MODULO DE TECNOLOGIA AGRARIA
TECNOLOGÍA AGRARIATECNOLOGÍA AGRARIA
MANEJO DE SEMILLAS
INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
El momento culminante del ciclo de vida en la mayoría de las plantas superiores es el
desarrollo de su unidad reproductora . . . LA SEMILLA. En un sentido amplio, la mayoría
de las actividades económicas y sociales del hombre están basadas en este evento.
El hombre ha utilizado las semillas principalmente para dos propósitos: para la
reproducción de las plantas y como alimento. En esta Unidad se hará énfasis en la
capacidad reproductora de la semilla.
El objetivo de esta Guía de Estudio, complemento de la Unidad "Desarrollo y morfología
de la semilla" es: describir la estructura floral y la función de sus partes, los procesos de
polinización y fertilización, el desarrollo de la semilla y la estructura del embrión de los
cultivos más importantes. El mayor énfasis se hace en la terminología y en la relación de la
estructura de la flor con la estructura de la semilla. El conocimiento de esta relación
permitirá al estudiante entender e interpretar las técnicas de producción y las pruebas para
evaluar la calidad de la semilla.
La semilla que interviene en la reproducción sexual es generalmente un óvulo maduro
fertilizado, compuesto por un eje embrionario, reservas alimenticias y una cubierta
protectora.
La formación de la semilla es esencial para la supervivencia de las especies de plantas que
no se pueden propagar vegetativamente.
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1. ESTRUCTURA DE LA FLOR
La vida de cualquier semilla se puede dividir en cuatro etapas: 1a. su origen en la flor de la
planta madre; 2a. su desarrollo y maduración; 3a. su período de reposo y 4a. la reanudación
del crecimiento o germinación.
En un momento determinado, en el ciclo de vida de las plantas que florecen, los procesos
fisiológicos y biológicos cambian de la producción de órganos vegetativos (hojas, tallos y
rafees) a la producción de órganos reproductores, las flores.
A pesar de la gran diferencia en la apariencia de las flores, los órganos florales que partici-
pan en la formación de la semilla son muy similares. Los órganos reproductores, masculino
y femenino, en todas las plantas que florecen, son comparables.
Cada flor se produce en el extremo de un tallo modificado especialmente para la
reproducción llamado pedicelo
El extremo del pedicelo, en donde se unen los órganos florales, generalmente es más
amplio v se conoce como el receptáculo o tálamo. En una flor completa es decir perfecta
este da origen a los órganos florales básicos: los sépalos, los pétalos, los estambres y el
pistilo.
Todas las flores que producen órganos reproductores masculinos y femeninos funcionales
se llaman flores completas, sin importar su apariencia.
Los órganos florales, en una flor completa, se desarrollan siempre en secuencia de afuera
hacia adentro. Además de las diferencias en tamaño y color, el hecho de que cada uno de
los órganos florales ocurra en grupos de 3, 4, 5 ó múltiplos de estos números, explica en
buena parte las diferencias visibles en las flores de las especies.
Los sépalos u hojas modificadas están localizados cerca del borde del receptáculo, son
generalmente verdes y protegen los órganos en desarrollo que cubren. El conjunto de
sépalos se llama cáliz.
Siguiendo hacia el centro se encuentran los pétalos, que en conjunto forman la corola.
Pueden ser blancos o de colores y protegen los estambres y el pistilo; en algunas especies
atraen insectos que hacen la polinización.
El conjunto del cáliz y la corola se llama periantio, y no juega un papel directo en el de-
sarrollo de la semilla.
El estambre constituye el órgano reproductor masculino de la flor. Los estambres están
situados hacia el interior de la corola y su conjunto se llama androceo.
Cada estambre está constituido por un tallo delgado en forma de hilo, el filamento, y por
un saco alargado con cuatro lóbulos, generalmente de color amarillo, llamado antera, que
se encuentra en el extremo del filamento. El papel principal del filamento es colocar la
antera en una posición tal que disperse el polen en la forma propia de cada especie.
Los granos de polen, como se explicará posteriormente, se forman en el interior de la
antera y cuando maduran, las anteras se abren y los liberan.
El pistilo o gineceo, localizado en el centro de la flor, es el órgano reproductor femenino.
La base ensanchada, que puede estar rodeada por el receptáculo, es e1 ovario donde se
forman las semillas. A partir del ovario se extiende en forma de tallo el estilo, el cual
termina en una porción expandida denominada estigma.
La función principal del estilo es colocar el estigma en la posición más apropiada para
recibir los granos de polen, en la forma típica de cada especie. Algunos estigmas exudan
líquidos pegajosos, otros son plumosos o rugosos, para facilitar el asentamiento de los
granos de polen.
Los pistilos y los ovarios pueden ser simples o compuestos. Dentro de cada ovario se
pueden producir uno o varios óvulos. El fréjol común es un ejemplo de un pistilo simple
que produce varios óvulos, mientras que todas las especies que pertenecen a la familia de
los pastos (gramíneas) tienen pistilos simples que producen un solo óvulo.
Un ovario compuesto está, conformado por dos o mas cavidades o carpelos y en el interior
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de cada uno de éstos se pueden formar uno o más óvulos. El algodón y el ajonjolí son
ejemplos de especies que tienen ovarios compuestos.
1.1 Estructura de la flor de las gramíneas
Las flores pertenecientes a la familia de los pastos son tan diferentes de las de otras
familias que existe una terminología específica para identificar algunos de sus órganos
florales. Las flores de algunos pastos son tan pequeñas e inconspicuas que es fácil pensar
que carecen de ellas.
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La flor perfecta o completa de una gramínea consta de un pistilo que tiene un único ovario
simple con dos estigmas en forma de pluma y tres estambres. El arroz es una excepción a
esta norma ya que presenta seis estambres.
Los órganos anteriores están rodeados y protegidos por dos hojas modificadas: la de mayor
tamaño es la lema y la mas pequeña la palea. Las lodículas o glumélulas son órganos en
forma de saco que se expanden cuando los órganos reproductores de la flor maduran, y
hacen que la lema y la paIea se separen, dejando expuestos el estambre y los estigmas. La
lema, la palea y los demás órganos incluidos forman la florecilla.
Las florecillas pueden originarse individualmente o en grupos de dos o más, a lo largo de
un eje central o raquis, conectadas por pequeños tallos, llamados raquillas. En la base de
las florecillas individuales o los grupos de éstas se encuentran unas estructuras semejantes
a hojas, llamadas glumas.
Las glumas y la florecilla o florecillas constituyen la espiguilla, Esta es la unidad base de la
inflorescencia en los pastos.
La flor del maíz es la excepción más importante en esta organización básica de las
gramíneas. Las florecillas femeninas están arregladas en líneas pareadas a lo largo del eje
central de la mazorca y cada florecilla produce un estilo-estigma simple, llamado pelo.
1.2 Plantas monoicas y dioicas
Como se había mencionado, las flores que tienen los cuatro órganos florales básicos
funcionales se llaman flores completas o perfectas.
Algunas especies producen flores sin estambres, o éstos no son funcionales, razón por la
cual se catalogan como flores pistiladas o androesteriles, como las localizadas en la
mazorca del maíz.
De igual manera, cuando las flores carecen de pistilo se denominan estaminadas. Este es el
caso de las florecillas sin estigma (o pelos) localizadas en la espiga del maíz.
Las flores y florecillas que no tienen órganos reproductores masculinos ni femeninos o que
teniéndolos no sean funcionales son estériles y por supuesto no producen semillas.
Algunas especies como el maíz y el pepino producen en una parte de la planta flores
estaminadas, y en otro lugar de la misma planta flores pistiladas. Plantas de este tipo se
denominan monoicas.
Algunas especies producen en una planta flores de un sólo tipo, ya sean pistiladas o
estaminadas; tales especies se denominan dioicas. La papaya y la palma datilera son
ejemplos de plantas de este tipo.
2. Polinización y fertilización
Solamente las partes esenciales de la flor, el pistilo y los estambres, están relacionados
directamente con la formación de la semilla.
En estos órganos se llevan a cabo los procesos que concluyen con la formación del grano
de polen y de la ovocelula.
2.1 Microsporogenesis
Si hacemos un corte transversal de una antera en desarrollo vemos cada uno de los cuatro
lóbulos o sacos polínicos ocupados por las células madres de la microspora
En esta etapa del desarrollo, la pared de la microspora se convierte en la envoltura del
grano de polen. Antes de la dehiscencia, esta pared se engrosa y la superficie externa toma
una forma, tamaño y textura característica de cada especie.
El núcleo generativo se divide, según la especie, antes o después de la distribución del
polen, y da origen a dos gametas masculinos o núcleos espermáticos. El proceso de
formación del polen se denomina microsporogenesis.
Mediante un proceso especial de división celular llamado meiosis, por medio del cual se
reduce el número de cromosomas, cada célula madre de la microspora se divide dos veces,
dando origen a cuatro microsporas, cada una de las cuales contiene el número básico de
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cromosomas (1N) según la especie.
Cada microspora, después de una división de su núcleo, se desarrolla hasta convertirse en
un grano de polen. Inmediatamente antes de la dehiscencia de las anteras, el núcleo del
grano de polen se divide, generalmente por mitosis, para formar dos núcleos conocidos uno
como núcleo vegetativo v el otro como núcleo generativo.
2.2 Megasporogenesis
La secuencia de eventos que concluyen con la formación del óvulo es muchas veces simul-
tanea con la formación del grano de polen en la misma flor.
El óvulo, que eventualmente se convertirá en la semilla, tiene su origen en el tejido
placentario de la pared del ovario. Cada óvulo comienza dentro de una masa de células
llamada nucela, que se agranda rápidamente. Este tejido tiene una o varias capas de células
que rodean la célula madre de la megáspora.
El óvulo es levantado de la placenta por un tallo corto llamado furúnculo. Cuando el
furúnculo se alarga, una o dos capas de células, los tegumentos, envuelven la célula madre
de la megáspora, dejando una pequeña abertura llamada micrópilo Luego la célula madre
se divide dos veces por meiosis, dando origen a cuatro megásporas haploides (1N), de las
cuales una persiste y las otras tres se desintegran.
Después la megáspora funcional se divide por mitosis generalmente tres veces dando
origen al saco embrionario, el cual contiene ocho núcleos genéticamente idénticos.
En el saco embrionario maduro tres células se sitúan cerca del micrópilo; la más grande es
la ovocélula y las otras dos más pequeñas las sinérgidas. Los dos núcleos cerca al centro
son llamados núcleos polares; las otras tres células en el extremo opuesto son las
antípodas.
En la mayoría de las plantas el óvulo maduro no fertilizado, cuando está listo para la
fertilización, consiste en un saco embrionario con seis células y dos núcleos polares; esto
está rodeado por la núcela, la cual excepto por el micrópilo, está circundada por los
tegumentos y todo el conjunto se encuentra unido a la pared del ovario por el funículo.
2.3 Polinización y fertilización
Cuando un grano de polen cae en el estigma de una flor de la misma especie ocurre la
polinización. Según como sea la cubierta del grano de polen, éste puede ser transferido de
la antera al estigma por efecto de la gravedad, o por la acción del viento o de los insectos.
Si e! polen llega al estigma de una flor en la misma planta, ocurre la autopolinización; si se
transfiere a flores de otras plantas ocurre la polinización cruzada.
Los eventos que suceden después de la polinización son muy similares en todas las plantas
que florecen. Normalmente el grano de polen germina unas pocas horas después de entrar
en contacto con el estigma, originando el tubo polínico, el cual crece a través del estilo y
de la pared del ovario.
La punta del tubo polínico pasa a través del micrópilo y penetra en el saco embrionario
donde se rompe y descarga su contenido. Si no se, ha desintegrado antes el núcleo
vegetativo, puede ser liberado en este momento y luego se degenera.
Uno de los núcleos generativos o núcleos espermáticos se fusiona con el núcleo de la
ovocélula fertilizándola y formando la primera célula de la nueva planta, el zigoto. El otro
núcleo espermático se fusiona con los dos núcleos polares constituyendo el núcleo del
endospermo primario.
La fertilización de la ovocélula restablece el número normal de cromosomas, 2N, de las
especies. El producto de la triple fusión de los núcleos centrales inicia la formación del
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endospermo, que proveerá el alimento para el desarrollo del embrión.
Estas dos uniones, la de un esperma con la ovocélula y la de otro esperma con los núcleos
polares se conoce como la doble fertilización y es un evento exclusivo de las angiospermas
en el reino vegetal.
La doble fertilización debe ocurrir dentro de cada óvulo en el ovario o no se formará la
semilla. En la soya o en el fréjol esto significa que se requiere más de un grano de polen
para fertilizar los óvulos producidos en cada ovario, mientras que en el arroz, solamente es
necesario un grano de polen para la fertilización, debido a que en cada pistilo sólo se forma
un óvulo.
3. Desarrollo de la semilla
Después de la fertilización, las nuevas células formadas, el zigoto y el endospermo, inician
rápidamente su división. El zigoto después de varias divisiones produce una hilera de
células llamadas proembrión.
Al cabo de varias horas o días la célula del proembrión que está más lejos del micrópilo se
agranda y se divide formando las primeras células del embrión.
De las células formadas por esta división las más cercanas al micrópilo darán origen a las
raíces y demás partes subterráneas de la planta; las otras se constituirán en las partes
aéreas, como son los tallos, las hojas y eventualmente las flores.
Las células situadas en la parte inferior del proembrión se conocen como el suspensor,
cuyo crecimiento presiona el embrión dentro del endospermo, el cual le sirve de alimento,
después de algunos días el suspensor se desintegra.
A los pocos días de la fertilización aparece la primera diferencia visual entre embriones
que tendrán dos cotiledones (dicotiledóneas) o un solo cotiledón (monocotiledóneas).
A medida que la semilla continúa su desarrollo va aumentando en tamaño y peso seco
hasta un máximo, que es cuando presenta todas las estructuras características y ha
alcanzado la capacidad de germinar. Este punto se conoce generalmente como madurez
fisiológica de la semilla y ningún otro cambio morfológico tendrá lugar después de haberlo
alcanzado.
Cuando se alcanza la madurez fisiológica, el contenido de humedad de la semilla es usual-
mente de 35 a 55 %. Aunque la mayoría de las semillas no están listas para ser cosechadas
a la madurez fisiológica, este es el momento de su máxima calidad.
4. Estructura del embrión
El embrión maduro de una planta dicotiledónea consiste en un eje embrionario al cual se
encuentran adheridos los dos cotiledones.
En un extremo del eje, por encima del nudo cotiledonar, se encuentra el epicótilo o
plúmula que origina las partes aéreas de la planta. Hacia el otro extremo del eje está la
radícula, que se convertirá en la raíz primaria. Entre el nudo cotiledonar y la radícula existe
una región llamada hipocótilo.
El eje embrionario y los cotiledones están cubiertos completamente por la testa, que se
forma por el secamiento y endurecimiento de los tejidos del tegumento. La cicatriz en la
superficie de la testa, el hilo, se forma cuando se rompe el funículo, que une el óvulo
fertilizado al ovario. En la testa de algunas semillas se puede ver el micrópilo. El fríjol, la
soya y el maní son ejemplos de semillas dicotiledóneas.
El patrón de desarrollo de una semilla monocotiledónea es similar al de una dicotiledónea
excepto por el número de cotiledones.
En la mayoría de las especies el endospermo no se consume completamente en la
formación del embrión y por tanto la semilla madura contiene fuentes alimenticias tanto
cotiledonares como del endospermo. El maíz, el arroz y el trigo son ejemplos de estos tipos
de semilla.
Las semillas de la familia de las gramíneas se consideran botánicamente como frutos, ya
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que la cubierta exterior, el pericarpio, es la pared del ovario y no los tegumentos, y el
embrión se encuentra embebido en el endospermo. Este tipo de fruto o "semilla" recibe el
nombre de cariópsis.
E! corte transversal de una cariópsis revela la estructura común en todas la semillas. El
cotiledón es llamado el escutelo. Además, se observan los tejidos protectores, sobre la
plúmula o epicótilo, el coleóptilo, y sobre la radícula, la coleorriza. Las raíces seminales
rudimentarias se encuentran localizadas en la región del nudo cotiledonar; entre éste y el
epicótilo se encuentra el mesocótilo
5. Resumen
En resumen, los cuatro órganos florales básicos son los sépalos, los pétalos, los estambres
y el pistilo; éstos dos últimos están relacionados directamente con la formación de la
semilla.
En los estambres se lleva a cabo el proceso de formación del poleo, llamado
microsporogénesis, mediante el cual se forman los gametas masculinos haploides (1N). En
el pistilo tiene lugar la megasporogénesis que da orígen a la ovocélula que es también
haploide (1N).
Cuando un grano de polen cae en el estigma de una flor de la misma especie, ocurre la
polinización. Luego se sucede la fertilización de la ovocélula por un núcleo espermático, lo
que restablece el número normal de cromosomas, 2N, de las especies.
La semilla o unidad reproductora es un óvulo maduro fertilizado, que está compuesto por
la plúmula, la radícula, uno o dos cotiledones, reservas alimenticias y una cubierta
protectora.
Es obvio que la semilla debe estar viva si se la quiere utilizar para la reproducción. La
longevidad de una semilla depende de muchos y diversos factores, entre los cuales los más
importantes son: la composición química y la estructura física de la semilla y el ambiente
en el cual se almacena.
Por esas razones es importante conocer la estructura de la semilla con la cual trabajamos,
básicamente con el propósito de evaluar la calidad y el desarrollo de la plántula y también
para la selección del equipo apropiado para su cosecha y manejo.
CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE LA SEMILLA DE ARROZ
La semilla es el óvulo fertilizado y maduro. En sentido más general las semillas son los
órganos de la planta encargados de la supervivencia de la especie. En el caso del arroz lo
que conocemos por semilla es un fruto maduro, seco e indehiscente.
1.1 Formación de la semilla
La formación de la semilla se inicia con la polinización y la posterior fecundación del
óvulo, luego el grano de arroz se desarrolla en forma continua por un período de 25 a 35
días.
La fase de maduración tiene varias etapas:
Etapa lechosa Etapa pastosa Etapa de maduración
En la etapa lechosa el contenido de la cariópside (porción amilácea del grano) es
inicialmente una sustancia acuosa, más tarde se vuelve de consistencia lechosa, luego se
convierte en una masa blanda; posteriormente en una masa dura en la etapa pastosa. El gra-
no individual está maduro cuando la cariópside se ha desarrollado completamente y se ha
convertido en una masa dura, y sin tintes verdosos. Los granos maduros son de una
coloración verdosa si al cosecharlos tienen un contenido de humedad del 26°/o o más.
La maduración total de los granos de una panícula se completa en un período de 5 a 7 días.
En esta etapa si la semilla carece de latencia y sobrevienen lluvias o temperatura y
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humedad relativa altas puede germinar en la panícula, en detrimento de los rendimientos y
de la calidad.
1.2 Estructura de un grano de arroz
La semilla de arroz está formada por:
1) Envoltura o cáscara
2) Embrión y
3) Endospermo
La lema y la palea con sus estructuras asociadas (raquilla, lemas estériles y arista) que
constituyen la cáscara, la cual puede retirarse mediante la aplicación de una presión
giratoria. Debajo del pericarpio hay dos capas de células que representan la cubierta de la
semilla y luego se encuentra la capa de aleurona. El grano de arroz ya descascarado
(cariópside) se conoce en el comercio como arroz integral, y debe su nombre a que aún
conserva el pericarpio que es de color marrón.
El embrión se encuentra en el lado ventral del cariópside, junto a la lema; consta de las
hojas embrionarias (plúmula) cubiertas por una capa protectora (coleóptilo), la raíz
embrionaria (radícula) envainada en la coleorriza, el epiblasto o cotiledón rudimentario; y
el escutelo que rodea parcialmente el eje embrionario y sirve como órgano de absorción
para pasar nutrimentos del endospermo a las plántulas jóvenes.
Por último el endospermo, que consiste principalmente en granulos de almidón envueltos
en una matriz proteínica, además de azúcares, grasas, fibra cruda y materia inorgánica.
LATENCIA DE LA SEMILLA DE ARROZ
La latencia es la incapacidad de la semilla para germinar, aún cuando se encuentre en
condiciones adecuadas para dicha germinación.
Las causas de la latencia en los granos de arroz no se han establecido claramente, pero se
cree que puede deberse a la presencia de una o varias sustancias inhibidoras en las en-
volturas de la semilla (Mikkelsen y Sinah, 1961).
Recientemente algunos investigadores han revelado la presencia de cuatro compuestos
fenólicos en semillas no viables (Chatterjee, A. et al., 1976). Estos compuestos, encon-
trados en mayor cantidad en la cáscara, parece que se forman durante la madurez de la
semilla. Estos resultados explican el hecho de que la latencia se rompe simplemente reti-
rando la cáscara de la semilla. El pericarpio puede poseer una pequeña cantidad de estas
sustancias, pero su efecto es menor en comparación con el de la cáscara.
La latencia en la semilla de arroz tiene las siguientes ventajas:
a) Evita la germinación del grano en la panícula cuando se producen temperatura y
humedad relativa altas y lluvias en la época de la cosecha, condiciones prevalentes en
los trópicos bajos.
b) Evita la germinación de los granos almacenados bajo condiciones de humedad y
temperaturas altas.
La latencia tiene las siguientes desventajas:
a) Impide a los agricultores utilizar la semilla para la siembra, inmediatamente después de
cosechada.
b) Demora a los productores de semilla la venta de éstas, incrementándoles los costos de
almacenamiento y afectando las siembras oportunas a los agricultores.
La duración de la latencia es el número de días que transcurre desde la maduración de las
semillas hasta cuando germinan más del 80°/o de ellas. Entre las variedades de arroz con
latencia hay grandes variaciones en cuanto a la duración de su período latente.
El día que se escoja para, la cosecha tiene una importancia especial; la cosecha antes de
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que la semilla esté totalmente madura tiende a reducir la duración de la latencia, en compa-
ración con la recolección en la época apropiada. La cosecha tardía reduce el período
durante el cual las semillas permanecen latentes, pero no modifica la duración real de la
latencia. Por otro lado, las condiciones de humedad y calor ambiental que se den durante la
cosecha tienen gran influencia en la duración de la latencia, de tal manera que las semillas
cosechadas durante una estación seca tienen un menor porcentaje de semillas latentes, si se
comparan con las cosechadas en una estación húmeda.
La duración de la latencia puede considerarse corta de dos a tres semanas, media de tres a
siete semanas y larga de siete o más semanas. La duración deseable es de dos a tres se-
manas, ya que evita la germinación del grano en la panícula y permite el uso de la semilla
para la siembra inmediatamente después de procesada.
Otro aspecto de la latencia es el que se refiere a su intensidad. La intensidad de la latencia
es el grado de resistencia que presentan las semillas de arroz al rompimiento de su latencia.
Esta intensidad no es absoluta, es decir, en variedades con latencia hasta un 20°/o de las
semillas pueden germinar inmediatamente después de la cosecha.
Según el grado de intensidad de la latencia de las semillas las variedades de arroz pueden
clasificarse en tres categorías: variedades con latencia fuerte, variedades con latencia
moderada y variedades con latencia débil.
a) Variedades con latencia fuerte:
Son aquellas cuyas semillas al cabo de cuatro días de tratamiento térmico a 50 °C, no
rompen su latencia, en otras palabras, si estas semillas después de recibir el tratamiento
fueran colocadas en condiciones favorables de germinación, muy pocas germinarían.
b) Variedades con latencia moderada:
Son aquellas donde el 50 % de sus semillas rompen la latencia, es decir, germinan, al
cabo de cuatro o cinco días bajo tratamiento térmico a 50 °C.
c) Variedades con latencia débil:
Son aquellas en cuyas semillas se rompe la latencia con cuatro a cinco días a 50 °C.
No existe relación directa entre la duración de la latencia y su intensidad, de tal modo que
puede haber variedades con períodos de latencia larga y diferentes grados de intensidad.
2.4 Métodos para romper la latencia
La latencia de las semillas de arroz puede romperse eficazmente mediante un tratamiento
térmico o químico.
2.4.1 Tratamiento térmico
Este consiste en tratar con calor las semillas por determinado tiempo. El número de días
requeridos para romper la latencia usando calor es de cuatro a cinco días con 50°C para
variedades con latencia moderada o débil y de siete a diez días para las variedades con
latencia fuerte, sea cual fuere la duración de la latencia de la variedad (Jennings y de Jesús,
1964; Arregocés, O. 1978).
Los mejores resultados se obtienen con el uso de hornos eléctricos controlados por
termostatos. En ausencia de éstos el agricultor puede improvisar un horno pero debe usar
de todas maneras un termómetro. Este horno consiste en dos canecas o tambores de acero,
de 90 a 100 cm de altura y de 50 a 60 cm de diámetro, montados uno sobre el otro.
El tambor inferior, con una abertura rectangular en la base para introducir el combustible,
sirve como cámara de combustión.
El tambor superior, provisto de una plataforma o cedazo en la mitad central y una tapa
móvil, contiene las semillas en sacos de aproximadamente 10.5 Kg., a razón de cuatro a
cinco sacos. Como combustible puede utilizarse cáscara de coco o de arroz, aserrín o una
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mezcla de madera seca y fresca. Las llamas deben evitarse hasta donde sea posible, y la
tapa móvil debe abrirse ligeramente para permitir que salga el humo.
Este tratamiento térmico se utiliza para pequeñas cantidades de semilla pero resulta poco
práctico para grandes cantidades.
Ahora bien, el tratamiento para romper la latencia es independiente de la duración de ésta.
Variedades de duración media pero de intensidad débil necesitan el mismo tiempo de
tratamiento que variedades de duración larga y de intensidad débil.
2.4.2 Tratamiento Químico
Otro tratamiento para romper la latencia es el tratamiento con productos químicos. Ba-
sándose en criterios de efectividad, seguridad, costo y disponibilidad del producto, el trata-
miento con ácido nítrico diluido es el más satisfactorio para romper la latencia de las
semillas de arroz. Sin embargo el ácido nítrico es peligroso si no se maneja
apropiadamente.
El procedimiento a seguir es el siguiente:
a) Se limpia la semilla retirando granos vanos, paja y otras materias extrañas. Se tratan
solamente semillas maduras y llenas.
b) Se prepara la solución mezclando 240 ce de ácido nítrico concentrado (69 %) con 10
galones de agua. Esta cantidad alcanza para 45 Kg. de semilla, aproximadamente. Para
cantidades menores se usan 6 cc. de ácido nítrico al 69 % un litro de agua por cada
kilo de semilla, Debe tenerse precaución al verter el ácido concentrado en el agua ya
que este ácido puede producir quemaduras en la piel.
ADVERTENCIA: Siempre se vierte el ácido concentrado en el agua, si el agua se vierte
en el ácido puede causar una explosión.
c) Se pone la semilla limpia en la solución del ácido por 16 a 24 horas. Hay que recordar
que la solución debe manejarse con cuidado.
d) Se retira la semilla de la solución y se deja secar al sol hasta que tenga 14% de
humedad.
e) Se almacena la semilla en condiciones secas por 5 a 7 días. Se ha demostrado que el
porcentaje de germinación de las semillas de variedades de latencia débil aumenta
considerablemente después de la inmersión en la solución y 24 horas de secamiento; la
germinación de las semillas con latencia moderada o fuerte aumenta progresivamente
al prolongar el secamiento y el período de almacenamiento.
Los métodos expuestos anteriormente resultan poco prácticos para grandes cantidades de
semilla, pero son de gran utilidad para los investigadores y pequeños agricultores. Si existe
un grave problema de latencia se recomienda planificar las siembras de los campos para la
producción de semilla de acuerdo con la duración de la latencia de la variedad, en tal forma
que cuando sea utilizada la semilla ya no tenga problemas de latencia.
Dormancia
Las semillas de la mayoría de las especies germinan tan pronto les son dadas condiciones
ambientales favorables (humedad, temperatura, luz, oxígeno), cuando a pesar de tener
todas estas condiciones, no germinan, ellas son denominadas con Dormancia (Latencia)
La Dormancia evolucionó como un mecanismo de sobrevivencia de la especie.
Ventajas
Las plantas pueden pasar el invierno en forma de semilla Evita que los embriones
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continúen creciendo y germinen en la planta
Desventajas
Son necesarios largos períodos para que un lote de semillas supere la Dormancia.
La germinación se distribuye en el tiempo
Contribuye para la longevidad de las malezas
Interfiere en los programas de siembra
Presenta problemas en la evaluación de la Calidad de Semillas
TIPOS DE DORMANCIA
1) Dormancia Primaria
Esta presente al momento de la cosecha. En algunos casos es superada durante el
Almacenamiento de la Semilla. Dormancia Post cosecha.
2) Dormancia Secundaria
En algunas especies las semillas que germinan normalmente pueden ser inducidas a entrar
en estado de Dormancia (sorgo, lechuga).
CLASES DE DORMANCIA
a) Embrión Inmaduro
No se encuentra totalmente desarrollado cuando la semilla se desprende de la planta madre.
b) Impermeabilidad al Agua
Tegumento impide la absorción de agua, la ruptura favorece la imbibición.
Leguminosas (Lotus corniculatus) (Fuerana sp.) (Glycine max)
Convulvulaceae (Ipomea spp.) (Cuscuta spp.)
Liliaceae (Asparagus officinalis) Malvaceae (Gossypium spp.)
c) Impermeabilidad al Oxígeno
Pericarpio, Tegumento y paredes Celulares restringen el intercambio de gases.
d) Restricciones Mecánicas
El tegumento o cobertura protectora presenta resistencia mecánica impidiendo el
crecimiento del embrión.
e) Embrión con Dormancia
Las causas pueden ser inhibidores químicos que actúan en interacción con factores
ambientales tales como: temperatura y disponibilidad de oxígeno.
Para superar la Dormancia requiere de la utilización de sustancia hormonales como
Ácido Giberélico.
Duración de la dormancia
Es el número de días que transcurre desde la maduración de la semilla hasta cuando
germinan mas del 80%.
Las variedades de arroz presentan grandes variaciones en cuanto a la duración de su
período latente.
Latencia Corta 2-3 semanas, Latencia Media 3-7 semanas, Latencia Larga + 7 semanas
Intensidad de la dormancia
Es el grado de resistencia que presentan las semillas de arroz al rompimiento de la
Dormancia.
Variedades con Latencia Fuerte
Variedades con latencia Moderada (50%)
Variedades con Latencia Débil (80%)
Métodos para superar la dormancia
- Escarificación Mecánica (lija, piedra, esmeril)
- Escarificación Ácida (sumergidas)
Tecnología agraria (ITAV)--------------------- 11
MODULO DE TECNOLOGIA AGRARIA
- Tratamiento con agua caliente (inmersión)
- Lavado en agua corriente (sustancias inhibidoras)
- Secado previo (40°C)
- Pre-enfriamiento (5°C - 10°C)
- Estratificación (sustrato húmedo y no contenga sustancias tóxicas) 2 a 7°C.
- imbibición con NO2K (0.2 %)
- Germinación a temperatura sub óptima (12-15°C)
- Exposición a la luz (8 horas diarias) .
- Escisión de embriones
DORMANCIA EN SEMILLAS DE ARROZ
La semilla de Arroz esta formada por :
Envoltura o cáscara
Embrión
Endospermo
Causas de la dormancia (latencia)
- No se ha establecido claramente
- Presencia de una o varias sustancias inhibidoras en las envolturas de
- la semilla.
- La Latencia se rompe retirando la cáscara
Ventajas de la dormancia en semillas de arroz
- Evita la germinación del grano en la panícula
- Evita la germinación de los granos almacenados bajo condiciones de humedad y
temperaturas altas.
Desventajas
- Impide a los agricultores utilizar semilla recién cosechada, para sus siembras.
- Demora a los productores de semillas la venta de estas
- Incrementa los costos de almacenamiento
ALGUNAS ESPECIES QUE PRESENTA DORMANCIA DE POST COSECHA
ESPECIE
PERIODO DE
ALMACENAMIENTO
TRATAMIENTO PARA SUPERAR
LA DORMANCIA
ARROZ 4-8 semanas N03H
COQUITO
(Cypems
rotundus)
7 años S04H2 (15 minutos)
ALGODÓN 1 mes Pre-enfriamiento
CEBADA 1-9 meses Remoción Glumas
LECHUGA 3-9 meses Exposición Luz
TRIGO 1-2 meses Perforación Cariopsi
VARIEDADES DE ARROZ CON DIFERENTE DURACIÓN DE DORMANCIA
Tecnología agraria (ITAV)--------------------- 12
MODULO DE TECNOLOGIA AGRARIA
MÉTODOS PARA ROMPER LA DORMANCIA
a) Tratamiento Térmico
- Consiste en tratar las semillas con calor por un determinado período de tiempo.
Generalmente 40°C - 50°C durante 4-7 días.
b) Tratamiento Químico
- El tratamiento con N03H diluido es el más satisfactorio.
- Hipoclorito de Sodio (0.3%) a 40°C durante 16 horas.
BIBLIOGRAFIA
Ing. Simón Ampuño M. Sc.
Ing. Julio Cerezo Valenzuela
INIAP
Tecnología agraria (ITAV)---------------------
VARIEDAD DURACIÓN INTENSIDAD
IR8 MEDIA DÉBIL
CICA 7 MEDIA DÉBIL
INIAP7 LARGA DÉBIL
BAMOA 75 LARGA MODERADA
13

Modulo semillas tec. agraria

  • 1.
    MODULO DE TECNOLOGIAAGRARIA TECNOLOGÍA AGRARIATECNOLOGÍA AGRARIA MANEJO DE SEMILLAS INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN El momento culminante del ciclo de vida en la mayoría de las plantas superiores es el desarrollo de su unidad reproductora . . . LA SEMILLA. En un sentido amplio, la mayoría de las actividades económicas y sociales del hombre están basadas en este evento. El hombre ha utilizado las semillas principalmente para dos propósitos: para la reproducción de las plantas y como alimento. En esta Unidad se hará énfasis en la capacidad reproductora de la semilla. El objetivo de esta Guía de Estudio, complemento de la Unidad "Desarrollo y morfología de la semilla" es: describir la estructura floral y la función de sus partes, los procesos de polinización y fertilización, el desarrollo de la semilla y la estructura del embrión de los cultivos más importantes. El mayor énfasis se hace en la terminología y en la relación de la estructura de la flor con la estructura de la semilla. El conocimiento de esta relación permitirá al estudiante entender e interpretar las técnicas de producción y las pruebas para evaluar la calidad de la semilla. La semilla que interviene en la reproducción sexual es generalmente un óvulo maduro fertilizado, compuesto por un eje embrionario, reservas alimenticias y una cubierta protectora. La formación de la semilla es esencial para la supervivencia de las especies de plantas que no se pueden propagar vegetativamente. Tecnología agraria (ITAV)--------------------- 1
  • 2.
    MODULO DE TECNOLOGIAAGRARIA 1. ESTRUCTURA DE LA FLOR La vida de cualquier semilla se puede dividir en cuatro etapas: 1a. su origen en la flor de la planta madre; 2a. su desarrollo y maduración; 3a. su período de reposo y 4a. la reanudación del crecimiento o germinación. En un momento determinado, en el ciclo de vida de las plantas que florecen, los procesos fisiológicos y biológicos cambian de la producción de órganos vegetativos (hojas, tallos y rafees) a la producción de órganos reproductores, las flores. A pesar de la gran diferencia en la apariencia de las flores, los órganos florales que partici- pan en la formación de la semilla son muy similares. Los órganos reproductores, masculino y femenino, en todas las plantas que florecen, son comparables. Cada flor se produce en el extremo de un tallo modificado especialmente para la reproducción llamado pedicelo El extremo del pedicelo, en donde se unen los órganos florales, generalmente es más amplio v se conoce como el receptáculo o tálamo. En una flor completa es decir perfecta este da origen a los órganos florales básicos: los sépalos, los pétalos, los estambres y el pistilo. Todas las flores que producen órganos reproductores masculinos y femeninos funcionales se llaman flores completas, sin importar su apariencia. Los órganos florales, en una flor completa, se desarrollan siempre en secuencia de afuera hacia adentro. Además de las diferencias en tamaño y color, el hecho de que cada uno de los órganos florales ocurra en grupos de 3, 4, 5 ó múltiplos de estos números, explica en buena parte las diferencias visibles en las flores de las especies. Los sépalos u hojas modificadas están localizados cerca del borde del receptáculo, son generalmente verdes y protegen los órganos en desarrollo que cubren. El conjunto de sépalos se llama cáliz. Siguiendo hacia el centro se encuentran los pétalos, que en conjunto forman la corola. Pueden ser blancos o de colores y protegen los estambres y el pistilo; en algunas especies atraen insectos que hacen la polinización. El conjunto del cáliz y la corola se llama periantio, y no juega un papel directo en el de- sarrollo de la semilla. El estambre constituye el órgano reproductor masculino de la flor. Los estambres están situados hacia el interior de la corola y su conjunto se llama androceo. Cada estambre está constituido por un tallo delgado en forma de hilo, el filamento, y por un saco alargado con cuatro lóbulos, generalmente de color amarillo, llamado antera, que se encuentra en el extremo del filamento. El papel principal del filamento es colocar la antera en una posición tal que disperse el polen en la forma propia de cada especie. Los granos de polen, como se explicará posteriormente, se forman en el interior de la antera y cuando maduran, las anteras se abren y los liberan. El pistilo o gineceo, localizado en el centro de la flor, es el órgano reproductor femenino. La base ensanchada, que puede estar rodeada por el receptáculo, es e1 ovario donde se forman las semillas. A partir del ovario se extiende en forma de tallo el estilo, el cual termina en una porción expandida denominada estigma. La función principal del estilo es colocar el estigma en la posición más apropiada para recibir los granos de polen, en la forma típica de cada especie. Algunos estigmas exudan líquidos pegajosos, otros son plumosos o rugosos, para facilitar el asentamiento de los granos de polen. Los pistilos y los ovarios pueden ser simples o compuestos. Dentro de cada ovario se pueden producir uno o varios óvulos. El fréjol común es un ejemplo de un pistilo simple que produce varios óvulos, mientras que todas las especies que pertenecen a la familia de los pastos (gramíneas) tienen pistilos simples que producen un solo óvulo. Un ovario compuesto está, conformado por dos o mas cavidades o carpelos y en el interior Tecnología agraria (ITAV)--------------------- 2
  • 3.
    MODULO DE TECNOLOGIAAGRARIA de cada uno de éstos se pueden formar uno o más óvulos. El algodón y el ajonjolí son ejemplos de especies que tienen ovarios compuestos. 1.1 Estructura de la flor de las gramíneas Las flores pertenecientes a la familia de los pastos son tan diferentes de las de otras familias que existe una terminología específica para identificar algunos de sus órganos florales. Las flores de algunos pastos son tan pequeñas e inconspicuas que es fácil pensar que carecen de ellas. Tecnología agraria (ITAV)--------------------- 3
  • 4.
    MODULO DE TECNOLOGIAAGRARIA La flor perfecta o completa de una gramínea consta de un pistilo que tiene un único ovario simple con dos estigmas en forma de pluma y tres estambres. El arroz es una excepción a esta norma ya que presenta seis estambres. Los órganos anteriores están rodeados y protegidos por dos hojas modificadas: la de mayor tamaño es la lema y la mas pequeña la palea. Las lodículas o glumélulas son órganos en forma de saco que se expanden cuando los órganos reproductores de la flor maduran, y hacen que la lema y la paIea se separen, dejando expuestos el estambre y los estigmas. La lema, la palea y los demás órganos incluidos forman la florecilla. Las florecillas pueden originarse individualmente o en grupos de dos o más, a lo largo de un eje central o raquis, conectadas por pequeños tallos, llamados raquillas. En la base de las florecillas individuales o los grupos de éstas se encuentran unas estructuras semejantes a hojas, llamadas glumas. Las glumas y la florecilla o florecillas constituyen la espiguilla, Esta es la unidad base de la inflorescencia en los pastos. La flor del maíz es la excepción más importante en esta organización básica de las gramíneas. Las florecillas femeninas están arregladas en líneas pareadas a lo largo del eje central de la mazorca y cada florecilla produce un estilo-estigma simple, llamado pelo. 1.2 Plantas monoicas y dioicas Como se había mencionado, las flores que tienen los cuatro órganos florales básicos funcionales se llaman flores completas o perfectas. Algunas especies producen flores sin estambres, o éstos no son funcionales, razón por la cual se catalogan como flores pistiladas o androesteriles, como las localizadas en la mazorca del maíz. De igual manera, cuando las flores carecen de pistilo se denominan estaminadas. Este es el caso de las florecillas sin estigma (o pelos) localizadas en la espiga del maíz. Las flores y florecillas que no tienen órganos reproductores masculinos ni femeninos o que teniéndolos no sean funcionales son estériles y por supuesto no producen semillas. Algunas especies como el maíz y el pepino producen en una parte de la planta flores estaminadas, y en otro lugar de la misma planta flores pistiladas. Plantas de este tipo se denominan monoicas. Algunas especies producen en una planta flores de un sólo tipo, ya sean pistiladas o estaminadas; tales especies se denominan dioicas. La papaya y la palma datilera son ejemplos de plantas de este tipo. 2. Polinización y fertilización Solamente las partes esenciales de la flor, el pistilo y los estambres, están relacionados directamente con la formación de la semilla. En estos órganos se llevan a cabo los procesos que concluyen con la formación del grano de polen y de la ovocelula. 2.1 Microsporogenesis Si hacemos un corte transversal de una antera en desarrollo vemos cada uno de los cuatro lóbulos o sacos polínicos ocupados por las células madres de la microspora En esta etapa del desarrollo, la pared de la microspora se convierte en la envoltura del grano de polen. Antes de la dehiscencia, esta pared se engrosa y la superficie externa toma una forma, tamaño y textura característica de cada especie. El núcleo generativo se divide, según la especie, antes o después de la distribución del polen, y da origen a dos gametas masculinos o núcleos espermáticos. El proceso de formación del polen se denomina microsporogenesis. Mediante un proceso especial de división celular llamado meiosis, por medio del cual se reduce el número de cromosomas, cada célula madre de la microspora se divide dos veces, dando origen a cuatro microsporas, cada una de las cuales contiene el número básico de Tecnología agraria (ITAV)--------------------- 4
  • 5.
    MODULO DE TECNOLOGIAAGRARIA cromosomas (1N) según la especie. Cada microspora, después de una división de su núcleo, se desarrolla hasta convertirse en un grano de polen. Inmediatamente antes de la dehiscencia de las anteras, el núcleo del grano de polen se divide, generalmente por mitosis, para formar dos núcleos conocidos uno como núcleo vegetativo v el otro como núcleo generativo. 2.2 Megasporogenesis La secuencia de eventos que concluyen con la formación del óvulo es muchas veces simul- tanea con la formación del grano de polen en la misma flor. El óvulo, que eventualmente se convertirá en la semilla, tiene su origen en el tejido placentario de la pared del ovario. Cada óvulo comienza dentro de una masa de células llamada nucela, que se agranda rápidamente. Este tejido tiene una o varias capas de células que rodean la célula madre de la megáspora. El óvulo es levantado de la placenta por un tallo corto llamado furúnculo. Cuando el furúnculo se alarga, una o dos capas de células, los tegumentos, envuelven la célula madre de la megáspora, dejando una pequeña abertura llamada micrópilo Luego la célula madre se divide dos veces por meiosis, dando origen a cuatro megásporas haploides (1N), de las cuales una persiste y las otras tres se desintegran. Después la megáspora funcional se divide por mitosis generalmente tres veces dando origen al saco embrionario, el cual contiene ocho núcleos genéticamente idénticos. En el saco embrionario maduro tres células se sitúan cerca del micrópilo; la más grande es la ovocélula y las otras dos más pequeñas las sinérgidas. Los dos núcleos cerca al centro son llamados núcleos polares; las otras tres células en el extremo opuesto son las antípodas. En la mayoría de las plantas el óvulo maduro no fertilizado, cuando está listo para la fertilización, consiste en un saco embrionario con seis células y dos núcleos polares; esto está rodeado por la núcela, la cual excepto por el micrópilo, está circundada por los tegumentos y todo el conjunto se encuentra unido a la pared del ovario por el funículo. 2.3 Polinización y fertilización Cuando un grano de polen cae en el estigma de una flor de la misma especie ocurre la polinización. Según como sea la cubierta del grano de polen, éste puede ser transferido de la antera al estigma por efecto de la gravedad, o por la acción del viento o de los insectos. Si e! polen llega al estigma de una flor en la misma planta, ocurre la autopolinización; si se transfiere a flores de otras plantas ocurre la polinización cruzada. Los eventos que suceden después de la polinización son muy similares en todas las plantas que florecen. Normalmente el grano de polen germina unas pocas horas después de entrar en contacto con el estigma, originando el tubo polínico, el cual crece a través del estilo y de la pared del ovario. La punta del tubo polínico pasa a través del micrópilo y penetra en el saco embrionario donde se rompe y descarga su contenido. Si no se, ha desintegrado antes el núcleo vegetativo, puede ser liberado en este momento y luego se degenera. Uno de los núcleos generativos o núcleos espermáticos se fusiona con el núcleo de la ovocélula fertilizándola y formando la primera célula de la nueva planta, el zigoto. El otro núcleo espermático se fusiona con los dos núcleos polares constituyendo el núcleo del endospermo primario. La fertilización de la ovocélula restablece el número normal de cromosomas, 2N, de las especies. El producto de la triple fusión de los núcleos centrales inicia la formación del Tecnología agraria (ITAV)--------------------- 5
  • 6.
    MODULO DE TECNOLOGIAAGRARIA endospermo, que proveerá el alimento para el desarrollo del embrión. Estas dos uniones, la de un esperma con la ovocélula y la de otro esperma con los núcleos polares se conoce como la doble fertilización y es un evento exclusivo de las angiospermas en el reino vegetal. La doble fertilización debe ocurrir dentro de cada óvulo en el ovario o no se formará la semilla. En la soya o en el fréjol esto significa que se requiere más de un grano de polen para fertilizar los óvulos producidos en cada ovario, mientras que en el arroz, solamente es necesario un grano de polen para la fertilización, debido a que en cada pistilo sólo se forma un óvulo. 3. Desarrollo de la semilla Después de la fertilización, las nuevas células formadas, el zigoto y el endospermo, inician rápidamente su división. El zigoto después de varias divisiones produce una hilera de células llamadas proembrión. Al cabo de varias horas o días la célula del proembrión que está más lejos del micrópilo se agranda y se divide formando las primeras células del embrión. De las células formadas por esta división las más cercanas al micrópilo darán origen a las raíces y demás partes subterráneas de la planta; las otras se constituirán en las partes aéreas, como son los tallos, las hojas y eventualmente las flores. Las células situadas en la parte inferior del proembrión se conocen como el suspensor, cuyo crecimiento presiona el embrión dentro del endospermo, el cual le sirve de alimento, después de algunos días el suspensor se desintegra. A los pocos días de la fertilización aparece la primera diferencia visual entre embriones que tendrán dos cotiledones (dicotiledóneas) o un solo cotiledón (monocotiledóneas). A medida que la semilla continúa su desarrollo va aumentando en tamaño y peso seco hasta un máximo, que es cuando presenta todas las estructuras características y ha alcanzado la capacidad de germinar. Este punto se conoce generalmente como madurez fisiológica de la semilla y ningún otro cambio morfológico tendrá lugar después de haberlo alcanzado. Cuando se alcanza la madurez fisiológica, el contenido de humedad de la semilla es usual- mente de 35 a 55 %. Aunque la mayoría de las semillas no están listas para ser cosechadas a la madurez fisiológica, este es el momento de su máxima calidad. 4. Estructura del embrión El embrión maduro de una planta dicotiledónea consiste en un eje embrionario al cual se encuentran adheridos los dos cotiledones. En un extremo del eje, por encima del nudo cotiledonar, se encuentra el epicótilo o plúmula que origina las partes aéreas de la planta. Hacia el otro extremo del eje está la radícula, que se convertirá en la raíz primaria. Entre el nudo cotiledonar y la radícula existe una región llamada hipocótilo. El eje embrionario y los cotiledones están cubiertos completamente por la testa, que se forma por el secamiento y endurecimiento de los tejidos del tegumento. La cicatriz en la superficie de la testa, el hilo, se forma cuando se rompe el funículo, que une el óvulo fertilizado al ovario. En la testa de algunas semillas se puede ver el micrópilo. El fríjol, la soya y el maní son ejemplos de semillas dicotiledóneas. El patrón de desarrollo de una semilla monocotiledónea es similar al de una dicotiledónea excepto por el número de cotiledones. En la mayoría de las especies el endospermo no se consume completamente en la formación del embrión y por tanto la semilla madura contiene fuentes alimenticias tanto cotiledonares como del endospermo. El maíz, el arroz y el trigo son ejemplos de estos tipos de semilla. Las semillas de la familia de las gramíneas se consideran botánicamente como frutos, ya Tecnología agraria (ITAV)--------------------- 6
  • 7.
    MODULO DE TECNOLOGIAAGRARIA que la cubierta exterior, el pericarpio, es la pared del ovario y no los tegumentos, y el embrión se encuentra embebido en el endospermo. Este tipo de fruto o "semilla" recibe el nombre de cariópsis. E! corte transversal de una cariópsis revela la estructura común en todas la semillas. El cotiledón es llamado el escutelo. Además, se observan los tejidos protectores, sobre la plúmula o epicótilo, el coleóptilo, y sobre la radícula, la coleorriza. Las raíces seminales rudimentarias se encuentran localizadas en la región del nudo cotiledonar; entre éste y el epicótilo se encuentra el mesocótilo 5. Resumen En resumen, los cuatro órganos florales básicos son los sépalos, los pétalos, los estambres y el pistilo; éstos dos últimos están relacionados directamente con la formación de la semilla. En los estambres se lleva a cabo el proceso de formación del poleo, llamado microsporogénesis, mediante el cual se forman los gametas masculinos haploides (1N). En el pistilo tiene lugar la megasporogénesis que da orígen a la ovocélula que es también haploide (1N). Cuando un grano de polen cae en el estigma de una flor de la misma especie, ocurre la polinización. Luego se sucede la fertilización de la ovocélula por un núcleo espermático, lo que restablece el número normal de cromosomas, 2N, de las especies. La semilla o unidad reproductora es un óvulo maduro fertilizado, que está compuesto por la plúmula, la radícula, uno o dos cotiledones, reservas alimenticias y una cubierta protectora. Es obvio que la semilla debe estar viva si se la quiere utilizar para la reproducción. La longevidad de una semilla depende de muchos y diversos factores, entre los cuales los más importantes son: la composición química y la estructura física de la semilla y el ambiente en el cual se almacena. Por esas razones es importante conocer la estructura de la semilla con la cual trabajamos, básicamente con el propósito de evaluar la calidad y el desarrollo de la plántula y también para la selección del equipo apropiado para su cosecha y manejo. CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE LA SEMILLA DE ARROZ La semilla es el óvulo fertilizado y maduro. En sentido más general las semillas son los órganos de la planta encargados de la supervivencia de la especie. En el caso del arroz lo que conocemos por semilla es un fruto maduro, seco e indehiscente. 1.1 Formación de la semilla La formación de la semilla se inicia con la polinización y la posterior fecundación del óvulo, luego el grano de arroz se desarrolla en forma continua por un período de 25 a 35 días. La fase de maduración tiene varias etapas: Etapa lechosa Etapa pastosa Etapa de maduración En la etapa lechosa el contenido de la cariópside (porción amilácea del grano) es inicialmente una sustancia acuosa, más tarde se vuelve de consistencia lechosa, luego se convierte en una masa blanda; posteriormente en una masa dura en la etapa pastosa. El gra- no individual está maduro cuando la cariópside se ha desarrollado completamente y se ha convertido en una masa dura, y sin tintes verdosos. Los granos maduros son de una coloración verdosa si al cosecharlos tienen un contenido de humedad del 26°/o o más. La maduración total de los granos de una panícula se completa en un período de 5 a 7 días. En esta etapa si la semilla carece de latencia y sobrevienen lluvias o temperatura y Tecnología agraria (ITAV)--------------------- 7
  • 8.
    MODULO DE TECNOLOGIAAGRARIA humedad relativa altas puede germinar en la panícula, en detrimento de los rendimientos y de la calidad. 1.2 Estructura de un grano de arroz La semilla de arroz está formada por: 1) Envoltura o cáscara 2) Embrión y 3) Endospermo La lema y la palea con sus estructuras asociadas (raquilla, lemas estériles y arista) que constituyen la cáscara, la cual puede retirarse mediante la aplicación de una presión giratoria. Debajo del pericarpio hay dos capas de células que representan la cubierta de la semilla y luego se encuentra la capa de aleurona. El grano de arroz ya descascarado (cariópside) se conoce en el comercio como arroz integral, y debe su nombre a que aún conserva el pericarpio que es de color marrón. El embrión se encuentra en el lado ventral del cariópside, junto a la lema; consta de las hojas embrionarias (plúmula) cubiertas por una capa protectora (coleóptilo), la raíz embrionaria (radícula) envainada en la coleorriza, el epiblasto o cotiledón rudimentario; y el escutelo que rodea parcialmente el eje embrionario y sirve como órgano de absorción para pasar nutrimentos del endospermo a las plántulas jóvenes. Por último el endospermo, que consiste principalmente en granulos de almidón envueltos en una matriz proteínica, además de azúcares, grasas, fibra cruda y materia inorgánica. LATENCIA DE LA SEMILLA DE ARROZ La latencia es la incapacidad de la semilla para germinar, aún cuando se encuentre en condiciones adecuadas para dicha germinación. Las causas de la latencia en los granos de arroz no se han establecido claramente, pero se cree que puede deberse a la presencia de una o varias sustancias inhibidoras en las en- volturas de la semilla (Mikkelsen y Sinah, 1961). Recientemente algunos investigadores han revelado la presencia de cuatro compuestos fenólicos en semillas no viables (Chatterjee, A. et al., 1976). Estos compuestos, encon- trados en mayor cantidad en la cáscara, parece que se forman durante la madurez de la semilla. Estos resultados explican el hecho de que la latencia se rompe simplemente reti- rando la cáscara de la semilla. El pericarpio puede poseer una pequeña cantidad de estas sustancias, pero su efecto es menor en comparación con el de la cáscara. La latencia en la semilla de arroz tiene las siguientes ventajas: a) Evita la germinación del grano en la panícula cuando se producen temperatura y humedad relativa altas y lluvias en la época de la cosecha, condiciones prevalentes en los trópicos bajos. b) Evita la germinación de los granos almacenados bajo condiciones de humedad y temperaturas altas. La latencia tiene las siguientes desventajas: a) Impide a los agricultores utilizar la semilla para la siembra, inmediatamente después de cosechada. b) Demora a los productores de semilla la venta de éstas, incrementándoles los costos de almacenamiento y afectando las siembras oportunas a los agricultores. La duración de la latencia es el número de días que transcurre desde la maduración de las semillas hasta cuando germinan más del 80°/o de ellas. Entre las variedades de arroz con latencia hay grandes variaciones en cuanto a la duración de su período latente. El día que se escoja para, la cosecha tiene una importancia especial; la cosecha antes de Tecnología agraria (ITAV)--------------------- 8
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    MODULO DE TECNOLOGIAAGRARIA que la semilla esté totalmente madura tiende a reducir la duración de la latencia, en compa- ración con la recolección en la época apropiada. La cosecha tardía reduce el período durante el cual las semillas permanecen latentes, pero no modifica la duración real de la latencia. Por otro lado, las condiciones de humedad y calor ambiental que se den durante la cosecha tienen gran influencia en la duración de la latencia, de tal manera que las semillas cosechadas durante una estación seca tienen un menor porcentaje de semillas latentes, si se comparan con las cosechadas en una estación húmeda. La duración de la latencia puede considerarse corta de dos a tres semanas, media de tres a siete semanas y larga de siete o más semanas. La duración deseable es de dos a tres se- manas, ya que evita la germinación del grano en la panícula y permite el uso de la semilla para la siembra inmediatamente después de procesada. Otro aspecto de la latencia es el que se refiere a su intensidad. La intensidad de la latencia es el grado de resistencia que presentan las semillas de arroz al rompimiento de su latencia. Esta intensidad no es absoluta, es decir, en variedades con latencia hasta un 20°/o de las semillas pueden germinar inmediatamente después de la cosecha. Según el grado de intensidad de la latencia de las semillas las variedades de arroz pueden clasificarse en tres categorías: variedades con latencia fuerte, variedades con latencia moderada y variedades con latencia débil. a) Variedades con latencia fuerte: Son aquellas cuyas semillas al cabo de cuatro días de tratamiento térmico a 50 °C, no rompen su latencia, en otras palabras, si estas semillas después de recibir el tratamiento fueran colocadas en condiciones favorables de germinación, muy pocas germinarían. b) Variedades con latencia moderada: Son aquellas donde el 50 % de sus semillas rompen la latencia, es decir, germinan, al cabo de cuatro o cinco días bajo tratamiento térmico a 50 °C. c) Variedades con latencia débil: Son aquellas en cuyas semillas se rompe la latencia con cuatro a cinco días a 50 °C. No existe relación directa entre la duración de la latencia y su intensidad, de tal modo que puede haber variedades con períodos de latencia larga y diferentes grados de intensidad. 2.4 Métodos para romper la latencia La latencia de las semillas de arroz puede romperse eficazmente mediante un tratamiento térmico o químico. 2.4.1 Tratamiento térmico Este consiste en tratar con calor las semillas por determinado tiempo. El número de días requeridos para romper la latencia usando calor es de cuatro a cinco días con 50°C para variedades con latencia moderada o débil y de siete a diez días para las variedades con latencia fuerte, sea cual fuere la duración de la latencia de la variedad (Jennings y de Jesús, 1964; Arregocés, O. 1978). Los mejores resultados se obtienen con el uso de hornos eléctricos controlados por termostatos. En ausencia de éstos el agricultor puede improvisar un horno pero debe usar de todas maneras un termómetro. Este horno consiste en dos canecas o tambores de acero, de 90 a 100 cm de altura y de 50 a 60 cm de diámetro, montados uno sobre el otro. El tambor inferior, con una abertura rectangular en la base para introducir el combustible, sirve como cámara de combustión. El tambor superior, provisto de una plataforma o cedazo en la mitad central y una tapa móvil, contiene las semillas en sacos de aproximadamente 10.5 Kg., a razón de cuatro a cinco sacos. Como combustible puede utilizarse cáscara de coco o de arroz, aserrín o una Tecnología agraria (ITAV)--------------------- 9
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    MODULO DE TECNOLOGIAAGRARIA mezcla de madera seca y fresca. Las llamas deben evitarse hasta donde sea posible, y la tapa móvil debe abrirse ligeramente para permitir que salga el humo. Este tratamiento térmico se utiliza para pequeñas cantidades de semilla pero resulta poco práctico para grandes cantidades. Ahora bien, el tratamiento para romper la latencia es independiente de la duración de ésta. Variedades de duración media pero de intensidad débil necesitan el mismo tiempo de tratamiento que variedades de duración larga y de intensidad débil. 2.4.2 Tratamiento Químico Otro tratamiento para romper la latencia es el tratamiento con productos químicos. Ba- sándose en criterios de efectividad, seguridad, costo y disponibilidad del producto, el trata- miento con ácido nítrico diluido es el más satisfactorio para romper la latencia de las semillas de arroz. Sin embargo el ácido nítrico es peligroso si no se maneja apropiadamente. El procedimiento a seguir es el siguiente: a) Se limpia la semilla retirando granos vanos, paja y otras materias extrañas. Se tratan solamente semillas maduras y llenas. b) Se prepara la solución mezclando 240 ce de ácido nítrico concentrado (69 %) con 10 galones de agua. Esta cantidad alcanza para 45 Kg. de semilla, aproximadamente. Para cantidades menores se usan 6 cc. de ácido nítrico al 69 % un litro de agua por cada kilo de semilla, Debe tenerse precaución al verter el ácido concentrado en el agua ya que este ácido puede producir quemaduras en la piel. ADVERTENCIA: Siempre se vierte el ácido concentrado en el agua, si el agua se vierte en el ácido puede causar una explosión. c) Se pone la semilla limpia en la solución del ácido por 16 a 24 horas. Hay que recordar que la solución debe manejarse con cuidado. d) Se retira la semilla de la solución y se deja secar al sol hasta que tenga 14% de humedad. e) Se almacena la semilla en condiciones secas por 5 a 7 días. Se ha demostrado que el porcentaje de germinación de las semillas de variedades de latencia débil aumenta considerablemente después de la inmersión en la solución y 24 horas de secamiento; la germinación de las semillas con latencia moderada o fuerte aumenta progresivamente al prolongar el secamiento y el período de almacenamiento. Los métodos expuestos anteriormente resultan poco prácticos para grandes cantidades de semilla, pero son de gran utilidad para los investigadores y pequeños agricultores. Si existe un grave problema de latencia se recomienda planificar las siembras de los campos para la producción de semilla de acuerdo con la duración de la latencia de la variedad, en tal forma que cuando sea utilizada la semilla ya no tenga problemas de latencia. Dormancia Las semillas de la mayoría de las especies germinan tan pronto les son dadas condiciones ambientales favorables (humedad, temperatura, luz, oxígeno), cuando a pesar de tener todas estas condiciones, no germinan, ellas son denominadas con Dormancia (Latencia) La Dormancia evolucionó como un mecanismo de sobrevivencia de la especie. Ventajas Las plantas pueden pasar el invierno en forma de semilla Evita que los embriones Tecnología agraria (ITAV)--------------------- 10
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    MODULO DE TECNOLOGIAAGRARIA continúen creciendo y germinen en la planta Desventajas Son necesarios largos períodos para que un lote de semillas supere la Dormancia. La germinación se distribuye en el tiempo Contribuye para la longevidad de las malezas Interfiere en los programas de siembra Presenta problemas en la evaluación de la Calidad de Semillas TIPOS DE DORMANCIA 1) Dormancia Primaria Esta presente al momento de la cosecha. En algunos casos es superada durante el Almacenamiento de la Semilla. Dormancia Post cosecha. 2) Dormancia Secundaria En algunas especies las semillas que germinan normalmente pueden ser inducidas a entrar en estado de Dormancia (sorgo, lechuga). CLASES DE DORMANCIA a) Embrión Inmaduro No se encuentra totalmente desarrollado cuando la semilla se desprende de la planta madre. b) Impermeabilidad al Agua Tegumento impide la absorción de agua, la ruptura favorece la imbibición. Leguminosas (Lotus corniculatus) (Fuerana sp.) (Glycine max) Convulvulaceae (Ipomea spp.) (Cuscuta spp.) Liliaceae (Asparagus officinalis) Malvaceae (Gossypium spp.) c) Impermeabilidad al Oxígeno Pericarpio, Tegumento y paredes Celulares restringen el intercambio de gases. d) Restricciones Mecánicas El tegumento o cobertura protectora presenta resistencia mecánica impidiendo el crecimiento del embrión. e) Embrión con Dormancia Las causas pueden ser inhibidores químicos que actúan en interacción con factores ambientales tales como: temperatura y disponibilidad de oxígeno. Para superar la Dormancia requiere de la utilización de sustancia hormonales como Ácido Giberélico. Duración de la dormancia Es el número de días que transcurre desde la maduración de la semilla hasta cuando germinan mas del 80%. Las variedades de arroz presentan grandes variaciones en cuanto a la duración de su período latente. Latencia Corta 2-3 semanas, Latencia Media 3-7 semanas, Latencia Larga + 7 semanas Intensidad de la dormancia Es el grado de resistencia que presentan las semillas de arroz al rompimiento de la Dormancia. Variedades con Latencia Fuerte Variedades con latencia Moderada (50%) Variedades con Latencia Débil (80%) Métodos para superar la dormancia - Escarificación Mecánica (lija, piedra, esmeril) - Escarificación Ácida (sumergidas) Tecnología agraria (ITAV)--------------------- 11
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    MODULO DE TECNOLOGIAAGRARIA - Tratamiento con agua caliente (inmersión) - Lavado en agua corriente (sustancias inhibidoras) - Secado previo (40°C) - Pre-enfriamiento (5°C - 10°C) - Estratificación (sustrato húmedo y no contenga sustancias tóxicas) 2 a 7°C. - imbibición con NO2K (0.2 %) - Germinación a temperatura sub óptima (12-15°C) - Exposición a la luz (8 horas diarias) . - Escisión de embriones DORMANCIA EN SEMILLAS DE ARROZ La semilla de Arroz esta formada por : Envoltura o cáscara Embrión Endospermo Causas de la dormancia (latencia) - No se ha establecido claramente - Presencia de una o varias sustancias inhibidoras en las envolturas de - la semilla. - La Latencia se rompe retirando la cáscara Ventajas de la dormancia en semillas de arroz - Evita la germinación del grano en la panícula - Evita la germinación de los granos almacenados bajo condiciones de humedad y temperaturas altas. Desventajas - Impide a los agricultores utilizar semilla recién cosechada, para sus siembras. - Demora a los productores de semillas la venta de estas - Incrementa los costos de almacenamiento ALGUNAS ESPECIES QUE PRESENTA DORMANCIA DE POST COSECHA ESPECIE PERIODO DE ALMACENAMIENTO TRATAMIENTO PARA SUPERAR LA DORMANCIA ARROZ 4-8 semanas N03H COQUITO (Cypems rotundus) 7 años S04H2 (15 minutos) ALGODÓN 1 mes Pre-enfriamiento CEBADA 1-9 meses Remoción Glumas LECHUGA 3-9 meses Exposición Luz TRIGO 1-2 meses Perforación Cariopsi VARIEDADES DE ARROZ CON DIFERENTE DURACIÓN DE DORMANCIA Tecnología agraria (ITAV)--------------------- 12
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    MODULO DE TECNOLOGIAAGRARIA MÉTODOS PARA ROMPER LA DORMANCIA a) Tratamiento Térmico - Consiste en tratar las semillas con calor por un determinado período de tiempo. Generalmente 40°C - 50°C durante 4-7 días. b) Tratamiento Químico - El tratamiento con N03H diluido es el más satisfactorio. - Hipoclorito de Sodio (0.3%) a 40°C durante 16 horas. BIBLIOGRAFIA Ing. Simón Ampuño M. Sc. Ing. Julio Cerezo Valenzuela INIAP Tecnología agraria (ITAV)--------------------- VARIEDAD DURACIÓN INTENSIDAD IR8 MEDIA DÉBIL CICA 7 MEDIA DÉBIL INIAP7 LARGA DÉBIL BAMOA 75 LARGA MODERADA 13