Introducción
Almacenar semillas en el trópico a menudo resulta difícil pues con altas temperaturas y condiciones húmedas, las semillas pierden su capacidad para germinar con rapidez. Existen muchas técnicas para almacenar semillas, desde los estándares de alta tecnología de los bancos genéticos hasta métodos sencillos utilizados por los pobladores para guardar sus propias semillas. Todas tienen sus fortalezas y sus debilidades, pero al buscar un equilibrio entre costos y recursos, ¿qué métodos son realmente los más efectivos? Con el fin de encontrar métodos para almacenamiento de semillas con bajos insumos, el equipo del Banco de Semillas de ECHO ASIA recientemente completó un estudio sobre almacenamiento de semilla tropical en las condiciones de recursos limitados que este banco encuentra.
Los tres factores clave que determinan el ritmo del deterioro de la semilla en almacenamiento son: la presión del oxígeno (cantidad de oxígeno con las semillas en almacenamiento), el contenido de humedad de la semilla, y la temperatura (Roberts, 1973). Un aumento en cualquiera de estos factores disminuirá el período de conservación de las semillas, y como regla general, cualquier aumento del 1% en el contenido de humedad o 10o F (5.6o C) en el almacenamiento reducirá a la mitad este período (Bewley y Black, 1985). Cada factor contribuye al decaimiento de la semilla de maneras específicas, y reducir estas condiciones al mínimo es vital para lograr su almacenamiento efectivo.
El objetivo de esta investigación fue evaluar dos opciones de almacenamiento de semilla: el empaque al vacío y la refrigeración. El empaque al vacío es un método de costo relativamente bajo que requiere pocos insumos después de una inversión inicial. El empaque al vacío por su sellado conserva la calidad de la semilla al minimizar la presencia de oxígeno y la exposición a la humedad del ambiente, manteniendo así el contenido de humedad de la semilla en niveles bajos. La refrigeración minimiza la temperatura, pero también puede ser caro de mantener en condiciones tropicales. Utilizamos cinco variedades de semilla tropical para comparar los efectos de estos métodos de almacenamiento en el transcurso de un año. Nuestro objetivo fue utilizar los resultados de este estudio para ayudar a prescribir condiciones de almacenamiento para este banco de semillas y otros similares en otras partes del mundo.
Diseño experimental
Comparamos cinco distintas especies de cultivos que se siembran en los trópicos: tomate (Solanum lycopersicum 'Juliet 1437'), ayote/calabaza/zapallo (Cucurbita moschata 'Nang Kaang Kot'), moringa/marango (Moringa oleifera 'Local Mix'), frijol de Egipto (Lablab purpureus 'Chiang Dao'), y amaranto (Amaranthus cruentus, 'USDA PI 606767'). Se eligió cada especie para representar un tipo distinto de cultivo, pero cada especie también desempeña un papel distinto en el trabajo de desarrollo agrícola del Banco de Semillas de ECHO Asia. El tomate se utiliza como cultivo comercial generador de ingresos y ha sido promovido por el gobierno tailandés como una alternativa para la adormidera (Anderson, 1993). El ayote es una cucurbitácea, un alimento básico entre la población local, pero para las familias más pobres especialmente importante por la nutrición (Anderson, 1993). El árbol de marango, debido al excepcional contenido nutricional de sus hojas (Oduro et al., 2008), tiene un reconocimiento cada vez mayor, y el frijol de Egipto se utiliza como abono verde/cultivo de cobertura mientras que las semillas solas también aportan proteínas, vitaminas y minerales (Kabir Alam et al., 2008). El grano de amaranto cuenta con un gran potencial para aumentar la seguridad alimentaria debido a sus cualidades de resistencia a la sequía, el calor y las plagas (Ronoh et al., 2009).
Las semillas se almacenaron en uno de cuatro tratamientos: paquetes de papel /no-refrigerados, paquetes de papel /refrigerados, empaque al vacío / no-refrigerado, empaque al vacío /refrigerado (Tabla 1). Las semillas se sellaron juntas basándose en la especie y el tratamiento de almacenamiento, luego se probaron después de 0, 3, 6, 9, y 12 meses de almacenamiento. Todas las semillas se evaluaron en cuanto a tasa de germinación, tiempo medio hasta germinación del 50%, contenido de humedad de la semilla y nascencia en el campo. Tanto la tasa de germinación como el tiempo medio hasta la germinación del 50% se calcularon a partir de la germinación de 20 semillas en una placa de Petri en condiciones de laboratorio, mientras que la nascencia en el campo midió la germinación en sustrato. El contenido de humedad se determinó moliendo las semillas a un polvillo fino antes de secarlo durante 15 horas a 100o C. Todos los ensayos tuvieron cuatro réplicas, para un total de 400 paquetes de semillas.
| Método de Almacenamiento | Sellado al Vacío | Paquetes de Papel |
| En refrigeración |
Humedad constante Temperatura constante |
Humedad fluctuante Temperatura constante |
| Sin refrigeración |
Humedad constante Temperatura fluctuante |
Humedad fluctuante Temperatura fluctuante |
Resultados
A lo largo de los 12 meses de almacenamiento, surgieron muchos patrones a medida que las semillas se deterioraban lentamente. El método de almacenamiento de la semilla tuvo un efecto altamente significativo sobre la calidad de la misma en este período (p < 0.0001), pero el tipo de semilla fue un factor igualmente importante. La combinación de refrigeración y empaque al vacío fue el mejor método de almacenamiento para cada uno de los aspectos de calidad de la semilla que medimos: tasa de germinación, tiempo medio hasta germinación del 50%, contenido de humedad y nascencia en el campo. Sin embargo, la importancia relativa del empaque al vacío y la refrigeración no fue la misma para cada una de estas mediciones.
Las diferencias entre los métodos de almacenamiento fueron más evidentes en los datos sobre la tasa de germinación, pues hubo una caída de casi el 20% en la tasa de germinación entre cada tratamiento de almacenamiento al final del experimento (Figura 1). Si bien la refrigeración y el empaque al vacío juntos fueron el método más efectivo para preservar la capacidad de germinación, en general, el empaque al vacío solo fue más efectivo que sólo refrigeración. Las tasas de germinación en el campo en gran medida reflejaron estos resultados, aunque con más variabilidad debido a la naturaleza de la medición. Estos resultados muestran que el empaque al vacío podría ser una técnica de almacenamiento de semilla más efectiva que la refrigeración, especialmente por preservar la capacidad de las semillas para germinar en el laboratorio y en el campo.
Los resultados para tiempo medio hasta la germinación del 50% fueron ligeramente distintos. Como muestra la Figura 2, la refrigeración sin empaque al vacío fue ligeramente más efectiva que el empaque al vacío sin refrigeración al conservar un tiempo medio menor hasta una germinación del 50% (germinación más rápida). Estos resultados sugieren que los métodos de almacenamiento afectan de manera distinta varios aspectos de la calidad de la semilla. Si bien el empaque al vacío fue más efectivo que la refrigeración para conservar la capacidad de germinación de las semillas, podría ser menos útil para promover la velocidad de germinación. Sin embargo, para la mayoría de las mediciones de calidad de la semilla, el empaque al vacío demostró ser la manera más efectiva de conservar una alta viabilidad.
Figura 1. Tasa de germinación promedio por tratamiento de almacenamiento a lo largo de los 12 meses de almacenamiento. Las barras de error representan ± 1 Error Estándar de la media
Figura 2. Tiempo medio hasta la germinación del 50% por tratamiento a lo largo de los 12 meses de almacenamiento. Las barras de error representan ± 1 Error Estándar de la media.
Si bien el empaque al vacío nunca tuvo ningún efecto negativo sobre la humedad de la semilla, la refrigeración en combinación con paquetes de papel (humedad variable) aumentó de manera drástica el contenido de humedad de la semilla (Figura 3). La combinación de alta humedad en el refrigerador (algunas veces tan alta como del 98%) con paquetes de papel que absorbieron activamente esta humedad significó que el tratamiento paquetes de papel/refrigeración tuvo una humedad de semilla significativamente mayor que cualquier otro tratamiento. Esto significa que aunque la refrigeración por sí misma podría ser una útil herramienta para el almacenamiento, almacenar semillas por largos períodos de tiempo sin una forma de controlar la humedad (p.ej. empaque al vacío) es una mala elección para mantener secas las semillas.
Figura 3. Contenido de humedad promedio de la semilla a lo largo de los 12 meses de almacenamiento. Las barras de error representan ± 1 Error Estándar de la media.
Las diferencias en las especies de la semilla también fueron primordiales para determinar las tasas de degradación de la semilla. Si bien algunas fueron particularmente propensas a la degradación rápida en el almacenamiento, otras mantuvieron una alta calidad de semilla incluso cuando se almacenaron en condiciones ambiente. Hacer corresponder las semillas con sus necesidades individuales asignará con más eficiencia los recursos, aunque esto demanda un conocimiento profundo de cada tipo de semilla.
A lo largo de los 12 meses, las semillas de frijol de Egipto mantuvieron una tasa de germinación mayor a las de los otros tipos de semilla en todos los tratamientos (Figura 4), lo que podría indicar que este frijol, y quizás las leguminosas en general, no necesitan tantos recursos para almacenamiento. Tanto el marango como el tomate, por otro lado, se distinguieron a sí mismos con un mal desempeño en casi todas las mediciones. Las semillas de ayote/calabaza/zapallo en general cayeron en el rango intermedio para la mayoría de las mediciones, y podría ser un buen estándar con el cual medir la calidad de las otras semillas en almacenamiento. Las semillas de amaranto fueron proclives a un desempeño errático y aunque en general fuertes en el tiempo medio hasta una germinación del 50%, el amaranto tuvo unas de las tasas de germinación más bajas en el campo. A la larga, el desempeño en el campo es la prueba más importante para calidad de la semilla, indicando que el amaranto quizás sea una especie de semilla que requiere un almacenamiento más cuidadoso.
Figura 4. Germinación promedio por especie de semilla a lo largo del período de almacenamiento de 12 meses. Las barras de error representan ± 1 Error Estándar de la media.
Resumen
Si bien nuestros resultados no siempre fueron uniformes en todas las especies de semilla y métodos de almacenamiento, surgieron varias tendencias que pueden aplicarse a bancos de semillas y a almacenamiento de semillas a nivel de comunidades en el mundo en vías de desarrollo. Cuando está disponible, la combinación de empaque al vacío y refrigeración puede contribuir a preservar una alta calidad de semilla en almacenamiento. Si usted tuviera que elegir una técnica de almacenamiento, el empaque al vacío solo en general es más efectivo que la refrigeración sola. Evite almacenar semillas en empaques permeables (como los paquetes de papel) en el refrigerador, pues disminuirá la viabilidad de la semilla almacenada. Para mejores resultados, el empaque al vacío puede hacerse con selladoras comerciales, domésticos, y métodos de baja tecnología y bajo costo como la bomba para bicicleta transformada en empacadora al vacío.
En la actualidad, el Banco de Semillas de ECHO Asia almacena todas las especies de semilla en paquetes sellados al vacío en una habitación con aire acondicionado. Si bien el aire acondicionado no mantiene las semillas a temperaturas de refrigeración, sí ayuda a minimizar tanto la temperatura como la humedad en la habitación donde se almacena semilla. Esto disminuye la tasa de deterioro y ha demostrado ser un método efectivo para almacenamiento de semilla en estas condiciones. Las estructuras adecuadas para climatizar a nivel de comunidad (cuando se utilizan junto con semillas almacenadas al vacío) podrían incluir fosas en el suelo o estructuras de sacos de tierra (esté pendiente de esto en futuras EAN). Nuestra investigación ha ayudado a determinar métodos de almacenamiento óptimo para este banco de semillas, y esperamos que pueda utilizarse para ayudar a otros a reducir al mínimo los costos y al mismo tiempo maximizar el período de conservación de sus semillas
Obras citadas
Anderson, E.F. 1993. Plants and People of the Golden Triangle: ethnobotany of the hill tribes of northern Thailand. Dioscorides Press, Portland, OR.
Bewley, J.D. and M. Black. 1985. Seeds: Physiology of Development and Germination. Plenum Press, New York, NY.
Kabir Alam, K.M., M.K.R. Bhuiyan, G.M.A. Halim, M. Zakaria, and M.J. Hossain. 2008. Seed quality assessment of three photo-insensitive cultivars of lablab bean influenced by date of sowing. Bangladesh Journal of Agricultural Research 33(3): 381-389. Oduro, I., W.O. Ellis, and D. Owusu. 2008. Nutrition
Oduro, I., W.O. Ellis, and D. Owusu. 2008. Nutritional potential of two leafy vegetables: Moringa oleifera and Ipomoea batatas leaves. Scientific Research and Essay 3(2): 57-60.
Roberts, E.H. 1973. Predicting the storage life of seeds. Seed Science and Technology 1: 499-514.
Ronoh, E.K., C .L. Kanali, J.T. Mailutha, and D. Shitanda. 2009. Modeling thin layer drying of amaranth seeds under open sun and natural convection solar tent dryer. Agricultural Engineering International: the C IGR Ejournal 11.