Introducción

En México las zonas áridas y semiáridas se caracterizan por presentar gran cantidad de especies clasificadas como forestales no maderables con potencial económico, entre las que destaca el cortadillo (Nolina cespitifera Trel. Asparagaceae Juss.) (^{Trópicos, 2016}), especie nativa y endémica de la flora del matorral xerófilo y de los pastizales del noreste de México (^{Sáenz y Castillo, 1992}; ^{García y Galván, 1995}). El área de distribución de esta especie se localiza en la región sur de Coahuila, sur de Nuevo León y norte de Zacatecas, México. Esta especie, es de gran importancia para numerosas familias del área rural de las zonas áridas y semiáridas del noreste de México (^{Castillo y Sáenz, 2005}) y su aprovechamiento ha representado una actividad de subsistencia por más de cinco décadas (^{Castillo et al., 2015}), ya que de ella se obtiene una fibra dura que posee alta resistencia y se utiliza como materia prima en una mezcla con el sorgo escobero (Sorghun bicolor (L.) Moench) en la fabricación de escobas principalmente (^{Sáenz y Castillo, 1992}; ^{Castillo y Sáenz, 1993}) así como en la elaboración de canastos, discos para barredoras mecánicas, filtros industriales y cartuchos de explosivos (^{Ugent, 2000}; ^{Castillo y Sáenz, 1993}). Para cubrir la demanda de fibra las poblaciones naturales han sido sometidas a un aprovechamiento intensivo, fenómeno que impacta en la distribución de la especie y la regeneración natural de la población. Además, de lo anterior las condiciones climáticas adversas como los periodos prolongados de sequía, las altas temperaturas y el sobrepastoreo ha provocado que las poblaciones naturales se hayan reducido en forma considerable.

Ante esta situación y con la finalidad de realizar la rehabilitación de los ecosistemas degradados en la región sur del estado de Coahuila donde se desarrolla y aprovecha esta especie, es importante la realización de estudios para lograr una adecuada reproducción sexual que permitan la obtención de plántula con fines de reforestación. Sin embargo, muchas semillas presentan algún tipo de latencia, causada por diversas condiciones como: presencia de una testa dura que el embrión no puede romper, testa impermeable que impide la entrada del agua y del aire al embrión, embrión rudimentario o no totalmente formado, embrión fisiológicamente inmaduro, o presencia de inhibidores en la testa o en el endospermo que impiden el desarrollo inicial del embrión (^{Hartman et al., 1988}; ^{Madueño et al., 2006}; ^{Varela y Arana, 2011}). Cuando la latencia se debe a condiciones de la testa, el letargo termina en el momento en que esta se agrieta o debilita por acciones mecánicas o químicas (escarificación), o por efecto del ambiente (^{Madueño-Molina et al., 2006}; ^{Varela y Arana, 2011}).

Nolina cespitifera se caracteriza por formar semillas pequeñas entre (3.4 mm de largo por 2.65 mm de ancho) quienes pudieran presentar un tipo de latencia exógena tal como se aprecia en los trabajos realizados sobre germinación donde el porcentaje total es muy bajo (^{Juárez, 2014}). Dicha latencia pudiera ser debida principalmente a propiedades físicas y químicas de las cubiertas seminales (^{Baskin y Baskin, 2004}; ^{Doria, 2010}; ^{Juárez, 2014}), así como la latencia endógena que es determinada por características anatómicas, morfológicas y fisiológicas del propio embrión (latencia embrionaria) que impide el paso de agua para iniciar el proceso de germinación (^{Doria, 2010}).

Ante esta situación y con la finalidad de realizar la rehabilitación de los ecosistemas degradados en la región sur del estado de Coahuila donde se desarrolla y aprovecha esta especie, es importante la realización de estudios para lograr una adecuada multiplicación de plántula en vivero que permitan la obtención de plántula con fines de reforestación. Así mismo, desde el punto de vista ecológico, esta planta se ha considerado como un cultivo alternativo de diversificación y reconversión productiva para zonas áridas y semiáridas del norte de México (^{Feuchter, 2001}).

El objetivo fue evaluar la respuesta del uso de tratamientos germinativos químicos y biológicos que promuevan el aumento en el porcentaje de germinación de semillas de N. cespitifera.

Resultados

Germinación de N. cespitifera

El análisis estadístico indicó diferencias significativas (α < 0.01) entre los tratamientos. El uso de algunos de los tratamientos germinativos en la semilla de N. cespitifera favorece positivamente la germinación de esta. En la figura 1 se observa que los tratamientos que indujeron el mayor porcentaje de germinación fueron el tratamiento 4 (hipoclorito de sodio NaClO) con un 49.33% seguido del tratamiento 2 (imbibición en agua caliente) con un 43.08%, en contraste, el testigo indujo un 31.5%. Los tratamientos T3 (inmersión en suspensión de conidias de Trichoderma) y T5 (ácido sulfúrico) no mostraron efecto positivo sobre la inducción de germinación, es decir el uso de Trichoderma y ácido sulfúrico (H₂SO₄) concentrado presentaron un efecto negativo ya que se observó una reducción en el porcentaje de germinación menor al testigo de 25.75 y 29.42% respectivamente.

Fig. 1 Porcentaje de germinación de semillas de Nolina cespitifera Trel., bajo diferentes tratamientos y condiciones ambientes de 22±2.5°C y 80% H.R. (barras indican error estándar). *Tratamientos con la misma letra indican diferencias no significativas (α < 0.01). T1 = testigo, T2 = agua caliente a 93°C, T3 = Trichoderma sp., T4 = hipoclorito de sodio (NaClO) al 3% y T5 = ácido sulfúrico concentrado (H₂SO₄). 

Plántulas anormales por efecto de tratamientos

El análisis de varianza no indicó diferencias significativas (α < 0.01), es decir los tratamientos a la semilla de N. cespitifera no tuvieron ningún efecto sobre la inducción en la germinación de plántulas anormales de esta especie como producto de la fitotoxicidad de los tratamientos químicos (fig. 2).

Fig. 2 Porcentaje de plántulas anormales de Nolina cespitifera Trel., bajo tratamientos germinativos. (barras indican error estándar). *Tratamientos con la misma letra indican diferencias no significativas (α < 0.01). T1=testigo, T2 = agua caliente a 93 °C, T3 = Trichoderma sp., T4 = hipoclorito de sodio (NaClO) al 3% y T5 = ácido sulfúrico concentrado (H₂SO₄). 

El comportamiento de la germinación se muestra en la figura 3, donde dicho porcentaje de germinación es significativo (α < 0.01), esto de acuerdo al ANOVA. El análisis de regresión lineal para cada tratamiento emitió una ecuación específica, lo que señala que la germinación de semillas de N. cespitifera responde de manera diferencial al tratamiento empleado, inferido por β de cada ecuación arrojada por el tratamiento empleado. En este caso los tratamientos que mostraron la pendiente mayor fueron el tratamiento 4 (NaClO) seguido del tratamiento 2 (agua caliente) (fig. 3d y 3b).

Fig. 3 Comportamiento de la germinación de semillas de Nolina cespitifera Trel. bajo tratamientos específicos. 

Discusión

^{Amador-Ramírez et al. (2012)} señalaron que la temperatura óptima para germinar semillas de N. cespitifera bajo condiciones controladas es de 25°C, señalando que la tasa de germinación se ve seriamente afectada al incrementar la temperatura en al menos 5°C. En este caso, se puede mencionar que la temperatura bajo la cual se desarrolló este experimento coincide o está dentro del rango de temperatura óptima para la especie. El efecto directo de los tratamientos en la inducción y tasa de germinación es variable según la especie vegetal y condición de tratamiento, ya sea físico, químico o biológico (^{Martínez et al., 2000}). Por ejemplo, ^{Sánchez y Ramírez-Villalobos, 2006}, usaron tratamientos a las semillas de Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit., y Prosopis juliflora (Sw.) DC., en agua caliente (80ºC) por 10 min., imbibición de agua caliente (25ºC) durante dos horas y posterior escarificación con lija # 80 por 20 y 40 min., donde se obtuvo como resultado el mejor tratamiento con agua caliente con 95.1% y 25% respectivamente. En este experimento, el mejor resultado fue con el uso de hipoclorito de sodio al 3%, cabe mencionar que es poco empleado como inductor de germinación de semillas de especies forestales no maderables. Diversos autores mencionan que la proporción de semillas germinadas en presencia de GA₃ aumenta cuando ocurre un incremento en la duración del tratamiento con NaClO (^{Hsiao, 1979}; ^{Hsiao y Ham, 1981}). Por efecto de la aplicación del hipoclorito de sodio al 3% (NaClO) por ocho minutos favoreció la germinación de N. cespitifera obteniendo un 49.3% lo que indica que efectivamente el NaClO es un agente inductor de la germinación en esta especie, resultados que coinciden con los reportados por ^{Arredondo (2008)}, donde encontró que el uso del hipoclorito de sodio al 6% durante cinco minutos después de la inmersión en agua a 70ºC, incrementó la germinación en diversas especies de los géneros Ariocarpus, Wilcoxia y Leuchtenbergia, además de que mejora la calidad de plántula para trasplante, ya que al ser más homogénea la germinación, se trasplanta todo el lote de plántula al mismo tiempo y se tienen desarrollos más uniformes de planta. ^{Reyes (2009)} sugiere que en semillas pequeñas de cactáceas y de testa blanda un remojo en una solución de agua hervida con cloro comercial al 10% (v/v) durante cinco minutos incrementa el porcentaje de germinación. ^{Okonkwo y Nwoke (1975)} concluyeron que en semillas con tratamientos con hipoclorito de sodio estimulan la germinación de Alectra vogelii en un rango de 80-90%, enfatizando que dicha solución rompe la latencia de las semillas. ^{Álvarez-Pardo et al., (2006)} encontraron que el tiempo y la dosis de desinfección afecta el porcentaje de germinación de las semillas de Oncidium pumilum Lindl. ^{Vasudevan y Van Staden (2010)} señalan que el hipoclorito de sodio afecta el desarrollo de Ansellia africana Lindl. cuando varían las concentraciones y tiempo de exposición. ^{Okonkwo y Nwoke (1975)} indican que concentraciones bajas de NaClO (100 mg/L) son necesarios dos días de exposición para producir un máximo porcentaje de germinación, y con concentraciones altas (1000 y 10000 mg/L) son requeridos períodos cortos de exposición para producir un porcentaje óptimo de germinación.

El uso del hipoclorito como tratamiento pre-germinativo en semillas forestales no maderables es de gran relevancia ya que por un lado se incrementa el porcentaje de germinación y por el otro las semillas tratadas son desinfectadas, redundando en la obtención de plantas de calidad.

La contabilización de plántulas anormales de N. cespitifera en este trabajo pudiera ser originada por factores intrínsecamente genéticos o factores ambientales que se asocian durante la formación de la semilla como respuesta a la escasez de agua en la formación y maduración de la semilla. Al respecto, ^{Méndez-Natera et al. (2007)} mencionan que si la sequía es de larga duración y se manifiesta como insuficiencia de agua en el suelo o como baja humedad relativa, las plantas, aunque no mueren, tienen importantes modificaciones en su desarrollo y actividad funcional; lo que pudiera repercutir en la formación de semillas de calidad al afectar su morfología, fisiología y más tarde al metabolismo y al proceso de germinación (^{Covarrubias, 2007}), por lo que semillas no formadas adecuadamente, puedan germinar pero la apariencia de esta es anormal en comparación a las semillas formadas en condiciones favorables que originan una planta normal y de calidad.

La germinación inicial de N. cespitifera ocurrió entre los 5-10 días después de haber sido expuestas a las condiciones de humedad y temperatura (80% y 26±2°C). Estos resultados coinciden con ^{Reyes et al., (2013)} quienes encontraron que la germinación en semillas de Beaucarnea gracilis Lem., y Dasylirion leiophyllum Engelm. ex Trel. (Asparagaceae) comenzó a observarse a los ocho días, y el proceso terminó a los 28 con una tasa de germinación de 96% y 95%, respectivamente, y en Dasylirion serratifolium (Karw. ex Schult. f.) se mostró la menor tasa (22%). Otras investigaciones realizadas por ^{Rossini et al. (2006)}, quienes encontraron tiempos iniciales de germinación entre tres a cinco días para Leucaena glauca Benth, Parkinsonia aculeata L., Caesalpinia barahonensis Urb., y Haematoxylum campechianum L., donde sus semillas fueron escarificadas química y mecánicamente; observaron que a los 64 días apenas superaron un 60% de germinación. El comportamiento de la germinación a través del tiempo está en función del tratamiento, ya que este afecta directamente la absorción de agua por la semilla y hace que desencadene una secuencia de cambios metabólicos que incluye la respiración, síntesis proteica y movilización de reservas. A su vez, la división y el alargamiento celular en el embrión provocan la rotura de las cubiertas seminales, que generalmente se produce por la emergencia de la radícula (^{Doria, 2010}).

Conclusiones

Los resultados muestran que es necesario un tratamiento pre germinativo para incrementar con éxito el porcentaje de germinación en semillas de Nolina cespitifera Trel. Es recomendable el uso del hipoclorito de sodio (NaClO) al 3% durante ocho minutos para aumentar la germinación en un 17.83%, pues actúa como fungicida, ya que inhibió el desarrollo de fitopatógenos. El uso del hipoclorito de sodio en los programas de producción masiva de N. cespitifera con fines de reforestación o plantaciones comerciales, puede ser un método eficaz para romper la latencia exógena e incrementar la germinación de esta especie, además de ser un producto económico y de fácil disponibilidad en el mercado.