INTRODUCCIÓN
⌅Las semillas constituyen el elemento más importante en la solución del problema alimentario mundial y en dependencia de su calidad, pueden incrementar los rendimientos entre un 25 y un 50 %. Su producción es una tarea vital y estratégica que desempeña un importante papel en el desarrollo de los planes de producción de cualquier zona, municipio, provincia o país, FAO (1982)FAO.1982. Especes fruitieres forestieres: fiches techniques. FAO, Forets, 34:5-11 Available:<http://wwwaoorg/docrep/016/t10006f/t0006f00.pd >, [Consulted: May 19, 2023].
La calidad de las semillas está dada fundamentalmente por su capacidad para germinar y producir una planta normal. Está determinada por un complejo de condiciones que son el producto de las interacciones más favorables entre las posibilidades genéticas de la especie y el medio bajo el cual las semillas son producidas, cosechadas, procesadas y almacenadas. Así las semillas almacenadas requieren de ciertas condiciones que, de no estar presentes, pueden hacer perder la viabilidad y disminuir la germinación ulterior de la semilla cosechada.
La investigación en esta etapa evaluó a escala ampliada diferentes minerales industriales, ya estudiados a escala de laboratorio y banco, abundantes en Cuba en su estado natural y modificado con alto valor agregado (AVA) que permiten, dadas sus características y propiedades, mantener un ambiente adecuado para la conservación de semillas y granos a corto, mediano y largo plazos, estabilizar la humedad y evitar la presencia de insectos y otras plagas. Dentro de estos, podemos mencionar la zeolita, el carbonato de calcio, caolín y la bentonita. Estos minerales pueden sustituir importaciones, mejorar o resolver los graves problemas que causan la elevada humedad relativa en el almacenamiento y conservación de las semillas.
Es conocido que los factores que en estrecha interrelación pueden conducir al deterioro, la pérdida del vigor y de la viabilidad total o parcial son: la temperatura, la humedad, la presión de oxígeno, las bacterias, los hongos, los insectos y los roedores. Atendiendo a lo antes abordado la investigación propone la efectividad de los minerales industriales en la conservación y almacenamiento de semillas hortícolas, oleaginosas y granos.
MATERIALES Y MÉTODOS
⌅Materiales empleados
⌅La adquisición, preparación y caracterización de los productos obtenidos a partir de muestras representativas de zeolita y otros minerales naturales para el desarrollo de la investigación, se realizó en el Centro de Investigaciones para la Industria Minero Metalúrgica (CIPIMM).
La zeolita natural del yacimiento San Ignacio, Carbonato de calcio (Coco Peredo), Caolín (Santa Elena) y Bentonita natural (Managua), los que al ser productos naturales libre de químicos garantizan prácticas ecológicas durante la conservación y almacenamiento de las semillas, de especie de interés para la agricultura además de contribuir con la sustitución de importaciones, permiten un manejo seguro y menos costoso.
Los productos desarrollados a partir de la zeolita natural son: Zeolita modificada con Zinc (ZZn), Zeolita modificada con Cobre (ZCu).
Estos productos se utilizan para la investigación de la protección de semillas y granos, el empleo de semillas y granos utilizando los protocolos convencionales de conservación contra muestras testigos. La colecta y selección de semillas, granos y oleaginosas fue realizado por el Instituto de Investigaciones Fundamentales en Agricultura Tropical “Alejandro de Humboldt” (INIFAT).
| Grupo | Familia | Especie |
|---|---|---|
| Hortalizas | Apiácea | quimbombó |
| Granos | Fabácea | Frijol común |
Se iniciaron los ensayos germinación y patología de la semilla de la especie quimbombó, variedad Tropical C-17, conservado a temperatura ambiente (30 ± 2 ° C), así como la conservación en condiciones de refrigeración a la temperatura de 10 ± 2 ° C. Se montaron 75 semillas por tratamiento de las dos variantes en estudio, incluyendo el testigo (semillas sin tratamiento) no se utiliza ningún otro protector ajustándose a la disponibilidad real que poseen los productores. A los 21 días se inició la evaluación de la germinación luego a los 25 días se evaluó la presencia de enfermedades o patógenos en las plantas germinadas, según las normas de ISTA (2016)Asociación Internacional para los Ensayos de Semillas (ISTA). 2016. “Reglas Internacionales para el Análisis de Semillas”. Zürichstr. 50, CH-8303 Bassersdorf, Suiza: 192, ISSN: 2310-3655. .
Posteriormente en esta misma etapa de la investigación, se realizaron los ensayos a semillas de frijol Común (variedad Güira-89), conservadas durante 15 meses en condiciones de frío controlado (10 ± 2 ° C), así como aquellas conservadas a temperatura ambiente (30 ± 2 ° C). Se utilizaron 75 semillas por tratamiento incluyendo el testigo. A los 10 días del montaje de los experimentos, se procedió a determinar el vigor y la germinación, así como la presencia de patógenos alojados en las plantas, según la metodología ISTA (2016)Asociación Internacional para los Ensayos de Semillas (ISTA). 2016. “Reglas Internacionales para el Análisis de Semillas”. Zürichstr. 50, CH-8303 Bassersdorf, Suiza: 192, ISSN: 2310-3655. . Se completó el estudio de las varianzas de la etapa de escala de banco.
Equipos
⌅Métodos empleados
⌅Método de Peletizado o encapsulado
⌅El método utilizado para conservar las semillas, consiste en recubrir las semillas con una capa inerte para homogeneizar su forma y tamaño, en su construcción se usan polvos inertes y un cementante para que le dé rigidez. Las sus tancias de relleno deben ser hidrófilas, no ofrecer resistencia al embrión cuando comienza a germinar, de granulometría homogénea, además deben permitir una buena cobertura e intercambio gaseoso y lógicamente no tienen que ser fitotóxicas. Se usan talcos, arcillas, arena fina, carbonato de calcio y derivados de la celulosa. Las semillas peletizadas mantie nen su capacidad de conservación en forma similar a las semillas desnudas. Operativamente facilita la siembra con sembradoras mecánicas ya que estas máquinas necesitan semillas grandes, pesadas y redondas.
El peletizado es la técnica más avanzada y efectiva en el tratamiento de semillas para siembra. La peletización cambia la forma física de la semilla, homogeneizándola en tamaño y forma y facilitando su siembra mecánica. La peletización le da valor agregado a la semilla, como una mejor y más rápida germinación, retención de humedad y emergencia de mayor número de plantas establecidas, mejor sanidad, mayor rendimiento por hectárea y mejor calidad de cosechas.
En la investigación se realiza el peletizado por roleo, utilizando una relación de 50 g de producto/Kg de semillas, para las grandes (quimbombó y frijol común), en este caso el producto se considera los minerales (variantes en estudio) y la muestra testigo correspondiente a la semilla sin empleo de variantes.
La continuidad de la investigación en esta etapa, exigió la preparación de 16 muestras que contienen 250 g cada una de los productos base minerales para nuevas evaluaciones, en correspondencia con los resultados alcanzados en la escala de laboratorio y de banco, el montaje de los experimentos para la evaluación de semillas tratadas con las variantes en estudio (Zeolita - Cu, Zeolita - Zn, Zeolita natural. Bentonita y caolín, para el período de 15 y 21 mes de conservación de semillas a temperatura ambiente. Especie Frijol Común y quimbombó.
Definición de procedimientos tecnológicos. Selección de semillas
⌅Para hacer la selección de las especies se tomaron como referencias los mayores volúmenes empleados en la producción de alimentos y las características de los cultivos. Se realizó la preparación del terreno, por parte del productor emprendedor perteneciente a las CCSS Camilo Torres (ver fg.1 y 2). Se seleccionó las semillas a emplear teniendo como condición que hubiesen sido obtenidas en las últimas evaluaciones a escala de laboratorio y banco desarrolladas por el INIFAT. Los minerales a emplear fueron definidos siguiendo el siguiente orden:
-
Zeolita natural, Zeolita modificada con cobre, Zeolita modificada con Zinc, Bentonita natural, Caolín y Carbonato de calcio.
Las especies a evaluar en el proyecto son: Frijol Común y quimbombó. Se determinó evaluar la conservación de las semillas bajo 2 condiciones ambientales:
Siembra directa
⌅El método a emplear en todos los casos fue el de siembra directa. Se siguieron los períodos de incubación establecidos para cada especie en los Ensayos de Germinación, según las normas NC 618 (2008)Oficina Nacional de Normalización. 2008. Ensayos de semillas agrícolas - Determinación de la germinación. 618 2008 ICS: 65-020- La Habana, Cuba: Ministerio de la Agricultura, 19 p. e ISTA (2016)Asociación Internacional para los Ensayos de Semillas (ISTA). 2016. “Reglas Internacionales para el Análisis de Semillas”. Zürichstr. 50, CH-8303 Bassersdorf, Suiza: 192, ISSN: 2310-3655. , así como los criterios de plántulas normales, anormales, enfermas y muertas (Kameswara Raoet al., 2007Kameswara Rao, N., Hanson, J., Dulloo, M. E, Ghosh, K., Nowell, D. & Larinde, M. 2007. Manual para el manejo de semillas. Manuales para Bancos de Germoplasma No. 8. Biodiversity International.165 p., ISBN: 978-92-9043-757-4.).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
⌅Montaje de los experimentos según las variantes previstas. Evaluación de los parámetros fisiológicos (germinación y vigor). Evaluación del estado sanitario de las plantas, Interpretación estadística de resultados.
⌅En el tercer trimestre del 2023 se realiza la conservación a temperatura ambiente del Frijol Común. Para el desarrollo de la investigación se encapsulan las semillas con una relación de 50 g/Kg, las semillas resistieron las condiciones de alta temperatura impuestas, por lo antes mencionado. Para períodos de conservación de solo 15 y 21 mes en todas las variantes se obtuvieron plantas vigorosas y sanas (ver figuras 3 y 4).
Las arcillas empleadas fueron efectivas para favorecer la protección de las semillas y detener la acción negativa de la microflora presente bajo las condiciones de temperatura más intensa. Por ello el segmento de conservación del frijol Común a temperatura ambiente fue mantenido; a pesar que los mejores resultados se obtienen en temperaturas controladas.
Conservación de frijol Común bajo condiciones controladas. Se produjo germinación en todas las variantes, lo que fue favorecido por la acción menos perjudicial del ambiente a que quedó expuesto el ensayo (Tabla 2).
| Variantes | Germinadas | Enfermas | Totales | % de Germinadas |
|---|---|---|---|---|
| Testigo | 38 | 6 | 75 | 50,6 |
| Zeo - Cu | 75 | 0 | 75 | 100 |
| Zeo - Zn | 60 | 0 | 75 | 80 |
| ZeoNat | 75 | 0 | 75 | 100 |
| CaCO3 | 65 | 0 | 75 | 86,6 |
| Caolín | 75 | 0 | 75 | 100 |
| Bentonita | 63 | 0 | 75 | 84 |
Es de destacar, que con los productos del CIPIMM se obtienen mejores resultados que con los testigos sin tratamientos, aunque con la zeolita natural, la zeolita zinc, el carbonato de calcio y la bentonita se observa un déficit de un 20% en la germinación, pero en ningún caso hubo presencia de enfermedades.
| Variantes | Germinadas | Enfermas | Totales | % de Germinadas |
|---|---|---|---|---|
| Testigo | 26 | 16 | 75 | 34 |
| Zeo - Cu | 75 | 0 | 75 | 100 |
| Zeo - Zn | 58 | 0 | 75 | 77 |
| ZeoNat | 70 | 0 | 75 | 93 |
| CaCO3 | 49 | 0 | 75 | 65,3 |
| Caolín | 75 | 0 | 75 | 100 |
| Bentonita | 57 | 0 | 75 | 76 |
Ya en esta etapa se corrobora que con el Testigo se alcanza una germinación inferior que el resto de las variantes con un 50,6 %, incluso con diferencias significativas en la salud de las plantas germinadas.
| Variantes | Germinadas | Enfermas | Totales | % de Germinadas |
|---|---|---|---|---|
| Testigo | 16 | 16 | 75 | 21,3 |
| Zeo - Cu | 75 | 0 | 75 | 100 |
| Zeo - Zn | 68 | 0 | 75 | 90,6 |
| ZeoNat | 73 | 0 | 75 | 97,3 |
| CaCO3 | 69 | 0 | 75 | 92 |
| Caolín | 75 | 0 | 75 | 100 |
| Bentonita | 68 | 0 | 75 | 90,6 |
Los valores más prometedores en el período fueron alcanzados por las variantes Zeolita - Cu y Caolín, con un 100 % de plantas germinadas y sanas.
| Variantes | Germinadas | Enfermas | Totales | % de Germinadas |
|---|---|---|---|---|
| Testigo | 10 | 8 | 75 | 13,3 |
| Zeo - Cu | 75 | 0 | 75 | 100 |
| Zeo - Zn | 62 | 0 | 75 | 82,6 |
| ZeoNat | 70 | 0 | 75 | 93 |
| CaCO3 | 54 | 0 | 75 | 72 |
| Caolín | 75 | 0 | 75 | 100 |
| Bentonita | 56 | 0 | 75 | 74,6 |
En la figura 3 y 4 por ejemplo, se puede comparar de forma cualitativa el resultado obtenido de las muestras testigo contra los productos elaborados por el CIPIMM en los períodos que se evalúan (15 y 21 meses), observándose mayor germinación, vigor y calidad en la muestra con Caolín y con zeolita cobre.
El frijol común tanto en condiciones controladas como temperatura ambiente logra el 100 % de germinación con semillas de 15 y 21 mes de conservación en presencia de la zeolita cobre y el caolín. Con los productos zeolita natural, carbonato de calcio y bentonita el porciento de germinación se encuentra entre un 90 y un 97 en temperatura controlada y con la temperatura ambiente entre un 65 y 93 %.
Quimbombó
⌅Los resultados obtenidos sobre semillas de quimbombó tratadas y conservadas condiciones de temperatura controlada, así como bajo régimen de temperatura ambiente ratificó la efectividad de los productos del desarrollados por el CIPIMM en el control de la humedad y de las plagas para las especies estudiadas. Así mismo con la muestra testigo se observan algunas afectaciones por la presencia de los patógenos Fusarium semitectum y Macrophomina phaseolina.
| Variante | 15 mes | 21 mes | 15 m | 21 m | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Germinadas | Enfermas | Germinadas | Enfermas | % Germinadas | % Germinadas | |
| Testigo | 30 | 22 | 26 | 18 | 40 | 34,6 |
| Zeo - Cu | 75 | 0 | 75 | 0 | 100 | 100 |
| Zeo - Zn | 73 | 3 | 73 | 7 | 97,3 | 97,3 |
| ZeoNat | 72 | 5 | 70 | 6 | 96 | 93 |
| CaCO3 | 72 | 3 | 69 | 7 | 96 | 92 |
| Caolín | 75 | 0 | 75 | 0 | 100 | 100 |
| Bentonita | 75 | 2 | 74 | 0 | 100 | 98,6 |
Es de destacar los resultados satisfactorios alcanzados con la zeolita cobre y el caolín, aunque todas las formulaciones han dado una respuesta positiva, muy a diferencia de las semillas sin tratamiento.
| Variante | 15 mes | 21 mes | 15 m | 21 m | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Germinadas | Enfermas | Germinadas | Enfermas | % Germinadas | % Germinadas | |
| Testigo | 56 | 14 | 55 | 15 | 74,6 | 73,3 |
| Zeo - Cu | 75 | 0 | 75 | 0 | 100 | 100 |
| Zeo - Zn | 75 | 0 | 73 | 0 | 100 | 97,3 |
| ZeoNat | 73 | 0 | 74 | 0 | 97,3 | 98,6 |
| CaCO3 | 74 | 0 | 71 | 5 | 98,6 | 94,6 |
| Caolín | 75 | 0 | 75 | 0 | 100 | 100 |
| Bentonita | 75 | 0 | 73 | 3 | 100 | 97,3 |
Se ratifica como se eleva la efectividad con la presencia de temperaturas controladas. Es de resaltar como en estas nuevas condiciones y para el quimbombó la zeolita cobre y el caolín son efectivos al no aparecer la presencia de patógenos ni enfermedades fungosas, lográndose una germinación del 100 % en las semillas conservadas durante 15 y21 mes. Aunque con el carbomato de calcio y la bentonita hay presencia de patógenos y enfermedades fungosas, esta es muy inferior a la incidencia sin tratamiento en los testigos de los experimentos.
En las figuras 7 y 8 se muestra el cultivo en campo del quimbombó con 15 y 21 mes de conservación.
Para el quimbombó las semillas tratadas con zeolita modificada cobre y caolín, tanto en temperatura controlada como ambiente se logra una germinación del 100 %. Con la zeolita natural, el carbonato de calcio y la bentonita en ambas condiciones se logran porcientos de germinación entre un 92 y 100 %.
Se continuan los ensayos para las semillas lechuga, tomate y habichuela.
CONCLUSIONES
⌅-
Los productos evaluados alcanzan una alta germinación con el frijol común y el quimbombó tanto en condiciones controladas como temperatura ambiente para semillas con 15 y 21 mes de conservación.
-
Es, bajo condiciones controladas que se reafirman la mejor efectividad de todos los productos evaluados.
-
En todas las muestras con los productos minerales se ratifican los resultados de la escala de laboratorio en la respuesta ante las enfermedades fungosas y control de patógenos es superior a los testigos.
-
En presencia de los productos evaluados el vigor alcanzado por las plantas es superior al mostrado por los testigos.