El proceso de la germinación de semillas. Factores que afectan a la germinación

4. El proceso de la germinación de semillas.
4.1. Concepto de germinación.
4.2. Tipos de germinación.
4.2.1. Germinación epígea.
4.2.2. Germinación hipógea.
4.3. Etapas del proceso de germinación.
4.3.1. Fase de hidratación o de imbibición.
4.3.2. Fase de germinación.
4.3.3. Fase de crecimiento.
4.4. Factores que afectan a la germinación.
4.4.1. Factores internos.
4.4.2. Factores externos.
4.5. Latencia y dormición en semillas.
4.5.1. Tipos de latencia o dormición.
4.5.2. Métodos para vencer la dormición o latencia de las semillas.
4.5.2.1. Escarificación.
4.5.2.2. Estratificación.
4.5.2.3. Hidratación o remojo de las semillas.
4.5.2.4. Aplicación exógena de giberelinas.
4.6. Tratamientos para mejorar la germinación de las semillas.
4.6.1. Pregerminación o priming.
4.6.2. Revestimiento de semillas.
4.6.2.1. Pildoración.
4.6.2.2. Peliculado o film coating.

4.4. Factores que afectan a la germinación.

Dentro de los factores que afectan a la germinación, podemos distinguir dos tipos:

Entre los factores internos que afectan a la germinación de las semillas podemos encontrar:

Madurez de las semillas . Una semilla madura es aquella que ha alcanzado su completo desarrollo tanto desde el punto de vista morfológico como desde el punto de vista fisiológico.

La madurez morfológica se alcanza cuando las distintas estructuras que componen la semilla han completado su desarrollo, dándose por concluida cuando el embrión alcanza su máximo desarrollo.

Aunque la semilla sea morfológicamente madura, muchas de ellas pueden seguir siendo incapaces de germinar porque aún no han alcanzado la madurez fisiológica, necesitando para ello experimentar una serie de transformaciones fisiológicas que le permitan reajustar su equilibrio hormonal.

Desde el punto de vista de la germinación, las hormonas vegetales se pueden dividir en dos grupos: hormonas promotoras de la germinación y hormonas inhibidoras de la germinación. Dentro del primer grupo destacan las giberelinas y dentro del segundo grupo destaca el ácido abscísico.

De manera general, para alcanzar la madurez fisiológica se requiere la pérdida de sustancias inhibidoras de la germinación o la acumulación de sustancias promotoras.

En la mayoría de las plantas cultivadas, la madurez fisiológica se alcanza al mismo tiempo que la madurez morfológica, por tanto, la semilla va a germinar en cuanto se coloca en el medio con las condiciones apropiadas. También se pueden dar casos en los que la madurez fisiológica se alcance antes que la madurez morfológica, dando lugar a que la semilla germine dentro del fruto. O como hemos comentado anteriormente, también es posible que la semilla sea morfológicamente madura pero aún no haya alcanzado la madurez fisiológica, en estos casos la semilla permanece un periodo de tiempo en estado durmiente.

Viabilidad de las semillas . La viabilidad de las semillas es el período de tiempo durante el cual las semillas conservan su capacidad para germinar. Es un período variable y va a depender del tipo de semilla y de las condiciones de almacenamiento.

Las semillas pierden la capacidad para germinar, generalmente con la edad y más rápidamente cuando su conservación es defectuosa.

En general, las semillas jóvenes germinan rápidamente, por el contrario, las semillas viejas, germinan lenta e irregularmente.

Por otro lado, la semilla va a conservar su capacidad para germinar durante más tiempo, cuanto menos activo sea su metabolismo. Para ralentizar el metabolismo de la semilla basta con bajar la temperatura de almacenamiento y/o deshidratarla, pero siempre dentro de unos límites, ya que por debajo del 2-5% de humedad se verá afectada el agua de constitución de la semilla, siendo esto perjudicial para la misma.

En resumen, podemos concluir que, para alargar más tiempo la viabilidad de una semilla, ésta debe conservarse en las siguientes condiciones:

• Almacenamiento a temperaturas bajas.
• Mantenerla seca, dentro de unos límites.
• Reducir al mínimo la presencia de oxígeno en el medio de conservación.

Entre los factores ambientales más importantes que inciden en el proceso de germinación, destacamos:

Humedad.La absorción de agua por parte de la semilla, como hemos comentado en el apartado anterior, “Etapas del proceso de germinación”, es el primer paso y el más importante, que tiene lugar en el proceso de germinación, ya que para que la semilla recupere su metabolismo, es necesario la rehidratación de sus tejidos.

La entrada de agua en el interior de la semilla se debe a una diferencia de potencial hídrico entre la semilla y el medio ambiente que la rodea. De manera general, el potencial hídrico de la semilla seca es inferior al potencial hídrico del ambiente que la rodea, de manera que el agua, hasta el momento en que emerge la radícula, va a llegar al embrión a través de las paredes celulares de la cubierta seminal, siempre a favor de un gradiente de potencial hídrico. En este punto también hay que considerar la salinidad del medio que rodea a la semilla (suelo, sustrato…), ya que puede limitar o incluso impedir la entrada de agua a la semilla, llevando consigo que no pueda darse el proceso de la germinación. Una especie, cuya semilla es muy sensible a la salinidad del medio de germinación, es la alfalfa.

Una vez que la semilla germina y emite la radícula, la provisión de agua de la plántula depende de la capacidad del sistema radical para crecer en el medio de germinación y de la capacidad de las nuevas raíces para absorber agua.

Como ya hemos comentado en varias ocasiones, el agua es imprescindible para el proceso de germinación, y hay que tener en cuenta que tanto un déficit, como un exceso de la misma, tendrán consecuencias negativas en el proceso, pudiendo en los casos más extremos impedir la germinación, o al menos afectar negativamente en los porcentajes finales del proceso.

Las semillas de la gran mayoría de las especies germinan bien en la mayor parte de la gama de humedad disponible en el suelo, es decir, desde la capacidad de campo hasta el punto de marchitez permanente. Sin embargo, hay excepciones, hay algunas especies tales como el apio o la lechuga, las cuales ven inhibida su germinación con bajos contenidos de humedad y en cambio, hay otras especies, generalmente consideradas “malas hierbas” que superan las situaciones de estrés hídrico mediante el desarrollo de diversos mecanismos adaptativos que les permiten establecerse en condiciones adversas. Entre los distintos mecanismos que estas especies desarrollan, destaca la producción de semillas con abundantes reservas que posibilitan la germinación en zonas profundas del suelo donde la humedad es mayor.

Temperatura. La temperatura es tal vez el factor ambiental más importante que regula la germinación y controla el crecimiento de las plántulas. Este factor es decisivo porque influye sobre las enzimas que regulan la velocidad de las reacciones bioquímicas que ocurren en la semilla después de la rehidratación.

Para cada especie existe un rango de temperaturas dentro del cual puede tener lugar la germinación de sus semillas. Este rango está definido por una temperatura máxima y una temperatura mínima, por encima o por debajo de las cuales, respectivamente, la germinación no tiene lugar, aunque las demás condiciones sean favorables. Dentro de este rango de temperaturas, existe también la temperatura óptima de germinación, que se puede definir como la temperatura más idónea para obtener el mayor porcentaje de germinación en el menor tiempo posible.

El rango de temperaturas en el cual germinan las semillas de una determinada especie puede variar en función de algunos factores, como pueden ser la variedad y el origen geográfico de la misma. Por ejemplo, el rango de temperatura de germinación habitual, en especies de zonas templadas, está comprendido entre los 5 y 25 °C. En cambio, en especies tropicales, el rango de temperatura de germinación habitual está comprendido entre los 25 y 50 °C y en la región mediterránea, las temperaturas más adecuadas para la germinación oscilan entre los 15 y 20 °C.

Con respecto a la influencia de la temperatura en la geminación de las semillas, hay estudios que demuestran, que una temperatura constante durante el proceso de germinación no es lo más adecuado para obtener un mayor porcentaje de germinación, sino que sería la alternancia de temperaturas, lo que actuaría positivamente en dicho proceso, ya que la temperatura óptima de germinación y el óptimo térmico de la fase de crecimiento, no tiene por qué coincidir. Con la alternancia de temperatura, se consigue que unas temperaturas estimulen la fase de germinación y otras estimulen la fase de crecimiento, lo que supone una optimización del proceso de germinación, dando lugar a mayores tasas o porcentajes de germinación.

Aireación.Un buen intercambio de gases entre el medio de germinación y el embrión es básico para una germinación rápida y uniforme. El oxígeno es esencial para el proceso de respiración de las semillas en germinación. En general, la absorción de oxígeno es proporcional a la cantidad de actividad metabólica que se esté efectuando.

Para que la germinación tenga éxito, el O2 disuelto en el agua de imbibición debe poder llegar hasta el embrión. La provisión de oxígeno al embrión puede estar limitada por las condiciones del medio o por las restricciones impuestas por las cubiertas de las semillas. Además, hay que tener en cuenta que, la cantidad de O2 que llega al embrión disminuye a medida que aumenta la disponibilidad de agua en la semilla.

A todo lo anterior hay que añadir que la temperatura modifica la solubilidad del O2 en el agua que absorbe la semilla, siendo menor la solubilidad a medida que aumenta la temperatura.

El dióxido de carbono es un producto de la respiración y en condiciones de mala aireación puede acumularse en el suelo. A profundidades escasas, el incremento de CO2 puede inhibir la germinación en cierto grado, pudiendo favorecer el mantenimiento de la latencia.

La mayoría de las semillas germinan bien en atmósfera normal con 21% de O2 y un 0,03% de CO2. Sin embargo, existen algunas semillas que aumentan su porcentaje de germinación al disminuir el contenido de O2 por debajo del 20%. En el caso de las semillas de algunas especies acuáticas, pueden llegar a germinar en ausencia o con bajas concentraciones de oxígeno.

Luz. La iluminación puede afectar a la germinación de diferentes formas, dependiendo de la especie. El efecto que la luz tiene sobre las semillas va a permitir clasificar a éstas en distintas categorías:

• Semillas con fotosensibilidad positiva, son las semillas que germinan preferentemente bajo iluminación.
• Semillas con fotosensibilidad negativa, son las semillas que germinan preferentemente en oscuridad. Inhibiendo la luz el proceso de germinación.
• Semillas no fotosensibles, son las semillas que germinan con indiferencia de las condiciones de iluminación.

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