Sellador al vacío de bomba de bicicleta para almacenamiento de semillas

Introducción

De investigación relacionada de ECHO (Croft et al.,  2012 and 2013)

El almacenamiento de las semillas en el trópico a menudo puede resultar difícil; con altas temperaturas y condiciones húmedas, las semillas pierden su capacidad de germinar rápidamente. Existen muchas técnicas de almacenamiento, desde los estándares de alta tecnología de los bancos genéticos hasta métodos sencillos usados por pobladores para guardar sus propias semillas. Todos los métodos tienen sus fortalezas y debilidades, pero cuando se sopesan costos y recursos, ¿cuáles métodos son realmente los más efectivos? Este artículo resalta investigaciones realizadas por ECHO Asia relacionadas con el sellado al vacío utilizando una sencilla bomba para llantas de bicicleta para almacenar semillas en el trópico en condiciones de recursos limitados.

Los tres factores clave para determinar la tasa de deterioro de las semillas almacenadas son: presión de oxígeno (la cantidad de oxígeno en el sitio de almacenamiento de las semillas), el contenido de humedad y temperatura de las semillas (Roberts, 1973). Un aumento en cualquiera de estos factores reducirá la vida en almacenamiento de las semillas y como regla general cualquier aumento del 1% de humedad o 10°F (5.6°C) en el sitio de almacenaje reducirá a la mitad la vida de las semillas almacenadas. Cada factor contribuye al deterioro de las semillas de maneras específicas y minimizar estas condiciones es vital para un almacenamiento efectivo de las semillas. El sellado al vacío es un método relativamente de bajo costo que requiere de pocos insumos luego de la inversión inicial. El sellado ayuda a conservar la calidad de las semillas al minimizar la presencia de oxígeno y la exposición de las mismas a la humedad ambiental, manteniendo por tanto un bajo contenido de humedad.

Perspectiva histórica (Dr. Tim Motis and Dr. Abram Bicksler)

ECHO conoció por primera vez del uso de bombas para bicicletas para el almacenamiento de semillas en un escrito enviado a nuestro banco de semillas en Florida por un cooperante para el desarrollo, Patrick Lahr. En base a este escrito, el Dr. Tim Motis modificó una bomba de bicicleta para demostrar el concepto de sellado al vacío en el banco de semillas de ECHO en la Florida. Niemeet Chompoothong construyó una bomba similar en el banco de semillas de ECHO en Asia, con mejoras posteriores efectuadas por Brock Mashburn para crear una máquina más utilizable (Fig. 1) que pudiera crear un mejor vacío en un recipiente que contenía semillas.

Resumen de la investigación (Dr. Abram Bicksler)

Las claves para esta bomba revisada es (son): 1) invertir el pistón y las válvulas de la bomba de bicicleta, 2) utilizar un vástago de llanta con una válvula invertida de neumático para asegurar que el aire evacuado no se regresa al recipiente mientras se está bombeando, y 3) usar un tapón de PVC con junta de goma para asegurarse de que se forme un sellado ajustado y libre de filtraciones en la tapa del frasco mientras se está evacuando el aire el mismo. Ver una presentación en powerpoint sobre la elaboración de un sellador al vacío.

Los resultados preliminares de 1 año de experimentos utilizando un sellador al vacío de bomba de bicicleta en muestras de 500 grs (lotes) de semillas de frijol de adorno (Lablab purpureus) en la estructura de demostración de la Casa de Sacos de Tierra del Banco de Semillas de ECHO Asia (Fig. 2) sugiere que el sellador de vacío de bomba de bicicleta pudo evacuar una cantidad suficiente de aire ambiental de frascos de vidrio para mantener la viabilidad de las semillas de dicho frijol en niveles comparables a los obtenidos con un sellador al vacío comercial y de alto precio. Cuando dio inicio el experimento en mayo de 2013 todas las semillas de lablab usadas en el mismo tenían un contenido promedio de humedad del 9.5% (la humedad ideal de las semillas debería ser entre el 4% y 8% pero eso ha sido difícil de lograr en la humedad del trópico) y una tasa de germinación del 94.5%.

Para reservar la viabilidad de las semillas de manera que las tasas de germinación se mantengan altas con el pasar del tiempo, las semillas ortodoxas deben almacenarse en condiciones secas y frescas (para más información verEDN 86). Las semillas ortodoxas comprenden a la mayoría de cultivos de granos, frijoles (semillas secas) y hortalizas; pueden sobrevivir al almacenamiento si se elimina la mayor parte del agua de sus semillas. Una regla general que ECHO usa para evaluar condiciones de almacenamiento es que la suma de la temperatura del aire en grados Fahrenheit y el porcentaje relativo de humedad debe ser cercano a 100 (Harrington, 1972). Sin embargo, tenga en mente que, en la medida que la humedad se acerca al 70%, el contenido de humedad de las semillas aumenta aproximadamente en un 13%, punto en el cual tasas más altas de respiración de las semillas y los hongos en los sitios de almacenamiento se vuelven problemas significativos (McCormack 2004; Justice and Bass, 1978; Nakamura 1958).

En la Casa de Sacos de Tierra del Banco de Semillas de ECHO Asia, la temperatura del aire en los frascos ---al vacío logrado con una bomba de llanta de bicicleta --- promedió un 23°C (73°F). La temperatura ambiente del aire, fuera de dicha casa, promediaba los 30°C (86°F), lo que indicaba que la casa tenía una influencia moderadora en la temperatura. La humedad relativa dentro de los recipientes sellados con la bomba de bicicleta promedió en un 63%, no tan baja como lo que se puede lograr con desecadores pero significativamente más baja que la humedad ambiente del 78% afuera de la casa de sacos de tierra y la humedad promedio del 77% en bolsas de papel (ubicadas dentro de la casa).

Después de un año en los distintos tratamientos de almacenamiento, las semillas de lablab almacenadas en bolsas selladas al vacío de forma tradicional usando un sellador al vacío comercial poseían un contenido de humedad del 13.0% y una tasa de germinación de semillas del 97.5%. En comparación las semillas de lablab almacenadas en jarras de vidrio usando el sellador de bomba de bicicleta poseían un contenido de humedad del 10.3% y una tasa de germinación de semillas del 97.5% y las semillas de lablab almacenadas en bolsas de papel en el suelo de la húmeda casa de bolsas de tierra se deterioraron debido a la presencia de hongos y patógenos.

Como resultado de este trabajo, queda claro que las semillas almacenadas usando algún tipo de sellado al vacío tienen mucho más viabilidad en el transcurso del tiempo que las semillas almacenadas usando métodos tradicionales (en nuestro caso, bolsas de papel en una estructura fresca y húmeda) de almacenamiento. Particularmente encontramos que las semillas almacenadas con el sellador al vacío modificado de bomba de bicicleta poseían un contenido más deseable de humedad. En base a esto alentamos con mucho entusiasmo el uso de este sellador al vacío de bomba de bicicleta en combinación con un ambiente de almacenamiento fresco como parte de un conjunto de técnicas apropiadas de almacenamiento de semillas. También esperamos publicar esta investigación en gran detalle en una futura ECHO Asia Note.

Referencias y material de lectura relacionado

Bewley, J.D. and M. Black. 1985. Seeds: Physiology of Development and Germination. Plenum Press, New York, NY. 

Croft, M., Bicksler A., Manson J, and R. Burnette. 2012. Vacuum Sealing vs Refrigeration:  Which is the most effective way to store seeds?.  ECHO Asia Notes Issue 14

Croft, M., Bicksler, A., Manson, J., and R. Burnette. 2013. ExplAgric. Volume 49(2), pp.279–294. Cambridge University Press 2012 doi:10.1017/S0014479712001251. 

Harrington, J. F. 1972. Seed storage and longevity. In Kozlowski, T. T., Seed Biology 3: 145-245. NY.

Justice, O. L. and L. N. Bass. 1978. Principles and Practices of Seed Storage. Agriculture Handbook Number 506, U.S.D.A. Agricultural Research Service, Washington, DC.  (URL: http://tinyurl.com/mhu3vm9)

McCormack, J.H.  2004.  Seed Processing  and Storage:  Principles and practices of seed harvesting, processing, and storage: an organic seed production manual for seed growers in the Mid-Atlantic and Southern U.S.  (URL: http://tinyurl.com/q7s99j4)

Nakamura S. 1958.  Storage of Vegetable Seeds.  Hort. Assoc. Japan, Jour. 27: 32-44.

Roberts, E.H. 1973. Predicting the storage life of seeds. Seed Science and Technology 1: 499-514.

Villers P., Navarro S., DeBruin T. (2008). Development of hermetic storage technology in sealed flexible storage structures, in CAF 2008 Conference Paper (Chengdu:) http://www.grainpro.com/pdf/PU2015PV0708-CHENGDU-PAPER-CAF-Presentation-Development-of-Hermetic-Storage-Technology.pdf