Establecimiento de la vitalidad y el vigor germinativo de la semilla

Especial de Semillas ESTABLECIMIENTO DE LA VITALIDAD Y EL VIGOR GERMINATIVO DE LA SEMILLA

POR JUAN PIÑA PANTOJA

En la agroindustria dedicada al desarrollo y comercialización de semillas cultivables de alta calidad, el porcentaje de germinación es el parámetro más importante para su catalogación, promoción y certificación.

La semilla es el órgano que permite la dispersión, propagación y perpetuación de las plantas espermatofitas. Se admite que aproximadamente el 97% de las plantas que pueblan la superficie terrestre son espermatofitas. La estructura de la semilla y su fisiología están adaptadas para actuar como unidad de dispersión. La semilla posee reservas que alimentarán a la nueva plántula hasta que ésta pueda establecerse como un organismo fotosintéticamente competente, autotrófo. La aparición de la semilla en el ciclo vital de las plantas superiores constituyó un proceso de adaptación único, ya que mediante ella se asegura que la planta madre sobreviva en la generación siguiente, aun en condiciones ambientales adversas. En la semilla se reflejan, por tanto, todos los procesos adaptativos de la planta progenitora. Una vez que la semilla se ha formado mediante la embriogénesis, paraliza su desarrollo durante un período de tiempo, acumula sustancias nutritivas en los órganos de reserva y, finalmente, se deseca, dispersa y, cuando las condiciones del medio son favorables para germinar, inicia la regeneración de la planta madre. En este estado de desecación, la semilla puede adquirir diferentes formas de dormición, un proceso de enorme importancia en la supervivencia. Durante este período de dormición, la semilla mantiene su viabilidad a costa de una actividad metabólica basal.

Las pruebas de germinación se hacen normalmente bajo condiciones favorables de temperatura y humedad, motivo por el cual muchas veces los resultados de estas pruebas no corresponden a los resultados obtenidos en campo; de esta forma, se ha optado por implementar paralelamente a la germinación, pruebas de vigor para emitir veredictos integrales sobre la calidad fisiológica de un lote de semillas. En los últimos años se han producido importantes avances en el mundo de las semillas, lo que ha conllevado a una agri-

cultura más tecnificada, asegurándonos que la germinación y nascencia de la plántula sean correctas. Los ensayos de germinación ofrecen una primera información respecto a la calidad de las semillas, al evaluar el poder germinativo de las semillas y estimar su valor potencial para la siembra en campo. Estimar un porcentaje de germinación y emergencia no basta para expresar la calidad de una semilla, sino más bien es necesario conocer su calidad fisiológica a través de la determinación del vigor germinativo y la vitalidad.

EMERGENCIA RADICULAR E INICIO DE LA ELONGACIÓN CELULAR

Se conoce como emergencia radicular el proceso por el cual la radícula o el eje embrionario atraviesan los tejidos envolventes y pasan de un metabolismo preferentemente anaerobio a otro típicamente aerobio. La emergencia marca el fin de la germinación y el comienzo del crecimiento de la plántula. Este proceso lo conduce básicamente la elongación celular, y puede estar acompañado por actividad mitótica. A excepción de los embriones inmaduros, la división celular no parece relacionada con la emergencia ni es necesaria para que se produzca. La prueba de velocidad de emergencia propuesta por Maguire (1962), en donde se cuenta el número de días que emergieron para establecer un índice, el cual permite obtener mejores estimadores de vigor de las plántulas para ser utilizadas en programas de mejoramiento genético, ya que se ha demostrado que plántulas con mejor vigor poseen características aceptables de área foliar, peso seco y longitud de raíz.

Al igual que el crecimiento por elongación en otros tejidos, el crecimiento radicular --proceso que provoca la emergencia-- deberá estar desencadenado por un ablandamiento de la pared celular y la acción posterior de la presión de turgencia de las células localizadas en la región subapical (zona de elongación). La señal que induce el inicio de la elongación y el mecanismo íntimo de ésta no se conoce. Sin embargo, existen tres posibilidades: en primer lugar, una acumulación de solutos osmóticos para provocar el incremento de la presión de turgencia; un aumento en la extensibilidad de las paredes celulares previo al inicio de la elongación y acción conjunta de los procesos de elongación

En la degradación de las sustancias de reserva están implicadas amilasas, peptidasas, lipasas, fitasas y fosfatasas

de la radícula y una relajación de los tejidos que la rodean --hidrólisis de los componentes polisacarídicos de la pared celular--. En cuanto a la primera posibilidad, todavía no hay pruebas generalizables de la existencia de una variación en el potencial osmótico de la zona subapical durante la germinación.

En relación con el incremento en la extensibilidad de la pared celular, y en función de lo que se conoce sobre la bioquímica de su extensión, pueden estar implicados el xiloglucano, y por ende, la actividad xiloglucano endotransglicosilasa, XET, así como las expansinas que rompen los puentes hidrógeno que unen ciertos polímeros de la pared.

La calidad de la semilla es el estándar de excelencia que indica y puede determinar su funcionamiento en términos de vigor, viabilidad y capacidad de germinación, así como su supervivencia en estado óptimo durante su almacenamiento. La higiene de los lotes de semilla es también un factor indicativo de su calidad

Con la emergencia radicular finaliza la germinación e inicia el crecimiento de la plántula

DETERIORO Y ENVEJECIMIENTO DE LA SEMILLA ALMACENADA

La calidad de las semillas disminuye con el transcurso del tiempo y la tasa de deterioro depende de las condiciones ambientales durante el almacenamiento y el tiempo en que estas permanecen almacenadas. El primer componente de la calidad que muestra señales de deterioro es el vigor de las semillas, seguido por una reducción en la germinación o de la producción de plántulas normales, y finalmente la muerte de las semillas.

Las alteraciones en los procesos bioquímicos son generalmente los primeros cambios detectables que ocurren durante el deterioro de un lote de semillas. La prueba de conductividad eléctrica es considerada una buena prueba de vigor que permite medir el nivel de integridad de las membranas celulares. La prueba de conductividad eléctrica permite medir la lixiviación de electrolitos de tejidos vegetales, siendo utilizado para semillas de algunas especies de cultivo por. Posteriormente, fue utilizado como una prueba de rutina para evaluar la emergencia a campo de semillas de Pisum sativum L. En la actualidad esta prueba es usada extensivamente en Europa, Australia y Nueva Zelandia para muchas especies. Además de las alteraciones en los procesos bioquímicos, condiciones de alta humedad en las semillas y/o elevadas temperaturas durante el almacenamiento, que conducen a un rápido envejecimiento, son tomadas como base para la ejecución de pruebas de vigor. La relación entre la humedad de las semillas y las temperaturas de almacenamiento sugiere que el éxito de un período de almacenamiento a una temperatura y contenidos de humedad determinados, será altamente reproducible para cualquier lote de semillas. La comparación de las respuestas de algunos lotes solo es posible a través del control preciso de la temperatura y contenido de humedad, de tal manera que el mismo grado de envejecimiento o deterioro, podría ser impuesto a cada lote de semillas.

Las semillas de algunos frutos recién cosechados presentan inhibidores como ácido abscísico fenoles y cumarina que interfieren el proceso de germinación (latencia química); estos compuestos se caracterizan por ser muy solubles en agua. La latencia también puede ser de tipo primaria externa (exógena) cuando la causa se encuentra en la cubierta seminal, impermeable a los gases, al agua, o cuando ofrece resistencia mecánica al embrión; por lo cual la germinación puede mejorarse lixiviando las semillas en agua, removiendo la cubierta de la semilla o la combinación de ambos métodos.