la conservación no son en vano al momento de mantener estándares óptimos de calidad.
La velocidad con que se produce la pérdida de calidad dependerá de factores intrínsecos de las semillas entre los cuáles se puede mencionar la limpieza del lote, el estado sanitario, el estado fisiológico, la temperatura de las semillas y el contenido de humedad. Es bien conocido que las semillas limpias, secas, sanas y frescas tienen mayores probabilidades de conservarse por más tiempo ya que en estas condiciones disminuye la actividad metabólica de las mismas y por ende su tasa respiratoria es baja. Por otro lado, en el ambiente de almacenamiento, las condiciones de alta temperatura, alta humedad relativa y presencia de plagas son los principales factores externos que pueden incrementar la velocidad de deterioro de las semillas con la consecuente pérdida de calidad. Durante el período de almacenamiento, es importante que se lleven a cabo los controles de las condiciones ambientales del depósito y muestreos periódicos para registrar el estado de los lotes. Esto permite realizar con frecuencia el control de las semillas para detectar una posible disminución de la calidad y al mismo tiempo identificar las causas. Esta detección permitirá aplicar las medidas correctivas pertinentes que eviten mayores pérdidas de calidad. Es por tal
motivo que el Monitoreo y las pruebas de Control de Calidad tienen un rol fundamental durante el almacenamiento y se pueden llevar a cabo realizando análisis de semillas frecuentes en laboratorios acreditados. Entre estos análisis se destacan aquellos que tienen como objetivo determinar la dinámica de los atributos fisiológicos como la viabilidad, la germinación y el vigor en las semillas almacenadas. Si bien, todos los atributos mencionados sufren cambios durante el almacenamiento, la condición de vigor es el primer atributo fisiológico que manifiesta una reducción, seguido luego por la capacidad de germinar y en último lugar, el lote de semillas verá disminuida su viabilidad. Por lo tanto, detectar a tiempo cambios en el vigor de semillas almacenadas es una herramienta preventiva para evitar o minimizar futuras pérdidas de calidad en términos de germinación y viabilidad.
Para conocer la dinámica de la condición de vigor de los lotes de híbridos de girasol almacenados, los laboratorios de semillas cuentan con herramientas para estimar el vigor de los lotes de semillas de girasol de modo de poder realizar un diagnóstico preciso del estado de la calidad. En esta nota mencionaremos a la Prueba Topográfica por Tetrazolio, Prueba de Primer Conteo y Prueba de Conductividad Eléctrica.
La Prueba Topográfica por Tetrazolio es una herramienta de utilidad para estimar la viabilidad y el vigor de los lotes de semillas durante el almacenamiento. Dicha prueba brinda información sobre el estado respiratorio de los tejidos de la semilla y en función a esta observación se infiere la capacidad de las mismas para germinar y producir plántulas con potencial para desarrollarse en plántulas adultas. En el caso particular de esta prueba, hablamos de “inferencia de la calidad” ya que según el estado de deterioro de los tejidos el analista hace una estimación de cuál será el comportamiento de las semillas al momento de la germinación sin ver el desarrollo de las plántulas.
Una de las ventajas más interesantes de la Prueba Topográfica por Tetrazolio es su rapidez ya que los resultados se logran en 24 horas. Además, en el mismo análisis se obtiene el valor de viabilidad, el de vigor del lote y se identifican daños. Por este motivo se considera a la prueba como muy valiosa para su uso rutinario en el monitoreo de calidad de semillas almacenadas, porque permite realizar acciones correctivas en el almacenamiento en el caso que fuera necesario.
La Prueba Topográfica por Tetrazolio es un análisis bioquímico y de coloración de los tejidos de las semillas cuando las enzimas respiratorias reaccionan con la solución de la sal de tetrazolio. Como resultado de esta reacción de óxido reducción, los tejidos pueden adquirir distintos colores que están asociadas con el estado respiratorio del tejido. Es así, que la coloración rosada indica tejidos viables y vigorosos, la coloración roja se asocia a tejidos en proceso de deterioro y aquellos tejidos de color blanco corresponden a áreas muertas. Por lo tanto, en función a este patrón de color y a otras características como turgencia de los tejidos, presencia de daños, localización, extensión y profundidad de los mismos, el analista entrenado puede reconocer la condición de viabilidad y vigor de las semillas en un determinado momento del período de almacenamiento.
Es una prueba muy versátil ya que puede aplicarse a todas las especies, sin embargo, en semillas de algunos cultivos como girasol, soja, arveja, lenteja, garbanzo se pueden identificar el factor causante de las lesiones presentes en los tejidos seminales. En las semillas de girasol pueden observarse daños de distinta naturaleza como picaduras de chinches, daños causados por el ambiente y también lesiones producidas por maquinarias.
Para obtener la mayor información posible en la Prueba Topográfica por Tetrazolio, el Laboratorio de Semillas del INTA Oliveros desarrolló un patrón de niveles de viabilidad y vigor para realizar una identificación más precisa sobre la condición fisiológica de los lotes de semillas de girasol (Figura 1). Este patrón permite separar a las semillas viables en tres grupos ya que no todas las semillas vivas son iguales y pueden presentar daños de diversa magnitud. Esta clasificación de las semillas según su nivel de viabilidad permite describir con más precisión la composición del lote de semillas en función al estado respiratorio de los tejidos. Además, permite disponer de información más detallada al momento de la selección de lotes o bien explicar problemas de pérdida de calidad de las semillas durante el almacenamiento.
En la clasificación de las semillas según su nivel de viabilidad y su vigor, determinado por INTA Oliveros consiste en los siguientes niveles:
Semillas Viables Sin Defectos y con Alto Vigor: aquellas simientes que no presentan ningún daño, los tejidos seminales se observan turgentes, firmes, brillantes y con coloración rosada pálida uniforme. Estas semillas tienen potencialidad para germinar en un amplio rango de condiciones ambientales y producir plántulas con capacidad para desarrollarse en plantas adultas. Las semillas consideradas de alto vigor tienen mayor probabilidad de establecerse con éxito en el stand inicial del cultivo cuando las condiciones en el campo no son favorables. Son consideradas semillas de alta performance durante el almacenamiento ya que pueden conservar su calidad sin grandes alteraciones durante este período.
Semillas Viables con Defectos Moderados y Vi-
gor Medio: semillas con áreas dañadas de poca turas grandes en girasol, y pueden compensar la magnitud en distintas estructuras consideradas pérdida de tejido, se puede admitir la presencia no esenciales para la producción de una plántula de daños extensos y profundos en su extremo normal. En algunos casos, esos daños no afectan superior o daños extensos pero superficiales que la capacidad para establecerse en el campo ni afecten a un solo cotiledón. Sin embargo, la zona para conservarse en el almacenamiento, siempre de los cotiledones circundante a la plúmula debe y cuando sean daños superficiales y poco exten- estar en buen estado al menos es uno de los cosos que no comprometan la integridad física de tiledones para asegurar el pasaje de las sustanninguna estructura seminal. cias de reserva desde los cotiledones hasta el eje
Semillas Viables con Defectos Severos y No embrionario durante el proceso de germinación. Vigorosas: la viabilidad de las semillas de girasol Semillas No Viables: son aquellas semillas encuentra su límite en aquellas simientes que que presentan daños de mayor gravedad. Estos presentan grandes áreas dañadas que pueden daños pueden producir fallas en el proceso de ser profundas y se encuentran el extremo supe- germinación o bien la producción de plántulas rior de los cotiledones. En este caso, las semillas con anormalidades que impedirán su establecino verán comprometida su capacidad de ger- miento en el stand inicial del cultivo. Las semillas minar en condiciones favorables. Sin embargo, que componen este nivel no son aptas para la estos daños afectan la condición de vigor de las siembra. Los daños presentes en estas semillas semillas y por lo tanto ante una condición ad- son extensos, profundos y pueden estar localizaversa en la siembra pueden ocurrir fallas en la dos en cotiledones y/o eje embrionario. germinación y establecimiento de las plántulas Para evitar que las semillas viables con Defecen el campo. El mismo efecto tiene los daños su- tos Severos pierdan calidad y pasen a componer perficiales y/o pequeños cuando se encuentran el nivel de Semillas No Viables es necesario extreubicados en zonas cercanas al eje embrionario mar las condiciones de almacenamiento y acoro sobre éste. Las semillas con estas característi- tar el tiempo entre análisis. cas podrán germinar adecuadamente solo en Es importante recordar que los daños presencondiciones favorables y/o conservarse durante tes en los tejidos son dinámicos, es decir que con cortos períodos de tiempo solo bajo condiciones el transcurso del tiempo de almacenamiento y adecuadas de baja temperatura y baja humedad según sean las condiciones ambientales, estos relativa para evitar el avance del deterioro de los daños van a ir cambiando. Las áreas deterioradas tejidos. van a evolucionar hacia áreas muertas y de esta
La radícula y la plúmula, compuesta por el pri- manera las semillas pueden ir disminuyendo de mer par de hojas que protegen al meristema api- nivel durante el almacenamiento. Con las mejocal, son estructuras seminales esenciales para el res condiciones ambientales que se brinde al lote desarrollo de una plántula sin defectos o con de- durante el almacenamiento se puede mantener fectos menores. Sobre algunas de estas estructu- o frenar el avance natural del deterioro. ras solo se puede admitir la presencia de daños La agrupación de las semillas en los niveles superficiales y pequeños. de viabilidad y vigor descriptos permite obtener
Por otro lado, los cotiledones, que son estruc- información valiosa para el diagnóstico de caliFigura 1 - Patrón de Niveles de Viabilidad y Vigor para semillas de girasol. EEA Oliveros, Argentina Fuente: INTA dad de los lotes de girasol. De este modo, se puede conocer el real estado fisiológico de las semillas que componen un lote ya que el porcentaje de semillas de cada nivel puede ser muy variable entre lotes que tienen el mismo valor final de viabilidad y vigor. Disponer de esta información en precosecha y pos cosecha inmediata constituye una herramienta valiosa a la hora de separar lotes por calidades, decidir manejos diferenciales y destinos. El analista entrenado puede identificar los daños presentes en las semillas de girasol con claridad. Es así, que las lesiones causadas por el estilete de las
chinches se caracterizan por ser de textura rugosa, similar a un corcho, y generalmente son zonas deprimidas de forma circular. Debido a que la chinche pica de manera errática a las semillas, los daños por chinches pueden encontrarse en distintos lugares y puede haber más de una picadura. Los tejidos dañados por picaduras de chinches están muertos y por lo tanto son de color blanco. El insecto para alimentarse introduce el estilete, inyecta saliva toxica, diluye los contenidos celulares y luego los absorbe, de esta manera quedan en la semilla los restos muertos de las células que no van a teñirse con la solución de tetrazolio. Sin embargo, es común encontrar tejidos dañados por picaduras de chinches con coloraciones grises, verdes y/o marrones debido a la colonización de los tejidos muertos por hongos y/o levaduras transportadas en el estilete de las chinches (Figura 2). Figura 2 - Daños causados por picadura de chinche: a) tejido gris dañado y colonizado por hongos; b) tejido muerto deprimido de color blanco. Fuente: INTA Oliveros, Argentina
Las maquinarias impactan sobre las semillas de girasol y producen daños que se observan como cortes nítidos sobre los tejidos y que pueden tener diferente magnitud. Los daños mecánicos son erráticos al igual que los daños de chinches y por lo tanto pueden encontrarse en cualquier parte de la semilla según donde la máquina golpeó a la semillas (Figura 3). Las semillas de girasol son en realidad frutos, denominado cipsela (aquenio de ovario ínfero) y por lo tanto poseen una mayor protección frente a daños de esta naturaleza en comparación con las semillas propiamente dichas de Fabáceas (ex Leguminosas) como la soja o la arveja. Sin embargo, es posible observar con nitidez los tejidos dañados por maquinarias e inferir el efecto de este daño sobre la viabilidad y el vigor.
El ambiente de producción estresante genera daños sobre las semillas de girasol que se caracterizan como áreas de tejidos deteriorados de color rojo intenso que luego se transformarán en tejidos muertos de color blanco (Figura 4). El origen de este daño está dado por presiones ejercidas por las paredes del fruto sobre los cotiledones. Los períodos de desecación e hidratación a los que están sometidas las semillas de girasol en el capítulo generan fuerzas de contracción y expansión sobre los cotiledones y eje embrionario.
Figura 3 - Semillas con daños mecánicos señalados con flechas: a) Corte extenso en zona central de cotiledones de una semilla no viable; b) corte de poca extensión ubicado en zona de unión de
cotiledón con eje embrionario. Fuente: INTA Oliveros, Argentina
Figura 4 - Semillas de girasol con daños ambientales: a) semilla viable con defectos severos que presenta daño ambiental extenso y superficial en área longitudinal de un cotiledón; b) semilla no viable con daño ambiental que afecta a toda la radícula y zona de unión de ésta con los cotiledones. Fuente: INTA Oliveros, Argentina
El deterioro presente en los tejidos seminales es dinámico y la velocidad con que dicho deterioro avance en las semillas almacenadas dependerá de las condiciones de almacenamiento y el contenido de humedad de las semillas al ingreso del almacenamiento. Es importante tener presente que el resultado de cualquier análisis es una foto del momento en que dicho análisis se realizó. Por tal motivo, es fundamental hacer evaluaciones desde la pos cosecha inmediata para tener el tiempo cero de la calidad del lote y luego hacer análisis periódicos para controlar la evolución de la calidad del lote en el tiempo y de esta manera realizar diagnósticos, plantear cambios y planificar despachos.
Otro ensayo rápido que podemos utilizar en el laboratorio de semillas es la Prueba de Primer Conteo. Consiste en realizar un recuento de las plántulas normales emergidas bajo condiciones óptimas de laboratorio para la especie antes del conteo final de Germinación. En el caso específi-
co del girasol, este conteo se realiza a los 4 días de permanencia en cámara luego de la siembra. Por lo tanto, esta evaluación temprana de la germinación permite determinar la velocidad de germinación de lotes ya que según el nivel de deterioro de estos, el inicio de la germinación puede variar en el tiempo. De este modo, aquellos lotes de semillas que tienen altos valores de germinación en la Prueba de Primer Conteo son considerados lotes vigorosos. Este valor de germinación está compuesto por el porcentaje de plántulas que no presentan daños en ninguna de sus estructuras y aquellas plántulas que poseen daños menores que no representan ningún impedimento para su crecimiento y desarrollo hasta planta adulta.
El Primer Conteo es una prueba rápida, económica ya que no necesita de equipamiento especial o productos químicos para su ejecución. Además, es sencilla de realizar en el laboratorio y precisa, ya que forma parte de la Prueba de Germinación que está suficientemente estandarizada en el mundo. Por otro lado, solo requiere de la evaluación de plántulas normales por parte del analista. Esta prueba permite realizar un ranking de lotes según su capacidad de iniciar el proceso de germinación inmediatamente luego de la siembra, cualidad muy importante a nivel agronómico. Realizar esta prueba durante el almacenamiento de los lotes de girasol permite identificar pérdidas de vigor de manera muy sencilla y precisa.
Otra prueba que puede ser empleada para monitorear la calidad de las semillas de girasol durante el almacenamiento es la Prueba de Conductividad Eléctrica Masal. Esta técnica permite estimar el vigor de las semillas mediante la inferencia del estado de las membranas que recubren a las células de las semillas. Esta prueba se basa en el uso de un equipo específico que mide la conductividad eléctrica de la solución donde se sumergen las semillas. Las semillas que presentan mayor deterioro, pierden la permeabilidad de sus membranas celulares y liberan al medio de incubación solutos, estos últimos tienen la capacidad de conducir la corriente eléctrica. A medida que avanza el deterioro de las semillas, la cantidad de sustancias liberadas es mayor y por lo tanto, valores altos de conductividad indican bajo vigor. De este modo, se puede realizar un seguimiento de la dinámica del vigor durante el período de almacenamiento de cada lote en particular y también realizar un ranking de los lotes según su comportamiento durante el almacenamiento. Es una prueba rápida, el resultado se obtiene en 24 horas, es sencilla de realizar, no requiere personal altamente capacitado y además es económica ya que no requiere insumos ni equipamientos muy costosos. Además, es una prueba que arroja resultados muy precisos porque la inferencia del estado de las membranas se realiza mediante la medición de sustancias liberadas por las semillas empleando un equipo y por lo tanto se elimina cualquier factor de subjetividad al momento del análisis (Figura 5).
Debido a que los resultados de la Prueba de Conductividad Eléctrica se expresan en las unidades de medición de la conductividad eléctrica (microsiemens: µS), en necesario interpretar este resultado de manera correcta para no sobre o subestimar la calidad del lote de semillas. Es por este motivo que surge la necesidad de asociar los valores de conductividad con la calidad de las semillas. Szemruch, et al. (2015) trabajaron en la implementación de rangos para determinar el vigor de las semillas de girasol. Existe una relación general entre la pérdida de la germinación y el vigor, los autores mencionados sugieren rangos de conductividad eléctrica para vigor alto (menos de 70 µS. cm-1. g-1), vigor intermedio (entre 70 y 110 µS.cm-1.g-1) y bajo vigor de la semilla (mayor a 110 µS.cm-1. g-1 y hasta 160 µS.cm-1.g-1). Estos rangos permiten clasificar lotes de semillas de girasol según su vigor durante el almacenamiento (Figura 6).
Figura 5 - Medición de conductividad eléctrica en semillas de girasol empleando un conductivímetro de mesa. Fuente: Cyntia Szemruch, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad de Lomas de Zamora, Argentina.
Figura 6 - Relación entre germinación y conductividad eléctrica y rangos de vigor propuestos para semillas de girasol. Fuente: Cyntia Szemruch, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad de Lomas de Zamora, Argentina.
Como se describió anteriormente, cada una de las pruebas de vigor tiene su propio fundamento fisiológico, es decir, que cada prueba evalúa y mide distintas características del lote de semillas como son el estado respiratorio de los tejidos, la velocidad para germinar y emerger y el estado de las membranas de las células. Por lo tanto, queda claro que no existe una prueba única para estimar el vigor de las semillas sino que por el contrario son varias las opciones para elegir. Este hecho permite que el seguimiento de la calidad durante el almacenamiento pueda realizarse mediante el empleo de varias técnicas de laboratorio. En función a lo expuesto es posible utilizar pruebas adicionales y complementarias a la Germinación para obtener mayor información en aquellos lotes que presentan problemas de calidad o que requieren de un seguimiento más estricto. La diversidad de pruebas de vigor existentes permite a las empresas contar con más herramientas para detectar a tiempo las pérdidas de calidad durante el almacenamiento. Es solo cuestión de conocer que información brinda cada prueba y cómo interpretar correctamente los resultados de los análisis para tomar decisiones acertadas y en el momento adecuado.
