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Germinaci�n de semillas Vitex gigantea, una especie potencial para programas de restauraci�n

 

Germination of Vitex gigantea seeds, a potential species for restoration programs

 

Germina��o de sementes de Vitex gigantea, esp�cie potencial para programas de restaura��o

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: sll.leython@uta.edu.ec

 

Ciencias T�cnicas y Aplicadas

Art�culo de Investigaci�n

 

 

* Recibido: 19 de abril de 2024 *Aceptado: 11 de mayo de 2024 * Publicado: �05 de junio de 2024

 

        I.            Ph.D. en Ciencias, menci�n Bot�nica, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad T�cnica de Ambato, Herbario Misael Acosta Sol�s (AMAS), Ecuador.

      II.            Ingeniera Agr�noma, Investigador independiente, Av. Los Esteros, Guayaquil 090204, Ecuador.

   III.            Ph.D. en Ciencias Agropecuarias y Sustentabilidad, Universidad Aut�noma Centro de Estudios e Investigaci�n en Bioculturalidad, Agroecolog�a, Ambiente y Salud (CEIBAAS-Colima), M�xico.

Resumen

Las estrategias de restauraci�n de bosques secos tropicales se ven afectadas por distintos factores ya sean biol�gicos o f�sicos, como la germinaci�n de las semillas. El objetivo de la investigaci�n fue estudiar el almacenamiento y capacidad de germinaci�n de las semillas de Vitex gigantea como un primer paso para contribuir a los programas de recuperaci�n de ecosistemas. Las semillas fueron recolectadas en la Reserva Ecol�gica Manglares de Churute, provincia del Guayas, Ecuador. Se utilizaron dos tipos de luminosidad (luz y oscuridad) y dos tiempos de almacenamiento (0 y 90 d�as). El 50% de semillas recolectadas fueron almacenadas a 4�C durante 90 d�as, mientras el 50% restante fueron sembradas de inmediato a temperatura ambiente (28 � 2�C). El tratamiento con fotoperiodo de 12 horas de luz combinado con una temperatura de 4�C y 90 d�as de almacenamiento (T3), arroj� los mejores resultados en tres diferentes variables de respuesta, en tal sentido se obtuvo 75% de germinaci�n (PG), 8,25 d�as para iniciar el proceso de germinaci�n (IG), y un vigor germinativo de 87,9 (VG). Las pl�ntulas tuvieron mayor crecimiento en condiciones de oscuridad luego que las semillas estuvieran 90 d�as de almacenamiento a una temperatura de 4�C (T4). Las semillas de V. gigantea tienen un comportamiento ortodoxo, por lo tanto, pueden ser almacenadas a bajas temperaturas, sin p�rdida de su viabilidad y vigor germinativo, cuya germinaci�n no es afectada por las condiciones de luz. Se sugiere el empleo de V. gigantea en programas de restauraci�n o reforestaci�n de bosques secos tropicales.

Palabras Clave: Bosque seco; Luminosidad; Temperaturas; Tolerancia.

 

Abstract

Restoration strategies for tropical dry forests are affected by different factors, whether biological or physical, such as seed germination. The objective of the research was to study the storage and germination capacity of Vitex gigantea seeds as a first step to contribute to ecosystem recovery programs. The seeds were collected in the Churute Mangrove Ecological Reserve, Guayas province, Ecuador. Two types of luminosity (light and darkness) and two storage times (0 and 90 days) were used. 50% of the collected seeds were stored at 4�C for 90 days, while the remaining 50% were sown immediately at room temperature (28 � 2�C). The treatment with a photoperiod of 12 hours of light combined with a temperature of 4�C and 90 days of storage (T3) gave the best results in three different response variables, in this sense 75% germination (PG) was obtained. 8.25 days to start the germination process (IG), and a germination vigor of 87.9 (VG). The seedlings had greater growth in dark conditions after the seeds were stored for 90 days at a temperature of 4�C (T4). V. gigantea seeds have orthodox behavior, therefore, they can be stored at low temperatures, without loss of viability and germination vigor, whose germination is not affected by light conditions. The use of V. gigantea is suggested in restoration or reforestation programs of tropical dry forests.

Keywords: Dry forest; Brightness; temperatures; Tolerance.

 

Resumo

As estrat�gias de restaura��o de florestas tropicais secas s�o afetadas por diversos fatores, sejam biol�gicos ou f�sicos, como a germina��o de sementes. O objetivo da pesquisa foi estudar a capacidade de armazenamento e germina��o de sementes de Vitex gigantea como primeiro passo para contribuir com programas de recupera��o de ecossistemas. As sementes foram coletadas na Reserva Ecol�gica de Manguezais Churute, prov�ncia de Guayas, Equador. Foram utilizados dois tipos de luminosidade (clara e escura) e dois tempos de armazenamento (0 e 90 dias). 50% das sementes coletadas foram armazenadas a 4�C por 90 dias, enquanto os 50% restantes foram semeados imediatamente em temperatura ambiente (28 � 2�C). O tratamento com fotoper�odo de 12 horas de luz combinado com temperatura de 4�C e 90 dias de armazenamento (T3) apresentou os melhores resultados em tr�s diferentes vari�veis ​​de resposta, neste sentido obteve-se 75% de germina��o (PG) 8,25 dias. para iniciar o processo de germina��o (IG), e vigor de germina��o de 87,9 (VG). As mudas tiveram maior crescimento no escuro ap�s as sementes terem sido armazenadas por 90 dias � temperatura de 4�C (T4). As sementes de V. gigantea apresentam comportamento ortodoxo, portanto, podem ser armazenadas em baixas temperaturas, sem perda de viabilidade e vigor germinativo, cuja germina��o n�o � afetada pelas condi��es de luminosidade. O uso de V. gigantea � sugerido em programas de restaura��o ou reflorestamento de florestas tropicais secas.

Palavras-chave: Floresta seca; Brilho; temperaturas; Toler�ncia.

 

Introducci�n

A nivel mundial los bosques secos tropicales han sufrido p�rdida de �rea en las �ltimas d�cadas y, por consiguiente, de manera general presentan un alto grado de amenaza (Leython y Ruiz-Zapata, 2006; Pineda, Arredondo-Amezcua y Ibarra-Manríquez, 2007; Ibarra y Huerta, 2016; Kuusela y Amacher, 2016). En este sentido, la FAO (2015) registra para los a�os 2000-2010 un aproximado de 7 millones de hect�reas de superficie forestal p�rdidas para la regi�n tropical.

Por su parte, en Ecuador, los bosques estacionalmente secos se encuentran en las tierras bajas y piedemonte de los Andes, en las provincias de Esmeraldas, Manab�, Guayas, El Oro y Loja (Aguirre, 2006; Ministerio del Ambiente, 2012). Estos ecosistemas no han sido explorados ni estudiados exhaustivamente desde el punto de vista de su composici�n flor�stica y estructural, variaci�n de riqueza y conservaci�n (Cornejo, 2011).

Son ecosistemas que representan importancia econ�mica para grandes segmentos de la poblaci�n rural, ya que pueden proveer agua, productos maderables y no maderables para el autoconsumo y a veces para la venta (Balvanera, 2012; Brice�o, I�iguez-Gallardo y Ravera, 2016; FAO, 2016); sin embargo, a pesar de la relevancia de estos ambientes naturales, su extensi�n se ha reducido progresivamente en m�s de un 70% producto de la deforestaci�n o degradaci�n (Sierra y Campos, 1999; Bravo, 2014), perdiendo su riqueza biol�gica y disminuyendo su capacidad de proporcionar servicios y beneficios medioambientales y socioecon�micos (MAGBMA y FAO, 2018).

Varias especies aut�ctonas de los bosques secos tropicales del pa�s han sido catalogadas con alg�n grado de amenaza o distribuci�n restringida (Cornejo, 2011), tal es el caso de Vitex gigantea Kunth (Lamiaceae), un �rbol caducifolio nativo de los bosques secos occidentales de Ecuador y norte de Per� (J�rgensen y Le�n-Y�nez, 1999; Nieto, 2017; Tropicos.org, 2023). Los individuos de esta especie pueden alcanzar alturas de 30 m y di�metro a la altura del pecho hasta de 80 cm (Aguirre, 2012). La madera es dura, moderadamente pesada, empleada en ebanister�a, construcci�n de artesan�as, puede ser manejada en ornamentaci�n y programas de recuperaci�n de fauna (Gaibor, 2017). Sus frutos son una drupa carnosa, ovoide de 1,5-2 cm de longitud, negra o p�rpura, comestibles (Aguirre, 2012; Calvache y Espinoza, 2016). La semilla es de forma ovoide y mide aproximadamente 1-2 cm de largo (Segovia, 2010).

A nivel mundial, algunas especies del g�nero Vitex han sido empleadas desde el punto de vista medicinal, relacionadas principalmente contra dolencias en desequilibrios reproductivos en mujeres, trastornos digestivos, reconocidos como antioxidantes por su capacidad de eliminar los radicales libres que provocan da�o celular (Padmalatha et al., 2009), todos los �rganos de la planta son de importancia; no obstante, las semillas son de mayor relevancia por su valor medicinal (Niroumand, Heydarpour y Farzaei, 2018).

En el caso particular de V. gigantea, la especie posee un fruto de gran importancia econ�mica, con el cual se prepara un dulce muy apreciado en gastronom�a ecuatoriana (Checa y Grijalva, 2012), de igual manera ha sido mencionada como una especie forestal del bosque seco tropical de la provincia de Manab� que requiere ser conservada por la calidad y durabilidad de su madera (Garc�a et al., 2019). Datos similares registra Aguirre (2012), quien adem�s se�ala que es una planta adecuada para sistemas agroforestales sustentables por la sombra que brinda y los frutos para la fauna silvestre, en especial las aves y monos.

Si bien la dispersi�n m�s importante de esta especie pareciera ser realizada por aves, estos dispersores probablemente son insuficientes para mantener las poblaciones de V. gigantea por s� solas, ello en funci�n del bajo n�mero de individuos adultos registrados al comparar con otras especies, en estudios realizados en bosques secos tropicales de la provincia de Manab� (Garc�a et al., 2019).

Un manejo adecuado de la especie puede aportar beneficios ecol�gicos y econ�micos, constituir una herramienta para la gesti�n sostenible del ecosistema y la comunidad circundante. No obstante, una de las limitaciones para su uso incluyen la falta de informaci�n t�cnica sobre la biolog�a de la germinaci�n, procesamiento y las condiciones adecuadas para el almacenaje de sus semillas, tolerancia de las plantas a diferentes condiciones ambientales y las relaciones competitivas que se pudieran generar con otras especies. Por lo tanto, en V. gigantea como en muchas otras especies de plantas nativas, conocer estos aspectos es esencial para poder incluirla en propuestas de reforestaci�n o recuperaci�n (Dresch et al., 2014). Las semillas responden de manera distinta a los procesos de manejo, almacenamiento y germinaci�n, seg�n la especie (Quijano, 2011).

En este sentido, debido a la importancia ecol�gica, medicinal, forestal y econ�mica de V. gigantea, se plantea estudiar el almacenamiento y capacidad de germinaci�n de sus semillas como un primer paso para contribuir a los programas de restauraci�n, reforestaci�n o preservaci�n de ecosistemas que puedan involucrar esta especie.

 

Metodolog�a

Material vegetal

Las semillas se obtuvieron directamente de la recolecci�n de frutos maduros de V. gigantea entre febrero y marzo de 2019 en bosques caducifolios de la Reserva Ecol�gica Manglares de Churute, provincia del Guayas de la costa del Ecuador a 2�42′92″S 79�59′00″O. El clima del lugar es c�lido, con temperaturas que oscilan entre 25-30�C y 800 mm de precipitaciones en promedio en �poca de lluvia, que se ubica de enero a abril, mientras que, en la �poca seca, mayo a diciembre, no presenta precipitaciones significativas (Ministerio del Ambiente, 2014).

Fueron recolectados 80 frutos en cinco individuos diferentes, de acuerdo a la disponibilidad en campo. Se conservaron en fundas de papel hasta llegar al laboratorio donde se extrajeron las semillas por medio de la disecci�n de los frutos. Se seleccionaron 320 semillas fisiol�gicamente maduras, tomando en cuenta su coloraci�n, forma y presencia de da�os o deformidades. Posteriormente, fueron lavadas con detergente y agua corriente para remover restos de mesocarpo y suelo. Seguidamente, para desinfectarlas estuvieron sumergidas en una soluci�n de NaClO 2.0% durante cinco minutos. Finalmente, se procedi� al enjuague tres veces con agua destilada est�ril.

 

Evaluaci�n del efecto de la temperatura, luz y almacenamiento en la germinaci�n

Tratamiento 1

Las semillas reci�n recolectadas fueron sembradas en una bandeja de pl�stico de 23 x 18 cm, utilizando una toalla de papel h�meda como sustrato. Colocadas en el laboratorio en condiciones ambientales de temperatura (28 � 2 �C) y fotoperiodo (promedio 12 horas luz/ 12 horas oscuridad (AIS, 2019), riego de 10 ml de agua interdiario.

 

Tratamiento 2

Las semillas reci�n recolectadas fueron sembradas en una bandeja de pl�stico de 23 x 18 cm, utilizando una toalla de papel h�meda como sustrato. Colocadas en un laboratorio completamente oscuro a temperatura ambiente (28 � 2 �C), riego de 10 ml de agua interdiario.

 

Tratamiento 3

Las semillas reci�n recolectadas fueron refrigeradas (4 �C) durante 90 d�as en fundas de papel marr�n. Posteriormente, sembradas en una bandeja de pl�stico de 23 x 18 cm, utilizando una toalla de papel h�meda como sustrato. Colocadas en el laboratorio en condiciones ambientales de temperatura (28 � 2 �C) y fotoperiodo (promedio 12 horas luz/ 12 horas oscuridad (AIS, 2019), riego de 10 ml de agua interdiario.

 

Tratamiento 4

Las semillas reci�n recolectadas fueron refrigeradas (4. �C) durante 90 d�as en fundas de papel marr�n. Posteriormente, sembradas en una bandeja de pl�stico de 23 x 18 cm, utilizando una toalla de papel h�meda como sustrato. Colocadas en un laboratorio completamente oscuro a temperatura ambiente (28 � 2 �C), riego de 10 ml de agua interdiario.

Los experimentos fueron monitoreados cada dos d�as durante 30 d�as.

 

Variables analizadas

Las variables evaluadas fueron:

Porcentaje de germinaci�n (PG): el criterio para considerar una semilla germinada fue la emergencia de la rad�cula (>1mm).

Inicio de germinaci�n (IG): n�mero de d�as requeridos para el inicio del proceso de germinaci�n (Went tomado de Gonz�lez-Zertuche y Orozco-Segovia, 1996).

Vigor germinativo (VG): VMxGDM; donde VM corresponde al valor m�ximo que es el porcentaje acumulado de germinaci�n dividido por la cantidad de d�as en germinar y GDM se refiere a la germinaci�n media diaria del porcentaje final y el n�mero de d�as transcurridos hasta llegar a ese valor (Czabator, 1962). Dicho �ndice se expresa sin unidades.

Valor de crecimiento de las pl�ntulas (CP): expresado en cent�metros (cm).

Comportamiento de almacenamiento: se ajust� el protocolo descrito por Hong & Ellis (1996).

 

An�lisis estad�sticos

Se emple� un dise�o completamente al azar (DCA) con arreglo factorial de 2x2 compuesto de cuatro tratamientos con cuatro repeticiones, para un total de 16 unidades experimentales, cada una con 20 semillas.

Los an�lisis se efectuaron a trav�s del software InfoStat (InfoStat, 2010), utilizando una prueba no param�trica (debido a que lo datos no siguen una distribuci�n normal) con la prueba de Kruskall Wallis con una valoraci�n de las variables mediante el an�lisis de varianza con un nivel de 5% de error.

 

 

Resultados

Porcentaje de germinaci�n (PG): Se registr� germinaci�n en todos los tratamientos evaluados. El PG para los tratamientos T1, T2, T3 y T4 indica que existe diferencias significativas (p=0,0002), dando como mayor valor de germinaci�n (PG: 75%) el tratamiento con fotoperiodo de 12 horas de luz combinado con una temperatura de 4 �C y 90 d�as de almacenamiento (T3). El valor m�s bajo de PG (37,50%) se registr� en el tratamiento con condiciones ambientales de temperatura y fotoperiodo sin almacenar (T1) (Figura 1a).

Inicio de germinaci�n (IG): respecto a la IG tampoco hubo interacci�n entre los factores temperatura y luz (p=0,0001). Los valores de IG estuvieron entre 8,25 y 13,50 d�as para germinar. Los tratamientos T3 (fotoperiodo de 12 horas de luz combinado con una temperatura de 4 �C y 90 d�as de almacenamiento) y T4 (oscuridad asociado con una temperatura de 4 �C y 90 d�as de almacenamiento) presentaron igual IG (8,25), lo cual indica que fueron los tratamientos que necesitaron menos d�as para germinar, mientras que el T1 (condiciones ambientales de temperatura y fotoperiodo sin almacenar) requiri� mayor cantidad de d�as para germinar (13,50) (Figura 1b).

Vigor germinativo (VG): En los tratamientos T3 (fotoperiodo de 12 horas de luz combinado con una temperatura de 4�C y 90 d�as de almacenamiento) y T4 (oscuridad asociado con una temperatura de 4�C y 90 d�as de almacenamiento), las semillas mantuvieron un alto valor de VG (87,9 y 74, 4, respectivamente) asociado a una mayor rapidez y uniformidad de germinaci�n. Contrariamente, en el T1 (condiciones ambientales de temperatura y fotoperiodo, sin almacenar), las semillas obtuvieron un bajo valor de VG (7,4) (Figura 1c).

Valor de crecimiento de las pl�ntulas (CP): Con relaci�n al crecimiento de las pl�ntulas se tom� como par�metro la longitud en cent�metros de las mismas; no hubo interacci�n entre los factores evaluados (p=0,0001). De acuerdo con el an�lisis estad�stico prueba de Kruskall Wallis, el tratamiento T4 (oscuridad asociado con 90 d�as de almacenamiento a una temperatura de 4 �C) registr� los valores de CP mayores (3,75 cm). Los valores m�s bajos de CP (1,70 cm) se registraron en el tratamiento T1 (condiciones ambientales de temperatura y fotoperiodo, sin almacenar) (Figura 1d).

Comportamiento de almacenamiento: las semillas mantuvieron PG alto luego del almacenamiento durante 90 d�as, con diferencias significativas (Fig. 1a). De igual manera, conservaron el IG, VG y CP durante el mismo tiempo (Figs. 1b, 1c y 1d). Por lo que se puede indicar que las semillas de V. gigantea tienen un comportamiento ortodoxo en el almacenamiento.

Figura 1: Evaluaci�n del efecto de la temperatura, luz y almacenamiento en la germinaci�n. a) Porcentaje de germinaci�n (PG); b) Inicio de germinaci�n (IG); c) Vigor germinativo (VG), d) Valor de crecimiento de las pl�ntulas (CP).

 

Discusi�n

Los resultados obtenidos en este ensayo (Figura 1) indican que, las condiciones empleadas para el almacenamiento de las semillas de V. gigantea de bosques caducifolio permiten preservarlas por lo menos durante 90 d�as, mostrando un porcentaje de germinaci�n alto, entre 75 y 68,5%.

En V. gigantea el PG fue relativamente diferente en los tratamientos evaluados, especialmente el tratamiento realizado en condiciones ambientales de temperatura y fotoperiodo sin almacenar, el cual fue el m�s bajo, evidenciando que las condiciones de baja temperatura empleadas para el almacenamiento de las semillas permiten preservarlas por lo menos tres meses. Debido al comportamiento ortodoxo en el almacenamiento encontrado en las semillas y de acuerdo a lo se�alado por Thompson (2000) y Alizaga y Vargas (2004), se puede inferir que las semillas de testa dura, como las de V. gigantea, son de alta longevidad, tanto en condiciones in situ, formando bancos de semillas, como ex situ almacenadas en espacios para tal fin.

De acuerdo a la respuesta positiva de la germinaci�n luego del almacenamiento a baja temperatura, se evidencia que las semillas de V. gigantea pueden germinar en diferentes disponibilidades lum�nicas. Sin embargo, presentan una tendencia a un mayor PG en condiciones ambientales con amplios intervalos de luz. Esto puede conferir a esta especie cierta capacidad para germinar en lugares abiertos o sombr�os del bosque, incluso en ambientes perturbados como potreros activos (Esquivel et al., 2009; Vargas, 2014). No obstante, debido a que las semillas de V. gigantea tienden a germinar menos cuando no son almacenadas, indica que en efecto una buena parte de la poblaci�n de semillas recolectadas requieren ser sometidas a baja temperatura. Este comportamiento germinativo se ha registrado en otras especies del g�nero Vitex (G�mez, 2004; Santos et al., 2013; Blanco, 2018).

En este orden de ideas, Murdoch y Ellis (2000) y Guevara (2017) mencionan que el almacenamiento de semillas puede incrementar el periodo medio de viabilidad, vigor germinativo y velocidad de germinaci�n, lo que sugiere que las semillas de esta especie podr�an persistir largos periodos de almacenamiento a diferentes temperaturas y posteriormente ser empleadas en programas de restauraci�n o reforestaci�n.

El hecho que las semillas estudiadas germinen m�s r�pido despu�s de ser almacenadas es informaci�n especialmente �til en los procesos de recuperaci�n o sucesi�n tard�a de los bosques secos tropicales, al considerarse la permanencia de un banco de semillas natural y su posterior emergencia y/o colonizaci�n, tal como afirman Vieira y Scariot (2006) y Vargas, Duque y Torres (2015), quienes mencionan que las semillas dispersadas por vertebrados, como el caso de V. gigantea, tienden a colonizar tard�amente en sitios degradados. Aunado a ello, es probable que �sta din�mica de ocupaci�n de espacio est� relacionada con las caracter�sticas de crecimiento y desarrollo de las pl�ntulas, y no de la respuesta germinativa.

La velocidad de germinaci�n var�a mucho dependiendo de la especie. Los tratamientos de V. gigantea con fotoperiodo de 12 horas de luz combinado con una temperatura de 4�C y 90 d�as de almacenamiento (T3) y oscuridad asociado con una temperatura de 4�C y 90 d�as de almacenamiento (T4) fueron los que tuvieron mayor rapidez al germinar, lo cual indica que las semillas al ser almacenadas a una baja temperatura pueden aumentar su tasa de germinaci�n, tal como lo registra Guevara (2017), para semillas de varias especies arb�reas tropicales.

En V. gigantea se observ� una germinaci�n del tipo fanerocotilar epigeal, con dos tipos de cotilledones, cotiledones de reserva y los foliares, cuya funci�n principal es de reservas de energ�a y responsable del proceso de la fotos�ntesis, respectivamente. Las pl�ntulas epigeales producen biomasa m�s r�pidamente que las pl�ntulas hip�geas (Ibarra-Manr�quez et al., 2001), lo que a su vez les permite tener mayor capacidad de adaptaci�n al ambiente (Soriano et al., 2011), lo que podr�a favorecer el establecimiento de V. gigantea.

 

Conclusiones

Posterior al almacenamiento a baja temperatura las semillas de V. gigantea presentan una germinaci�n alta, especialmente en condiciones de alta luminosidad, por lo cual es preferible emplearla en espacios abiertos como claros de bosques o pastizales y eventualmente en lugares menos luminosos, ya que de igual manera tienen la capacidad de germinar en dichas condiciones, como las que se presentan en el sotobosque, tal comportamiento le confiere ciertas ventajas en procesos de colonizaci�n y establecimiento. Las semillas pueden ser almacenadas a bajas temperaturas, sin p�rdida de su viabilidad y vigor germinativo, por lo que se sugiere el empleo de la especie en programas de restauraci�n ecol�gica o reforestaci�n de bosques secos tropicales. Adicionalmente, debido a su comportamiento ortodoxo son especies potencialmente formadoras de bancos de semillas. Realizar estudios con las pl�ntulas, donde se pueda evaluar adaptabilidad, crecimiento y desarrollo en condiciones naturales, para determinar los factores limitantes en esta crucial etapa del ciclo de vida es el pr�ximo paso a analizar.

 

Agradecimientos

Las autoras desean agradecer al personal del Ministerio del Ambiente, especialmente al personal de la Reserva Ecol�gica Manglares de Churute por el apoyo prestado en la recolecta del material bot�nico.

 

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