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 Tema Central - nov/dic 2001
Maduración de la semilla
Profa. Denise C. F. Dias
Universidade Federal de Viçosa / MG / Brasil
dcdias@mail.ufv.br
El desarrollo y la maduración de la semilla son aspectos importantes que deben ser considerados en la tecnología de producción de semillas, pues, entre los factores que determinan la calidad de las semillas, están las condiciones ambientales predominantes en la etapa de floración/fructificación y la cosecha en la época adecuada. Por lo tanto, el conocimiento de como se procesa la maduración de las semillas y de los principales factores involucrados, es de fundamental importancia para la orientación de los productores de semillas, auxiliándolos en el control de calidad, principalmente lo que se refiere al planeamiento y a la definición de la época ideal de cosecha, con el objetivo de obtener calidad y productividad.
El proceso de maduración tiene inicio luego después de la polinización, que consiste en el transporte del grano de polen hasta el estigma (parte femenina) de la flor. Ocurre entonces la fertilización, que es la unión del gameto masculino, liberado por el grano de polen, con el gameto femenino que está localizado en el óvulo. El óvulo, una vez fecundado se desarrollará y originará la semilla, que en la mayoría de las especies está contenida en el interior del fruto, el cual resulta del desarrollo del ovario de la flor. A partir de la unión de los gametos, ocurre una serie de transformaciones morfológicas y fisiológicas que darán origen al embrión, al tejido de reserva y al envoltorio (tegumento) de la semilla. De esta manera, el proceso de maduración se inicia con la fertilización del óvulo y se extiende hasta el punto en que la semilla alcanza la maduración fisiológica, ósea, cuando cesa la transferencia de nutrientes de la planta hacia la semilla.
El acompañamiento del desarrollo de las semillas, se realiza en base a las modificaciones que ocurren las algunas características físicas y fisiológicas tales como: Tamaño, contenido de agua, contenido de materia seca acumulada, germinación y vigor.
Después de la fertilización, el tamaño de la semilla aumenta rápidamente hasta alcanzar un máximo en un corto periodo de tiempo, con relación a la duración total del periodo de maduración. Este rápido crecimiento se debe a la multiplicación y desarrollo de las células del embrión y del tejido de reserva. Después de alcanzar el máximo, el tamaño disminuye debido a la pérdida de agua por la semilla, esta reducción varia de acuerdo a la especie: en soja, por ejemplo, es acentuada, en cambio en maíz en bien pequeña.
Paralelamente, los productos originados en la hoja por el proceso de fotosíntesis, son encaminados hacia la semilla en formación, donde son transformados y aprovechados para la formación de nuevas células, tejidos y como futuro material de reserva. En la realidad, lo que denominamos "materia seca" de la semilla son las proteínas, azucares, lípidos y otras sustancias que son acumuladas en las semillas durante su desarrollo. Luego después de la fertilización, la acumulación de materia seca se procesa de manera lenta, pues las divisiones celulares predominan, ósea, ocurre un aumento expresivo en la cantidad de células. Enseguida, se verifica un aumento continuo y acentuado de la materia seca, acompañado por un aumento en la germinación y el vigor, hasta alcanzar el máximo. De esta manera, se puede afirmar que, en general, la semilla debe alcanzar su máxima calidad fisiológica cuando su contenido de materia seca sea máximo.
Es importante observar que durante esta etapa de intensa acumulación de materia seca, en contenido de agua de la semilla permanece elevado, por ser este el medio responsable por la translocación del material fotosintetizado de la planta para la semilla. Además, para que el material que llega a la semilla sea metabolizado, es necesario que el medio donde están ocurriendo las reacciones sea bastante acuoso. Por lo tanto, durante esta etapa es primordial que exista una adecuada disponibilidad de agua y de nutrientes en el suelo para que el "llenado"de la semilla sea satisfactorio.
Muchos estudio realizados con la maduración de las semillas de diversas especies indican el punto de máximo contenido de materia seca como el mejor e más seguro indicativo de que las semillas alcanzaron la maduración fisiológica. De esta manera, la maduración fisiológica queda caracterizada como aquel punto después del cual la semilla ya no recibe más nutrientes de la planta madre, ocurriendo la desconexión entre la planta y la semilla. A partir de este punto, la semilla permanece ligada a la planta solo físicamente. Es necesario resaltar los cuidados con la semilla en este punto, considerando que el contenido de reservas es máximo y el contenido de humedad todavía es elevado (variando de 30 a 50 % dependiendo de la especie. Semillas de soja presentan cerca de 50 a 55 % de humedad en esta etapa, en cuanto que el de maíz alrededor de 35 a 40 %. Pudiendo las reservas acumuladas ser consumidas por la respiración intensa de la semilla con un porcentaje tan elevado de humedad.
En chile pimiento la maduración de las semillas coincide
con el cambio de color del fruto
Para minimizar este problema, la planta acciona mecanismos para promover la rápida reducción del contenido de agua en la semilla. Como ejemplo se puede citar, la apertura de los capullos en el algodón, exponiendo las semillas al aire y permitiendo una rápida reducción de su contenido de humedad. Es en esta etapa que plantas de soja, habilla y maíz empiezan a volverse amarillos, iniciando el proceso de secado en el campo. Este proceso de secado natural, es una estrategia importante para la sobrevivencia, ya que a medida que la semilla pierde agua las reacciones metabólicas van disminuyendo, de manera a evitar que ocurra la germinación en la planta, preservando las reservas acumuladas y consecuentemente su calidad.
De esta manera, a partir de la maduración fisiológica, el contenido de agua disminuye rápidamente hasta un punto en donde empieza a oscilar de acuerdo con la humedad relativa del aire, lo que indica que a partir de este punto la planta madre ya no ejerce ninguna influencia sobre la humedad de la semilla. Por lo tanto, es importante que las condiciones ambientales permitan esta rápida deshidratación de las semillas. La ocurrencia de lluvias prolongadas y alta humedad relativa del aire en esta ocasión, retardaran el proceso de secado natural, comprometiendo la calidad de las semillas, que estarán sujetas a la deterioración en el campo. Semillas de soja que presentan 50 a 55 % de humedad en la maduración fisiológica, en condiciones ambientales favorables, alcanzaran 15 a 18 % de humedad en una semana.
Estas variaciones en el contenido de agua en la etapa final de la maduración son típicas de semillas de frutos que cuando maduros se presentan deshidratados, como ocurre con la soja, chícharo, maíz, trigo, arroz y otros cereales. Semillas contenidas en frutos carnosos generalmente no pasan por la etapa de la deshidratación, ni sufren grandes oscilaciones en su contenido de humedad en función a la humedad relativa del aire. En este caso se mantienen con alto porcentaje de humedad protegidos dentro del fruto.
Es importante resaltar que, en condiciones de campo, la evolución de cada una de estas características no es fácil de ser monitoreada, la fijación de una fecha o época para la ocurrencia de la maduración fisiológica es función de eventos como la siembra, floración y fructificación, y puede presentar diferencias para una misma especie y cultivar en función de las condiciones de clima, estado nutricional de las plantas, entre otros factores. Por lo tanto, es interesante conocer otros parámetros que permitan detectar la maduración fisiológica, correlacionándola con características morfológicas de la planta, de los frutos y/o semillas.
Por ejemplo, para maíz, una característica que puede estar correlacionada a la maduración fisiológica es la desaparición del "estado lechoso". Otra característica de fácil identificación en el campo es la formación de una camada de coloración negra en la región de inserción de la semilla en la mazorca. Esta camada obscura no es otra cosa que una cicatriz desarrollada a partir de la paralización del flujo de nutrientes de la planta hacia la semilla. En otras gramíneas, como el trigo, avena y arroz, la maduración puede estar relacionada con cambios en la coloración verde hacia amarilla en las glumas y en el pedicelo (pedúnculo que une la semilla al fruto.)
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