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INTRODUCCIÓN
El hydropriming es una técnica muy accesible y económica que implica remojar las semillas en agua y luego secarlas, esta técnica es eficiente para mejorar la germinación de semillas (Forti et al., 2020). Dipsikha et al. (2021) definen el hycropriming como la exposición de los granos a una disponibilidad restringida de agua en condiciones controladas que permiten que se produzcan algunos de los procesos fisiológicos de la germinación, esta técnica provoca varios cambios en la estructura fisiológica, bioquímica y molecular, como una mayor síntesis de proteínas, una mayor actividad de α y β amilasa que a su vez se correlaciona con una mejor actividad metabólica y un mayor vigor de la semilla. Para Ahammad et al. (2014) y Noorhosseini et al. (2017) el hydropriming es un método simple para hidratar semillas y minimizar el uso de productos químicos, permite que las semillas absorban suficiente agua para iniciar el proceso metabólico hasta finalizar la germinación de una forma rápida y uniforme.
Las plantas requieren al menos 14 elementos minerales para su nutrición, estos incluyen los macronutrientes nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg) y azufre (S) y los micronutrientes cloro (Cl), boro (B), hierro (Fe), manganeso (Mn), cobre (Cu), zinc (Zn), níquel (Ni) y molibdeno (Mo) (While y Brown, 2010). El fertilizante liquido de pescado es una buena fuente de nitrógeno, fósforo y proteína que son utilizados como nutrientes esenciales en las plantas (Suartini et al., 2018; Ahuja et al., 2020). De acuerdo con Palacin (2017) este fertilizante tiene un contenido de 7.112 g L-1 de N, 0.517 g L-1 de P y 1.945 g L-1 de K, mientras que para Pereira et al. (2020a) el contenido es de 10.7 g L-1 de N, 14.0 g L-1 de P y 1.3 g L-1 de K, con adecuadas cantidades de macro y micronutrientes que son fácilmente disponibles y asimilados por las plantas.
La quinua (Chenopodium quinoa Willd.) es una buena fuente de calidad de proteína, fibra mineral y bioactivos, debido a que el comportamiento es diferente en diversos lugares es relevante que las variedades tengan un crecimiento sostenible en todo el mundo (Angeli et al., 2020: Pereira et al. 2020b). La cañahua (Chenopodium pallidicaule Aellen.) tiene alto potencial nutricional por tener alta calidad proteica, aminoácidos esenciales y ácidos grasos insaturados, alta concentración de ácido linoleico y oleico, con buen nivel de compuestos bioactivos (Gomez et al., 2021). Ambos cultivos son utilizados en la dieta rural y urbana de tierras secas, áridas y semiáridas de Bolivia y Perú (Rodríguez et al., 2020).
Estos granos andinos desempeñan un papel vital en la seguridad alimentaria y nutricional a nivel mundial, están altamente adaptados a tierras marginales, no requieren altos insumos, son resilientes a la variabilidad climática y son fuente de ingresos para los agricultores de los países en desarrollo; la disponibilidad limitada de recursos de germoplasma y la falta de material de calidad mejorada, son limitaciones que afectan la disponibilidad y productividad de estos cultivos, en ese sentido, los bancos de germoplasma son esenciales para conservar la biodiversidad e iniciar cualquier programa de mejoramiento de cultivos (Jasrotia y Salgotra, 2021).
El Banco de Germoplasma de Granos Andinos (PROGRANO), dependiente de la Facultad de Agronomía, Universidad Mayor de San Andrés, tiene en total 1 223 accesiones de quinua y 231 accesiones de cañahua. Del total de accesiones de quinua, 50 registraron un porcentaje de germinación del 40 al 50 % y del total de accesiones de cañahua, 11 tuvieron un porcentaje de germinación del 25 al 50 %. Estos valores son alarmantes, por el riesgo de perder la variabilidad genética recolectada de los municipios Puerto Acosta, Achacachi, Copacabana, Pucarani, Viacha, Santiago de Macahaca, Corocoro, Patacamaya y Papel Pamapa de Bolivia, considerando que según FAO (2014) el porcentaje de germinación debe exceder el 85 % en las semillas almacenadas en los bancos de germoplasma.
Los porcentajes bajos de germinación se deben a que estos tienen una antigüedad de siete años, siendo que fueron recolectados en el primer semestre de la gestión 2015, asimismo, las condiciones de almacenamiento en el banco de germoplasma no son adecuadas, debido a que el almacenamiento es a temperatura ambiente que varía de 4 a 25 °C, en frascos de plástico, siendo que de acuerdo a Gómez- Campo (2006), este tipo de recipiente es inadecuado para el almacenamiento de semillas por que permiten la entrada de vapor de agua después de alrededor de tres años, este hecho sería la causa de que en el 30 % de los frascos se encuentre semillas aglomeradas por la humedad.
En ese sentido el objetivo de la investigación es evaluar el efecto del fertilizante líquido de trucha (Oncorhynchus mykiss) en la germinación y crecimiento radicular de las semillas de quinua y cañahua. La hipótesis planteada establece que existe efecto positivo del fertilizante líquido de trucha en la germinación y crecimiento radicular de las semillas de quinua y cañahua.
MATERIALES Y MÉTODOS
Ubicación de la zona de estudio
La investigación se desarrolló en el laboratorio Banco de Germoplasma de Granos Andinos (PROGRANO), dependiente de la Estación Experimental Choquenaira (Figura 1), Facultad de Agronomía, Universidad Mayor de San Andrés. La Estación Experimental se encuentra en la comunidad Choquenaira del municipio Viacha, provincia Ingavi del departamento de La Paz (Bolivia), se sitúa geográficamente a 16.694622° de latitud sur y 68.286698° de longitud oeste, a una altitud de 3 870 m s.n.m.
Figura 1 Vista de la Estación Experimental Choquenaira (Izq.) y del Banco de Germoplasma de Granos Andinos (Der.).
Esta zona está enmarcada por la alternancia de una estación seca (invierno) y una estación húmeda (verano), la temperatura promedio es de 8.41 ºC, la temperatura mínima absoluta es -0.60 ºC entre junio a julio, la temperatura máxima absoluta varía entre 17.56-22.00 ºC, la precipitación anual registrada presenta una distribución entre noviembre y febrero, con una media total de 524.60 mm (PDMV, 2021).
Metodología
El fertilizante líquido fue elaborado con la mezcla de 1.5 kg de trucha entera con 1.5 kg de azúcar morena, el tiempo de fermentación anaeróbica fue de ocho meses, Tiwow et al. (2019) indican que este método es un proceso de fermentación tradicional y que para aumentar el contenido de nutrientes se puede reducir la cantidad de agua; para la investigación no se utilizó agua en el proceso de fermentación.
El procedimiento de las pruebas de germinación fue acorde a la norma ISTA (2016), antes de aplicar los tratamientos con hydropriming y fertilizante líquido de trucha, se realizó las pruebas de germinación, donde se tomó una muestra primaria simple de 100 semillas de las accesiones 77, 138 y 310 quinua, con su disposición en la cámara de germinación a 17 °C durante siete días, los porcentajes de germinación antes de la investigación fueron del 47, 48 y 49 %; y de las accesiones 44, 117 y 4 de cañahua con porcentajes de germinación iniciales de 25, 34 y 54 %, por tratamiento y repetición. Estos bajos porcentajes de germinación se atribuyen a que las semillas tienen antigüedad de siete años, almacenadas bajo inadecuadas condiciones, que son a temperatura ambiente, que varía de 4 a 25°C, y a su disposición en frascos de plástico que permiten la entrada de vapor de agua después de alrededor de tres años (Gómez- Campo, 2006).
Para romper la dormancia secundaria y la pérdida de su potencial germinativo, como resultado del almacenamiento en condiciones ambientales, sin condiciones de frío (Romero et al., 2018); se aplicó la hidratación de las semillas de quinua y cañahua (Sánchez et al., 1997) por medio del hydropriming en combinación con el fertilizante líquido de trucha, dando como resultado cuatro tratamientos: testigo (agua destilada 100 %), tratamiento 1 (agua destilada 99.90 %; fertilizante líquido de trucha 0.10 %), tratamiento 2 (agua destilada 99.75 %; fertilizante líquido de trucha 0.25 %), tratamiento 3 (agua destilada 99.50 %; fertilizante líquido de trucha 0.50 %) y tratamiento 4 (agua destilada 99.2 5%; fertilizante líquido de trucha 0.75 %) con tres repeticiones. Los porcentajes del fertilizante líquido de trucha fue planteado en base a los resultados de Florez et al. (2020) que recomienda concentraciones de 0.1 a 0.001 % a fin de evitar sustancias fitotóxicas que influyen en la germinación, en el estudio, el fertilizante líquido de trucha fue obtenido a partir de subproductos (estómago, intestino, hígado, corazón, sangre y gónadas) derivados del eviscerado de la trucha, cuyos resultados son citados al ser orientativos a la presente investigación.
Considerando el resultado de Dashab y Omidi (2021), el tiempo de remojo de las semillas fue 12 horas a temperatura ambiente (durante la noche), después las semillas fueron secadas a temperatura ambiente durante 24 horas sobre papel filtro y dispuestas uniformemente en cajas Petri en papel filtro con la adición de agua destilada. Luego, estas se introdujeron a la cámara germinadora de mesa Seedburo modelo 548ª en oscuridad durante siete días a una temperatura de 17 °C (según la norma del banco de germoplasma), durante este tiempo se humedecieron las semillas cada 36 horas. La temperatura de 17 °C fue establecida según la norma del banco de germoplasma. Las variables evaluadas fueron a) porcentaje de germinación, determinado mediante el conteo de las semillas germinadas del total de las evaluadas y b) longitud de la radícula (mm) mediante el uso de un vernier electrónico.
El procedimiento estadístico constó de un análisis de varianza, con la aplicación de la prueba F para medir la significancia (5 % de probabilidad) y la alta significancia (1 % de probabilidad), la comparación de grupos de medias fue mediante Duncan (P = 0.05).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Porcentaje de germinación
El análisis de varianza, para el porcentaje de germinación en semillas de quinua y cañahua, resultó en diferencias significativas (p =< 0.05) para las tres accesiones de quinua y cañahua evaluadas (Tabla 1 y 2).
Para las tres accesiones de quinua y cañahua se tuvo incremento en el porcentaje de germinación en relación al registrado antes de la investigación (inicial), este incremento varía entre el 2.33 al 29.67 % a causa de la aplicación de hydropriming (Tabla 3), que según Laabas y Balouta (2020) y Fathollah et al. (2021), en investigaciones referentes a efectos fisiológicos, con la aplicación de este método en semillas de quinua se tiene mayor tasa de germinación del 30 al 90 %. Asimismo, Daur (2018) menciona que el hydropriming estimula la germinación normal de semillas en quinua, iniciando procesos metabólicos previos a la germinación con la activación de antioxidantes que promueven emergencia y crecimiento de semillas. Dados los resultados en el incremento de la germinación sin la aplicación del fertilizante líquido de trucha, se puede inferir que el hydropriming, es un método que permite incrementar el porcentaje de germinación en semillas, alcanzando uniformidad, es económico debido a que solo consiste en sumergir las semillas en agua destilada para hidratarlas.
En la comparación de grupos de medias mediante Duncan (Tabla 4) se encontró mayor porcentaje de germinación con la aplicación del tratamiento 3, con incremento del porcentaje de germinación variante entre 12.00 y 20.66 en relación con el testigo, este hecho se atribuye al efecto del fertilizante líquido de trucha, que según Florez (2017) el contenido de macronutrientes presentes en el fertilizante líquido es de 12.057 mg L-1 de nitrógeno, 953 mg L-1 de fósforo y 4.230 mg L-1 de potasio, Delgado et al. (2019) encontró que el contenido fue de 0.155 de nitrógeno, 467.745 ppm de fósforo y 0.0175 % de potasio, estos valores son adecuados considerando que la quinua requiere de importantes cantidades de nitrógeno para el crecimiento vegetativo y capacidad fotosintética de la planta, el fósforo y el potasio son importantes para la buena formación radicular (FAO, 2016).
Ticona (2011) indica que en cañahua se tienen mejores resultados con la adición de nitrógeno y fósforo, razón por la cual el cultivo es bastante exigente en estos macronutrientes.
Las adecuadas cantidades de nitrógeno, fósforo y potasio presentes en el fertilizante liquido de trucha supondría que a mayor concentración de este insumo tendría mayores resultados, sin embargo, se observa (Tabla 4) un decremento del porcentaje de germinación, variante entre el 3.67 y 13.33 %, con el tratamiento 4 respecto al tratamiento 3. Al respecto, García (2008) encontró que a medida que se incrementa la dilución del fertilizante liquido de pescado, se incrementa el pH y la CE disminuye. Florez et al. (2020) indican que concentraciones fuera del rango de 0.1 a 0.001 % contiene sustancias fitotóxicas que reducen la germinación en el cultivo de lechuga (Lactuca sativa).
Considerando estos resultados, se tiene que el porcentaje óptimo para la obtención del incremento en el porcentaje de germinación en las semillas de quinua y cañahua con bajos porcentajes de germinación, es mediante la aplicación de 90.50 % de agua destilada con 0.50 % de fertilizante líquido de trucha (Figura 2), porcentajes mayores a 0.50 provoca disminución en la germinación.
Tabla 4 Comparación de grupos de medias mediante Duncan para la germinación de semillas de quinua y cañahua.
Longitud de la radícula
En el análisis de varianza, para la longitud de la radícula en semillas de quinua y cañahua, resultó en diferencias significativas (p =< 0.05) para las tres accesiones de quinua y cañahua evaluadas (Tabla 5 y 6).
En la comparación de grupos de medias mediante Duncan (Tabla 7), se constata que con la aplicación del tratamiento 3 se tiene mayor longitud de la radícula en comparación con el testigo, que para la quinua esta diferencia en la longitud es de 22.5 mm en la accesión 77, 15.23 mm en la accesión 138 y 27.4 mm en la accesión 310. En la cañahua, se tuvo similar respuesta, a excepción de la accesión 4 cuyá longitud de la radícula fue menor con el tratamiento 4; las diferencias de longitud con relación al testigo fueron de 14.6 mm en la accesión 44, 6.69 mm en la accesión 117 y 7.57 mm en la accesión 4 con relación al tratamiento 4.
Tabla 7 Comparación de grupos de medias mediante Duncan para la longitud de la radícula en semillas de quinua y cañahua.
Laabas y Balouta (2020) indican que el desarrollo de la longitud de la radícula en quinua se incrementa con la aplicación de hydropriming. Patel et al. (2017) encontraron mayor longitud de radícula en tomate y berenjena con este método. Esto indica que con la aplicación de solamente hydropriming se puede alcanzar mayor longitud radicular al momento de la germinación. Florez (2017) concluye que con diluciones de 0.001 y 0.01 % de fertilizante líquido de trucha presentan un pH y C.E. aceptables para el crecimiento de la radícula en el cultivo de lechuga, asimismo, Cruz-Hernández et al. (2015) indican que con la aplicación del abono líquido de pez se tienen mayores longitudes de radícula, pero esta tiende a disminuir con aumentos graduales en la proporción del producto aplicado, lo cual se ve reflejado en los resultados obtenidos con el tratamiento 4, donde se tiene un decremento de la longitud radicular.
CONCLUSIONES
En base a los resultados obtenidos, se concluye que la combinación de 99.50 % de agua destilada con 0.50 % de fertilizante líquido de trucha es el óptimo para alcanzar mayor porcentaje de germinación y longitud radicular en semillas de quinua y cañahua que tienen bajos porcentajes de germinación inicial. La combinación de 99.25 % de agua destilada con 0.75 % de fertilizante líquido de trucha reflejó disminución en ambas variables, que según investigaciones similares es debido al incremento del pH y disminución de la CE.
Este método puede ser considerado como una estrategia para recuperar la semilla que registra bajos porcentajes de germinación, además de ser económicamente viable y fácilmente aplicable con insumos que son accesibles por los bancos de germoplasma que tienen dificultades en refrescar periódicamente las accesiones que tienen bajo su custodio.
