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Agronomía Trop. 48(3):359-366

TOLERANCIA DE LA QUINUA A LA SAL DURANTE LA GERMINACIÓN

Sven-Erik Jacobsen, Angel Mujica y Olav Stlen

*Centro Internacional de la Papa (CIP). Apartado 1558, Lima 100, Perú.
**Proyecto Quinua CIP-Danida-UNA-P. Universidad Nacional de 
Altiplano-Puno. Escuela de Postgrado. Av. Del Ejercito 329, Puno, Perú.
*** The Royal Veterinary and Agricultural University. 
Departamento of Agricultural Sciences. Thorvaldsensvej 40, 
DK- 1871. Frederiksberg C, Dinamarca.

RECIBIDO: octubre 08, 1997.


RESUMEN

La quinua, Chenopodium quinoa Willd., es considerada una especie tolerante a la salinidad; sin embargo, no existe mucha información sobre cómo y a qué nivel funcionan sus mecanismos de tolerancia. A partir de este trabajo, se estudiaron estos mecanismos durante la germinación, que es considerado como el período más crítico durante el ciclo de vida de las plantas. Se comparó la quinua con el trigo, por su tolerancia moderada de este último a la salinidad. Los resultados indicaron un estímulo en la tasa de germinación de la quinua con bajas concentraciones de sal. Cuando se aumentó de sal a 350 mM, la tasa de germinación disminuyó, y 700 mM de sal, la tasa y el porcentaje de germinación fueron tan bajos que esta concentración podría considerarse como el límite de la tolerancia a la sal. en el caso del trigo se comprobó que NaCl en concentraciones de 50 mM produjo una reducción en la germinación. La tasa de germinación disminuyó moderadamente como respuesta a un creciente nivel de concentraciones de sal hasta 350 mM, y después disminuyó rápidamente. La germinación, como una respuesta incrementos de sal, parece afectarse menos en el trigo que en la quinua; sin embargo, la tasa de germinación en este cultivo se afecta aún a bajas concentraciones de sal. La quinua germina, en general, más rápido que el trigo, independientemente del nivel de NaCl. 

Palabras Clave: Chenopodium quinua Will.; germinación; tasa de germinación; salinidad; NaCl; Trigo.

SUMMARY

Quinoa is regarded as a salt tolerant species, but very little is known about how and what level its tolerance mechanisms function. This work was initiated to improve knowledge of these mechanisms during germination, which often is regarded as the most critical period in the plants' life cycle. Quinoa was compared to wheat, which was seleted for its moderate salt tolerance and because it is grown extensively throughout the world. Results indicated a stimulation of the germination rate of quinoa at low concentrations of salt. When salt concentrations were increased to 350 mM, germination rate decreased significantly. At a salt concentration of 700 mM, germination rate and percentage was so low that it could be regarded as the limit for quinoa's salt tolerance. For wheat, a reduction in the germination rate was seen at salt concentrations of 50 mM. This rate fell moderately at increasing levels of salt concentrations up to 350 mM, whereafter it decreased quickly. Germination percentage, as a response to increasing salt concentration, seems to be less affected in wheat than in quinoa, however, germinationrate is affected in wheat even at low concentrations of salt. Quinoa germinates, in general, more rapidly than wheat, as seen from a lower Ge50 at all levels of salt concentrations. At high levels (450 mM), quinoa germinates much quicker than wheat, and, after increasing the salt concentration to 500 mM, quinoa still germinates quicker than wheat does at 450 mM. 

Key Words: Chenopodium quinoa Willd.; germination; germination rate; salinity; NaCl; wheat.

INTRODUCCIÓN

La quinua, Chenpodium quinoa Willd., se ha cultivado en la región andina, especialmente en Bolivia, Perú y Colombia, por miles de años, donde está adaptada a escasa precipitación y salinidad alta del suelo. Recientemente, existe un gran interés por esta especie debido a su potencial como un alimento sabroso y nutritivo; por ejemplo en pan integral, pan libre de gluten, sopas, ensaladas y comidas infantiles, y como una alternativa del arroz. Además, la calidad de su proteína y su alto contenido de varias vitaminas y minerales hacen que pueda ser utilizada como forraje.

No se conoce la razón de la tolerancia a la sal, pero evidencias indirectas indican su capacidad de ajustarse osmóticamente como resultado de la acumulación de solutos en las vacuolas (VACHER et al., 1994). Experimentos con diferentes concentraciones de NaCl demostraron que un incremento en la salinidad afecta la germinación de la semillas (GONZALEZ y PRADO, 1992).

La tolerancia a la salinidad por las plantas varía durante sus sucesivas etapas de crecimiento (BERNSTEIN y HAYWARD, 1958). En general, la germinación, la emergencia y el crecimiento de la plántula son los períodos más críticos de una cultivo. La primera etapa, durante la cual éste se establece, es particularmente difícil, porque las semillas y las plántulas están expuestas a concentraciones más altas de sal que a posteriori (BERNSTEIN y FIREMAN, 1957; MASS y HOFFMAN, 1977). El ambiente de las semillas se limita a una capa de suelo poca profunda, cuya concentración de sal aumenta debido a la pérdida de agua por evapotranspiración y a la subida capilar desde subyacentes (BERNSTEIN, 1974; HOORN, 1991). Igualmente, bajo condiciones salinas de irrigación, es decir, con agua salina el cultivo generalmente enfrenta más problemas durante las fases (HOOTN, 1991).

Las plantas que crecen en ambientes salinos también pueden afectarse por el estrés de sequía, debido a la escasa disponibilidad de agua en el suelo cuando aumenta el potencial osmótico, a la reducción en el crecimiento de la raíz, y a la demora en la exploración del suelo a mayor profundidad.

Dentro de las dicotiledóneas, la familia Chenopodiaceae es la que posee la mayor cantidad de especies halófitas, de las cuales se han estudiado principalmente Atriplex sp. y Suaeda maritima, pero la quinua muy poco. Suaeda es una especie halófita extrema, que crece de manera adecuada en concentraciones extremas de NaCl de 100-350 mM (MAATHUIS et al., 1992). Bajo estas condiciones, la concentración de NaCl en las vacuolas de hojas es de 500-600 mM (YEO y FLOWERS, 1980). Una concentración por encima de 150 mM se considera venenosa si ocurre en el citosol, lo que afectaría el metabolismo en general y particularmente la síntesis de proteínas (FLOWERS et al., 1986). A pesar de haberse señalado con frecuencia un estímulo del crecimiento en plantas halófitas a concentraciones altas de sal (FLOWERS et al., 1977), el sistema metabólico no es diferente en estas especies, ya que ni sodio ni cloro son esenciales para plantas por encima del nivel de nutrimentos. En el caso de Suaeda, un estímulo del desarrollo es el resultado de la combinación del crecimiento controlado de la presión turgor, sistema similar en toras especies, y la capacidad de acumulación de iónes, única para plantas halófitas (YEO y FLOWERS, 1980).

El objetivo de este trabajo fue evaluar la tolerancia de la quinua a la salinidad durante la germinación en comparación con la del trigo, descrito como una especie tolerante a la salinidad (MASS, 1985).

MATERIALES Y MÉTODOS

La prueba de germinación se llevó a cabo en placas Petri de 9 cm de diámetro, con 25 semillas sobre dos hojas de papel filtro. A cada placa Petri se le agregó 4 ml de una solución de NaCl. Todas las placas Petri fueron cerradas y luego colocadas en una caja de plástico cubierta con un plástico negro con agujeros pequeños para facilitar el ingreso de aire. Adicionalmente, para mantener una humedad adecuada, dentro de la caja, se colocaron placas abiertas con agua pura. La germinación fue definida como la protrusión de la raíz por la testa en la quinua por 2,0 mm, y en el trigo por 4,0 mm, conforme recomendaciones de ISTA (ISTA, 1985).

El material de plantas utilizado en esta investigación fue de la quinua la accesión Olav, seleccionada de material chilena, y del trigo el cultivar Kraka. La concentraciones de cloruro de sodio, aplicadas durante la germinación, fueron de 0 a 450 mM en cada 50 mM, y para la quinua de 500, 600 y 700 mM NaCl. La germinación fue medida hasta un máximo de 30 días, a una temperatura de 21 oC. Se efectuaron 8 repeticiones.

El número total de semillas germinadas y el progreso de la germinación de éstas fueron analizados en forma separada. La curva transformada de la germinación se analizó al ajustar una función logística ni lineal (STREIBIG et al., 1993). Para el análisis de las curvas de germinación, esta función requirió de modificaciones para que el límite superior resultase idéntico a la asíntota o al porcentaje de germinación final b. Ge50 que representó el tiempo para llegar al 50% de la germinación final, y a fue el aumento máximo en la germinación por día en el punto de inflexión.

 

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los resultados de la germinación de la quinua en soluciones de NaCl de 0-700 mM mostraron que no existe una diferencia significativa en la germinación a concentraciones de salinidad entre 0 y 350 mM, con porcentajes de germinación por encima de 90%. Cuando se aumentaron las concentraciones de sal, el porcentaje de germinación bajó a 87% (400 mM) y 51% (600 mM), mientras que la concentración de NaCl de 700 mM, el porcentaje de germinación fue sólo 13%. Se encontró una reducción en el porcentaje de germinación de 50% con una concentración de sal de 600 mM (Figura 1), un resultado que difiere de lo encontrado por GONZALEZ y PRADO (1992) quienes observaron en otra variedad (cv. Sajama) que una salinidad de 400 mM, se presentó una reducción similar.

En la quinua se observó una tasa de germinación a una concentración de 50-100 mM de sal y un a a 100 mM de sal, mayores a las de las mismas variables obtenidas en agua destilada (Figuras 2 y 3). Esto indica un estímulo a la germinación a bajas concentraciones de sal en el medio. A concentraciones de sal mayores o iguales a 350 mM, la tasa de germinación disminuyó significativamente, hasta cerca de 700 mM.

Se confirmó que el trigo es una especie tolerante a la sal ya que no se encontró ninguna diferencia significativa en la germinación a concentraciones de sal entre 0 y 450 mM, punto en que el porcentaje de germinación se mantuvo por encima de 90 (Figura 1).

Esta investigación indica que la diferencia entre la quinua (dicotiledónea) y el trigo (monocotiledónea) es que el porcentaje de germinación es menos afectado por concentraciones de sal aumentadas en el trigo que en la quinua, pero la tasa de germinación es afectada en el trigo aún con bajas concentraciones de 50 mM (Figura 2).

 

FIGURA 1. Porcentaje de la geminación (%G) de la quinua (q) y el trigo (W).

FIGURA 1. Porcentaje de la geminación (%G) de la quinua (q) y el trigo (W).

 

 

FIGURA 2. Tiempo necesario para alcanzar el 50% de germinación final (Ge50) de la quinua (q) y el trigo (w).

FIGURA 2. Tiempo necesario para alcanzar el 50% de germinación final (Ge50) de la quinua (q) y el trigo (w).

 

 

FIGURA 3. Aumento máximo de la germinación por día (a ) de la quinua (q) y el trigo (w).

FIGURA 3. Aumento máximo de la germinación por día (a ) de la quinua (q) y el trigo (w).

 

CONCLUSIÓN

La germinación final. como una respuesta a concentraciones crecientes de sal, parece afectarse menos en el trigo que en la quinua. Sin embargo, la quinua germina más rápido que el trigo, como se aprecia con un Ge50 más bajo en todos los niveles de NaCl, y además los resultados indican un estímulo a la tasa de germinación en la quinua con bajas concentraciones de sal.

BIBLIOGRAFÍA

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