Introducción: la Ochroma pyramidale es una especie con alto potencial restaurador y se adapta fácilmente en áreas perturbadas; sin embargo, la germinación de la semilla se ve afectada por ser ortodoxa y experimentar latencia.

Vacío de conocimiento: variación de la capacidad germinativa entre distintos tratamientos y condiciones ambientales.

Propósito del estudio: evaluar el porcentaje de germinación de semillas de O. pyramidale por medio de diferentes métodos de escarificación química.

Metodología: se aplicó un diseño experimental de tres bloques, tres repeticiones y 15 unidades de ensayos. Los tratamientos fueron: T1 (agua caliente a 80°C), T2 (NaCIO al 0,5%), T3 (NaCIO al 1,0%), T4 (NaCIO al 2,0%), T5 (HCl al 1%).

Resultados y conclusiones: la germinación de semillas de O. pyramidale en todos los tratamientos inició al cuarto día después de la siembra con algunas diferencias de semillas germinadas entre tratamiento con respecto al primer día de germinación con algunas variaciones entre tratamientos. El mayor porcentaje de germinación ocurrió en el tratamiento 1 (T1) con 88 semillas (59%), seguido del tratamiento 2 (T2) con 65 (43%). El tratamiento 1 (agua 80°C) tuvo mayor influencia en la germinación de semillas de O. pyramidale. Por lo tanto, se concluyen que los tratamientos por ebullición no solo contribuyen en el incremento de la germinación, sino que además las semillas logran mayor velocidad germinativa.

Los ecosistemas tropicales alojan la mayor diversidad biológica del planeta en casi todas las formas de vida (Gentry, 1988; Gaston, 2000; Hartshorn, 2002). La gran diversidad se debe a condiciones geográficas, ambientales y complejidad ecológica (Duivenvoorden, 1995; Gentry, 1998; Hartshorn, 2002). Por esto, la variedad de especies vegetales y animales que albergan estos ecosistemas favorecen el sostenimiento de la vida (Galeano, 2000; Hartshorn, 2002). A nivel global los ecosistemas naturales están siendo amenazados por actividades antrópicas de tipo extractivista (Patnaik, 2018; Agus et al., 2020), como deforestación, ganadería, minería y asentamiento humano, las cuales implican cambio de uso del suelo (Etter et al., 2008; Shi et al., 2009; Agus et al., 2020). Estas actividades generan transformación del paisaje, pérdida de servicios ecosistémicos y contaminación( Marrugo-Negrete et al., 2015b; Valois-Cuesta & Martínez-Ruiz, 2016; Patnaik, 2018). Esta problemática despierta interés por el desarrollo de investigaciones enfocadas a demostrar los efectos de actividades económicas sobre el ambiente y sus componentes, como también proponer alternativas de gestión (Shi et al., 2009; Marrugo-Negrete et al., 2015b; Valois-Cuesta & Martínez-Ruiz, 2016; Palacios-Torres et al., 2018).

Una alternativa de mitigación ha sido y sigue siendo la recuperación de ecosistemas a través de especies forestales con potencial restaurador (Marenco et al., 2003); sin embargo, existen especies que tienen semillas ortodoxas, es decir, tiene cubierta dura lo cual dificulta la aceleración de su germinación tal como ocurre con O. pyramidale (Herrera & Alizaga, 1999). O. pyramidale ha sido objeto de múltiples estudios debido a su importancia ecológica y su potencial para recuperar áreas degradadas (Whitmore & Wool‐Khoon, 1983; Toledo-González et al., 2019). Tiene amplia distribución geográfica que va desde las Antillas, suroeste de México, Ecuador, Colombia, Brasil y Bolivia (Sandi & Flores, 2010) y es pionera e indicadora de paisajes degradados y recién perturbado (Whitmore & Wooi-Khoon, 1983; Marenco et al., 2003).

Muchos de los estudios han estado enfocados a probar diferentes métodos para acelerar la germinación con el propósito de elegir y proponer el método más apropiado para facilitar procesos de restauración (Whitmore & Wooi-Khoon, 1983; Toledo-González et al., 2019). Los principales métodos empleados para la germinación de semillas de O. pyramidale han sido el físico (agua a 80°C) y químico (ácido sulfúrico)(Herrera & Alizaga, 1999). Adicionalmente, dentro de los métodos pre-germinativos más utilizados son el físico que consiste en raspar o lijar la semilla, y biológico el cual consiste en remojar las semillas en agua (Camacho et al., 2018). En cuanto a la efectividad de los métodos, la mayoría de los estudios documentan que por medio de métodos físicos a temperatura > 60°C se logran porcentajes de germinación entre el 64 (Herrera & Alizaga, 1999) y 68% (Toledo-González et al., 2019). Este interés se debe en gran parte a que la semilla por ser ortodoxa y tener latencia física, presenta dificultad de germinación (Herrera & Alizaga, 1999; Jiménez et al., 2017).

A pesar de las múltiples investigaciones que existente sobre el tema, aún se requiere información sobre la variación de la capacidad germinativa en distintos tratamientos y bajo diferentes condiciones ambientales (Espitia et al., 2016; Toledo-González et al., 2019). Este estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto de diferentes métodos de escarificación química en la germinación de semillas de O. pyramidale aplicando cinco tratamientos: T1 (agua caliente a 80°C), T2 (hipoclorito de sodio NaCIO 0,5%), T3 (hipoclorito de sodio NaCIO 1,0%), T4 (hipoclorito de sodio NaCIO 2,0%) y T5 (ácido clorhídrico HCl al 1%). Particularmente, el estudio experimental responde a la necesidad de generar información útil para la toma de decisión en torno a la recuperación ambiental.

El estudio se realizó en el municipio de Quibdó capital del departamentodel Chocó, Colombia. Quibdó se ubica geográficamente 5°41′32″ N y 76°39′29″O(Figura 1) y ecológicamente corresponde a las zonas de vida de bosque muyhúmedo tropical (bmh- T) y bosque pluvial tropical(pb-T). Se caracterizan por altas precipitaciones y temperaturas superiores a24°C (Holdridge, 1967). Se registran precipitaciones entre 5.000 y 10.000mm al año. Una evaporación media variada durante el año. Los meses de mayorevaporación son abril (140,2 mm) y septiembre (146,3 mm)(Gómez & Cadena,2018).

Se aplicó un diseño de tres bloques completamente aleatorio y tres repeticiones. El estudio se realizó mediante cinco fases descritas a continuación en la figura 2. La fase 1 consistió en la adquisición de las semillas. Se obtuvieron semillas certificadas de la tienda agro SEMICOL S.A.S, Bogotá. En la fase 2, se construyó un vivero con techo de plástico temporal de 5,25m2 con dimensiones de 3,5 m de largo por 1,5 m de ancho, en el cual se establecieron tres bloques de 1m de ancho por 1m largo.

En la fase 3, se desarrolló el proceso de escarificación química aplicando cinco tratamientos (T1, T2, T3, T4, T5) en el laboratorio del grupo de investigación “Sistemas Productivos de la Universidad Tecnológica del Chocó”. El T1 consistió en someter las semillas en agua caliente a 80°C hasta enfriar. Después, se dejaron en remojo con agua a temperatura ambiente durante dos días cambiándoles el agua diariamente. T2 se remojaron en solución de hipoclorito de sodio NaCIO al 0,5% durante 15 minutos. Luego se vertió la solución junto con las semillas sobre un colador de malla de alambre y se lavó con agua hasta que el olor a cloro desapareciera. Posteriormente, se colocaron en remojo con agua expuestas a temperatura ambiente durante dos días. En el T3 y T4 se aplicó el mismo procedimiento con la diferencia de concentración NaCIO al 1,0% por 15 min y NaCIO al 2,0% por 15 min respectivamente. Por último, en el T5 las semillas se remojaron en ácido clorhídrico HCl al 1% durante 1 minuto. Se vertió la solución junto con las semillas sobre un colador de malla de alambre y se lavó con agua hasta que el olor a cloro desapareciera. Luego se pusieron en remojo con agua a temperatura ambiente durante dos días.

La fase 4 consistió en la siembra de semillas. En cada tratamiento sesembraron 50 semillas y 250 en cada bloque para un total de 750 semillas. Lasdistancias de siembra fueron de 2 cm entre semilla y 2 cm entre surco dandocomo resultado de 15 unidades experimentales (Figura 3). Se utilizó como únicosustrato arena sencilla desinfectada con agua caliente.

La fase 5 consistió en desarrollar actividades diarias de monitoreo ycontrol (Figura 4). El monitoreo de la germinación se realizó todos los días alas 4:00 pm durante 30 días. Las variables evaluadas fueron germinación,supervivencia y vigor de semillas. Para cuantificar el porcentaje de germinaciónse aplicó la ecuación 1, y para el vigor de semillas la ecuación 2.

(1): PG = (SG/SS) * 100 donde PG (porcentaje de germinación), SG(semillas germinadas) y SS (semillas sembradas).

(2): VG = VM * GDM, donde VM es el valor máximo o pico que se presentaentre los valores de germinación y se obtienen dividiendo porcentaje acumuladode germinación y la cantidad de días que se tarda la germinación; y GDM es lagerminación media diaria calculada como la razón entre el porcentaje final degerminación y el número de días trascurridos para llegar el porcentaje final.En síntesis, el vigor es un valor compuesto único que refleja en un solo valorlos cambios en el pico de germinación, la germinación total y la velocidad degerminación de las semillas (Czabator, 1962).

Una vez que se verificara que los datos cumplieran el supuesto denormalidad, se realizó un análisis de varianza (ANOVA) ajustado a un modelo deefectos mixtos a un nivel de confianza de 0.05. Este modelo explica lasvariaciones y efectos de una variable en el tiempo, y determina diferenciasentre variables. Los tratamientos y bloques se codificaron como efectos fijos,donde los bloques fueron denominados como replicas quedando el modelo de lasiguiente manera (porcentaje de germinación vs tratamientos, replicas). Adicionalmente,los datos del valor máximo o pico de germinación acumulada se trataron con unANOVA de un factor para determinar diferencia entre tratamientos en función ala velocidad máxima de germinación. Los datos se reportan como media másdesviación estándar. Para ambas pruebas se utilizó el paquete estadístico Minitad versión 19.1.

La germinación de semillas de O. pyramidale en todos los tratamientos inició al cuarto día después de la siembra con algunas diferencias de semillas germinadas entre tratamiento con respecto al primer día de germinación. Por ejemplo, en los tratamientos T2 y T5 del bloque 1, al primer día de inicio germinaron 15 y 12 respectivamente, mientras que en el T1 del bloque 3 fueron 26 semillas. Por el contrario, en el T5 del bloque 2, la germinación inicio al quinto día, T3 bloque 3 al quinto día, y T4 bloque 3 al séptimo día. Adicionalmente, se observó germinación hasta los 30 días de observación.

El porcentaje de germinación media diaria por tratamiento fue mayor en el T1 (4,4%) y T2 (3,2%). Mientras que en el T3 (2,4%), T4 (1,7%) y T5 (2,7%). Finalmente, el mayor porcentaje de germinación general ocurrió en el tratamiento uno (T1) con 88 semillas (59%), seguido del tratamiento dos (T2) con 65 (43%), T3 42 (28%), T4 40 (27%) y T5 35 (35%) (Figura 5, Tabla 1).

En cuanto al tiempo medio de germinación (TMG) en el T4 y T3 lassemillas alcanzaron la mayor velocidad y dispersión de germinación con 9 y 11semillas respectivamente. En el resto de tratamientos se distribuyó de lasiguiente manera: T1 (6 semillas), y T2 y T5 ambos con 7 semillas. El análisisde varianza (ANOVA) indica que no hubo diferencias estadísticamente significativasentre los tratamientos en función al porcentaje de germinación. Es decir, losresultados de la prueba permiten aceptar la hipótesis nula revelando que noexisten efectos significativos de los tratamientos sobre la variable de respuestas(porcentaje de germinación de semillas de O.pyramidale) (Tabla 2). La desviación estándar estimada del error aleatorio según elmodelo fue de 0,182 y R2 = 31,62%, lo cual indica que el modeloexplica el 31,6% de las variaciones de la germinación en los tratamientos.

Los valores de vigor germinativo de las semillas presentaron variacionesentre tratamientos. Los mayores valores en el T1 del bloque dos (55,5), seguidodel T5 del bloque uno (33,4) (Tabla 3). Esto indica que, por medio del T1, lassemillas de O. pyramidale alcanzan la mayor velocidad, o pico más alto para su germinación. Al mismotiempo, el efecto es estadísticamente significativo con respecto a los demástratamientos (Figura 6).

Los hallazgos de este ensayo demuestran que el método físico (agua caliente) ejerce mayor efecto en la germinación de las semillas de O. pyramidale. La germinación ocurrió al cuarto día después de la siembra en todos los tratamientos con algunas diferencias en cuanto al número de semillas germinadas entre tratamientos. Estos resultados son similares a los reportados por Camacho et al., (2018) quienes reportan la germinación en todos los tratamientos (sin alteración, semillas en remojo durante 6 horas e incisión) a los cuatro días después de la siembra. En contraste, difieren con Rojas-Rodríguez & Torres-Córdoba, (2009) y Ríos-García et al., (2016) quienes indica que la germinación ocurre a los ocho días posterior a la siembra.

El mayor porcentaje (59%) se observó en el T1 (agua 80°C). Lo cual coincide con lo reportado por Herrera & Alizaga, (1999) quien evalúa varios tratamientos (ácido giberélico 0, 100, 200 y 300mg/L, y nitrato de potasio 0,0,4, 0,8 y 1,2mg/L, agua a 80°C (0, 1, 2, y 3 minutos), y a 40°C (0, 24, 48 y 72 horas) obteniendo el 68% de germinación por medio de tratamientos por ebullición, siendo este el mayor porcentaje obtenido en comparación con el resto de tratamientos. Toledo-González et al., (2019) observan entre siete tratamientos, porcentajes entre el 62 y 69% en tratamientos que incluyeron agua caliente (100°C) con diferentes tiempos de exposición (tres y diez segundos) siendo los mayores porcentajes con diferencias estadísticamente significativas con respecto a los demás tratamientos evaluados. Por su parte, Rojas-Rodríguez & Torres-Córdoba, (2009) indican que aunque los porcentajes de germinación de O. pyramidale varíen entre 60 y 84%, pueden verse afectados por la calidad de la semilla.

Otras observaciones como las de Jiménez et al., (2017) informan que, a 80°C con exposición durante tres minutos, el porcentaje se ubica en un 8,76% y 19,14% cuando las semillas se exponen a 100°C por 15 segundos. Al contrario, Toledo-González et al., (2019) señalan que a 100°C tres segundo el porcentaje se ubica en un 64%. Adicionalmente, la impermeabilidad de la cubierta, factores intrínsecos como agua, gases, tipo de sustrato y luz también pueden tener influencia en las variaciones de germinación Figueroa & Jaksic, (2004); Rojas-Rodríguez & Torres-Córdoba, (2009) y Jiménez et al., (2017).

Por consiguiente, Herrera & Alizaga, (1999) y Toledo-González et al., (2019) confirman que los tratamientos por ebullición facilitan el rompimiento de la testa de la semilla como resultado del impacto de la temperatura, lo cual favorece positivamente la germinación. Adicionalmente, es posible que el enriquecimiento de sustrato con polvillo de coco combinado con agrolita 1:2, perlita y vermiculita 70:20:10 aumente la probabilidad de obtener altos porcentajes germinativos de semillas de O. pyramidale y de otras especies forestales debido al contenido de nutrientes y citocinas Ayala-Sierra & Valdez-Aguilar, (2008); Patiño et al., (2011); Ríos-García et al., (2016) y Toledo-González et al., (2019). Adicionalmente y aunque el tiempo y condición de almacenamiento no fueron objeto de estudio, Zalamea et al., (2015) señalan que el periodo y condiciones de almacenamiento pueden afectar de alguna manera la proporción de semillas de O. pyramidale. Por lo tanto, Espitia et al., (2016) sugieren que las condiciones y tiempo de almacenamiento pueden ser factores importantes en los procesos de germinación de semillas forestales (Cedrela odorata, Cariniana pyriformis, Anacardium excelsum, Bombacopsis quinata y Schizolobium parahybum). Por lo tanto, Ríos García et al., (2018) informan que, en especies como Cochlospermum vitifolium, y Quararibea funebris a cero meses de almacenamiento se logran porcentajes del 99,6% de germinación, mientras que a los 12 meses del 71,3%.

En definitiva, el efecto de los tratamientos por ebullición sobre la germinación de semillas forestales puede variar en función a las características naturales la especie. Por ejemplo, en semillas de algarrobo (Hymenaea courbaril L.), a 80°C y cinco minutos se muestra un porcentaje del 20%. Por contrario, con ácido clorhídrico HCl al 98% (cinco y diez minutos) y ácido sulfúrico H2SO4 98% (diez minutos) se logra hasta un 90% de germinación (Orozco-Cardona et al., 2010), guayacán (Guaiacum coulteri A.) con agua a 60°C diez minutos (51,1%)(Sánchez-Soto et al., 2017). En contraste, en el abarco (Cariniana pyriformis Miers) bajo inmersión en agua a temperatura ambiente durante 24 horas se obtiene un 29,1% (Pinilla et al., 2016).

El 59% de la germinación de semillas de O. pyramidale se obtuvo por medio deltratamiento por ebullición (agua 80°C) siendo el mayor porcentaje, encomparación con el resto de tratamiento. Los tratamientos por ebullición puedenser la mejor elección para acelerar procesos germinación de semillas de O. pyramidale.Esto posiblemente se deba a la influencia de la temperatura en el rompimientode la testa de la semilla. Además, este estudio demuestra que el efecto de lostratamientos por ebullición no solo contribuye al incremento de la germinación,sino que, además las semillas logran mayor velocidad germinativa, lo cual esuna buena señal a la hora de tomar de decisiones rápidas relacionadas conprocesos de recuperación ambiental.