Las temperaturas cardinales de germinación se refieren a la temperatura máxima, mínima y óptima y no necesariamente a una sola temperatura sino generalmente en cada caso a un intervalo pequeño de temperatura. Colectivamente las tres temperaturas se denominan temperaturas cardinales de germinación (^{Ginzo, 1980}). La germinación se expresa como porciento de semillas germinadas de una muestra. A temperaturas menores a la mínima o mayores a la máxima, la semilla no germina y entre la temperatura máxima y mínima, se ubican las temperaturas que ^{Bewley y Black (1994)} denominan "temperaturas de la capacidad para germinación". En las temperaturas extremas se obtiene el menor porcentaje de germinación (^{Besnier, 1989}). Por otro lado, entre la temperatura máxima y mínima, ocurre la temperatura óptima, en la cual se obtiene el máximo porcentaje de germinación en el menor tiempo (^{Hartmann y Kester, 1980}; ^{Besnier, 1989}). Antes y después de la temperatura óptima, la velocidad de germinación disminuye.

^{Bewley y Black (1994)} indican que es importante enfatizar que cuando se consideren los efectos de la temperatura en la germinación, se debe tener cuidado en excluir la latencia. La latencia se define como la incapacidad de germinar de una semilla intacta y viable, aunque esté en las condiciones requeridas para su germinación (^{Amen, 1968}; ^{Moreno 1984}; ^{Varela y Arana, 2011}). Las especies cultivadas por lo general no poseen latencia, ya que en el proceso de la domesticación el hombre las ha despojado de esta característica que les permite mantenerse viables hasta que las condiciones ambientales sean propicias para la germinación y el establecimiento de la plántula (^{Márquez et al, 2013}).

La velocidad de germinación expresa el número de semillas germinadas por día (^{Martínez et al, 2010}). ^{Maguire (1962)} indica que la velocidad de germinación se obtiene al mismo tiempo que se determinan los porcentajes de germinación.

El tomate de cáscara, es una de las hortalizas de importancia cultural y económica en México (^{Santiaguillo y Blas, 2009}). Para el periodo 1990-1999 en la Región Centro de México, tuvo un crecimiento de 4.4% de superficie cosechada y 6.5% en volumen de producción (^{Garza, 2002}). Ocupa el cuarto lugar entre las hortalizas cultivadas en México (^{Santiaguillo et al, 2009}) y frecuentemente se siembra en almácigos o en semilleros de poliestireno y posteriormente es trasplantado a un sitio definitivo. Las temperaturas cardinales de germinación han sido determinadas principalmente en especies cultivadas como maíz, arroz, trigo, cebada, centeno, avena, tabaco (^{Mayer y Poljakoff-Mayber, 1975}), garbanzo, lenteja y soya (^{Covell et al, 1986}), cacahuate y mijo (^{Mohamed et al, 1988}), y en algunos cultivos hortícolas de trasplante como col, coliflor y jitomate (^{Knott, 1962}). Sin embargo, no se encontró en la literatura sobre este tema, información para cultivares de tomate de cáscara.

El conocimiento de las temperaturas cardinales y de la velocidad de germinación puede ser útil como criterio en la determinación de fechas y localidades específicas de siembra, además de poder garantizar que el número de semillas para la siembra sea suficiente para obtener una población aceptable de plantas, especialmente en cultivos de trasplante. Por lo anterior, el objetivo del presente trabajo fue determinar las temperaturas cardinales y la velocidad de germinación en los cultivares, Diamante, Chapingo, Tecozautla y Cerro Gordo de tomate de cáscara.

El estudio se realizó en el laboratorio de Fisiología Vegetal del Postgrado de Botánica, Campus Montecillo, Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas (Montecillo, Texcoco, Estado de México) y en el Laboratorio de Semillas del Departamento de Fitotecnia de la Universidad Autónoma Chapingo (Chapingo, Texcoco, Estado de México) durante 2011-2012.

Se emplearon semillas de cuatro cultivares de tomate de cáscara (P philadelphica Lam.): Diamante, Chapingo, Tecozautla y Cerro Gordo. El cultivar Diamante es un híbrido intervarietal, precoz, de alto rendimiento, tamaño del fruto grande, se cultiva en el Bajío y Valles Altos. Chapingo, es un cultivar precoz, de alto rendimiento y se cultiva principalmente en el Bajío y VallesAltos. Diamante y Chapingo, fueron generados en el programa de mejoramiento genético de tomate de cáscara de la Universidad Autónoma Chapingo (UACH), en el Estado de México y las semillas fueron colectadas en 2007 (^{Peña, 2001}).

Tecozautla, es una población de colectas realizadas en la zona de Tecozautla, Hidalgo en 2007, cuyo fruto es de exportación, de tamaño grande y larga vida de anaquel; se cultiva principalmente en el Noroeste del país en los estados de Sinaloa y Sonora. Cerro Gordo, proviene de la población de Cerro Gordo en Salamanca, Guanajuato y la colecta se realizó en 2006, es un cultivar de alto rendimiento, su fruto es de tamaño mediano y se cultiva en el Bajío, Valles Altos y en el Noroeste del país- (Com. Pers. Dres. Aureliano Peña Lomelí y Natanael Magaña Lira).

Para determinar las temperaturas cardinales, se obtuvieron los datos del porcentaje de germinación y la velocidad de germinación. Para ello se utilizó un diseño completamente al azar con arreglo factorial donde los factores fueron los cultivares y las temperaturas. La combinación de los cuatro cultivares y las doce temperaturas resultó en cuarenta y ocho tratamientos (Cuadro 1). Para cada tratamiento se emplearon cinco repeticiones. La unidad experimental constó de una caja Petri con cien semillas. Se colocaron grupos de cien semillas por cultivar sobre discos de papel filtro Whatman No. 43 dentro de sendas cajas Petri de vidrio de 9 cm de diámetro. Las cajas Petri conteniendo las semillas fueron colocadas dentro de una germinadora (Seedburo Equipment Inc.) de 242 dm3 de capacidad, excepto para las temperaturas de 40 y 45 °C en las cuales se empleó una estufa (Thelco) con 90 dm3 de capacidad. Las temperaturas de germinación fueron constantes de acuerdo al tratamiento y en oscuridad. Se realizaron riegos con agua destilada cuando fue necesario.

Cuadro 1 Cultivares de tomate de cáscara y temperaturas bajo estudio generando un total de 48 tratamientos. 

Cada cinco días se revisaron las cajas Petri, se contaron y eliminaron las semillas germinadas, tomando como criterio la germinación biológica, que es cuando emerge la radícula (tamaño aproximado de 3 a 5 mm). Dicha operación se realizó por un periodo de 25 días o se suspendió antes si el cien por ciento de las semillas ya había germinado. Con dichos datos se obtuvieron el porcentaje total y la velocidad de germinación. Las semillas empleadas para los ensayos de germinación a 40 y 45 °C se desinfectaron previamente con una solución comercial de hipoclorito de sodio al 5% (Cloralex®), debido a que en ensayos preliminares se observó la presencia de hongos sólo a estas temperaturas, por lo que en las otras temperaturas, no fue necesaria la desinfección de las semillas.

Para obtener la velocidad de germinación se usó la fórmula propuesta por ^{Maguire (1962)}, la cual expresa la velocidad de germinación como el número de semillas germinadas por día:

Donde:

VG= velocidad de germinación (sumatoria del número de semillas germinadas por día).

Número de semillas germinadas (en el día del conteo). Días al primer conteo y días al conteo final (a partir del inicio del ensayo).

Los datos se analizaron en un diseño completamente al azar. Los porcentajes de germinación, previa transformación a arcoseno (^{Kuehl, Tukey 2001}), se les realizaron análisis de varianza dentro de cultivares y dentro de temperaturas, mediante el programa StatisticalAnalysis System y cuando se encontraron diferencias significativas, se llevaron a cabo pruebas de comparación de medias de Tukey, p≤ 0.05 (^{SAS, 2002}). Para la velocidad de germinación se llevaron a cabo los mismos análisis estadísticos sin la transformación de datos.

En el presente estudio se descartó la presencia de latencia en las semillas debido a que son cultivares que se siembran comercialmente y que han tenido un proceso de mejoramiento genético. Adicionalmente, se realizó la prueba de viabilidad con cloruro de tetrazolio al 0.1% y se observó que el porcentaje de viabilidad y germinación fueron similares en los cuatro cultivares (Cuadro 2).

Cuadro 2 Porcentajes de viabilidad y germinación de cultivares de tomate de cáscara a 25 °C.  

En cuanto a las temperaturas cardinales, no hubo diferencias entre cultivares en la temperatura máxima, y sí las hubo en la mínima y óptima. Las temperaturas cardinales mínimas oscilaron entre 7 y 10 °C ya que a 3 y 5 °C no hubo germinación en ninguno de los cultivares. La temperatura óptima de germinación para Diamante y Cerro Gordo fue de 25 a 30 °C y para Chapingo y Tecozautla de 30 °C (Cuadro 3 y Figura 1). Los porcentajes más altos de germinación se presentaron en el intervalo de 15 a 35 °C (Cuadro 4).

Cuadro 3 Temperaturas cardinales y porcentaje máximo de germinación en cultivares de tomate de cáscara. 

Figura 1 Porcentaje de germinación de P. philadelphica Lam. en el intervalo de 3 a 45 °C en un periodo de 25 días. A) cv. Diamante; B) cv. Chapingo; C) cv. Tecozautla; y D) cv. Cerro Gordo. Letras diferentes sobre las barras indican diferencias significativas (a= 0.05). Los números dentro de las barras corresponden a las velocidades de germinación (número de semillas germinadas por día)*. Los círculos indican las temperaturas cardinales de germinación mínima (verde), óptima (rojo) y máxima (negro). 

Cuadro 4 Porcentajes de germinación en cuatro cultivares de tomate de cáscara a temperaturas de 7 a 45 °C. 

Medias con la misma letra dentro de columnas, son estadísticamente iguales (p≤ 0.05). El mayor porcentaje de germinación se alcanzó para Diamante y Chapingo a los 5 días, para Tecozautla a los 4.2 y Cerro Gordo a los 4.9 días.

Las temperaturas cardinales mínimas de los cultivares fueron de 3 a 5 °C superiores a las mínimas para col y coliflor reportadas por ^{Knott (1962)}. El mismo autor consigna parajitomate una mínima de 10 °C y una máxima de 35 °C la cual es menor que la del tomate de cáscara. Lo anterior ejemplifica el hecho de que las temperaturas cardinales mínima y máxima no son dependientes entre sí.

Respecto a la velocidad de germinación, fue igual entre cultivares a temperaturas de 7, 9 y 45 °C. De 10 a 40 °C se observaron diferencias entre cultivares. La velocidad de Diamante fue superior a Chapingo, Tecozautla y Cerro Gordo. A 30 y 35 °C la velocidad de germinación de Diamante y Chapingo fue igual entre ellos, superando a Tecozautla y Cerro Gordo. Esto muestra la diferencia en la respuesta de los cultivares a la temperatura. Es importante hacer notar que de acuerdo con los datos del presente estudio, el porcentaje máximo de germinación puede ocurrir a temperatura óptima como lo indica la definición, por ejemplo en el cultivar Tecozautla. Sin embargo, dicho porcentaje puede desplazarse por debajo de la temperatura óptima o por arriba de dicha temperatura como en Diamante y Chapingo (Cuadro 5 y Figura 1).

Cuadro 5 Velocidad de germinación (número de semillas germinadas dia-1) en cultivares de tomate de cáscara a temperaturas de 7 a 45 °C. 

Medias con la misma letra dentro de columnas, son estadísticamente iguales (p≤ 0.05).