Abstract
Las estrategias de restauración ecológica en ecosistemas altamente amenazados como el bosque seco tropical, dependen del conocimiento de factores limitantes de procesos biológicos, como la germinación y la longevidad de semillas de especies típicas de los mismos. En este estudio se evaluó el efecto de la luz y la temperatura en la germinación de semillas de dos especies de Fabaceae y dos de Bignoniaceae potencialmente útiles para restauración, y se determinó su comportamiento en el almacenamiento. Para el primer objetivo, se utilizaron cuatro niveles de calidad lumínica (fotoperiodo con 12 horas de luz, oscuridad y estímulos de luz enriquecida en rojo y luz enriquecida en rojo lejano, ambas por una hora), combinados con tres niveles de temperaturas alternadas (20/25, 20/30 y 25/30°C - 16/8h). Para el segundo objetivo, se utilizaron dos niveles de contenido de humedad de las semillas, con tres niveles de temperatura de almacenamiento (20, 5 y -20°C) y dos tiempos de almacenamiento (1 y 3 meses). La variable de respuesta para ambos experimentos fue el número de semillas germinadas, expresado en porcentaje (PG). Samanea saman y Jacaranda caucana presentaron un PG significativamente diferente entre los tratamientos lumínicos, con el valor menor en la oscuridad, mientras Pithecellobium dulce y Tabebuia rosea no presentaron diferencias significativas entre tratamientos (PG>90%). La respuesta a la temperatura mostró que 25/30°C es el régimen más adecuado para promover la germinación de la mayoría de las especies. Las semillas de las cuatro especies evaluadas presentaron un comportamiento ortodoxo en el almacenamiento. Se concluye que las semillas de P. dulce, J. caucana y T. rosea son indiferentes a las condiciones de luz y temperatura probadas, confiriéndoles ciertas ventajas en procesos de colonización y establecimiento frente a S. saman, cuya germinación no se ve favorecida en la oscuridad. Se sugiere el uso de semillas de P. dulce, J. caucana y T. rosea en proyectos de restauración ecológica del bosque seco Tropical, debido a su tolerancia y germinación en condiciones ambientales con intervalos amplios de temperatura y luminosidad. Mientras que, semillas de S. saman podrían ser usadas en sitios abiertos como claros de bosques.
Jhon Alexander Vargas-Figueroa1,2*, Olga Lucía Duque-Palacio1,3 Alba Marina Torres-González1,4
1Grupo de Investigación “Ecología y Diversidad Vegetal”, Departamento de Biología, Facultad de Ciencias Naturales y Exactas, Universidad del Valle, Cali, Colombia.
2lexvafi13@gmail.com
3olgadu64@yahoo.es
4alba.torres@correounivalle.edu.co
*Correspondencia
References
Benvenuti, S., Macchia, M., & Miele, S. (2001). Light, temperature and burial depth effects on Rumex obtusifolius seed germination and emergence. Weed Research, 41, 177-186.
Bradshaw, A. D. (1987). Restoration: an acid test for ecology. In W. R. Jordan III, M. E. Gilpin, & J. D. Aber (Eds.), Restoration ecology, a synthetic approach to ecological research (pp. 23-29). Cambridge, United Kingdom: Cambridge University Press.
Cabral, E. L., Barbosa, D. C. A., & Simabukuro, E. A. (2003). Armazenamento e germinação de sementes de Tabebuia aurea (Manso) Benth. & Hook. f. ex S. Moore. Acta Botanica Brasilica, 17(4), 609-617.
Carvalho, L. R., Da Silva, E. A. A., & Davide, A. C. (2006). Classificação de sementes florestais quanto ao comportamento no armazenamento. Revista Brasileira de Sementes, 28(2), 15-25.
Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca. (1990). Comparación de coberturas de bosques y humedales entre 1957 y 1986 con delimitación de las comunidades naturales críticas en el valle geográfico del río Cauca (Informe No. 90-7). Cali, Colombia.
Dalling, J. W., Swaine, M. D., & Garwood, N. C. (1997). Soil seed bank community dynamics in seasonally moist lowland tropical forest, Panama. Journal of Tropical Ecology, 13(5), 659-680.
Degan, P., Aguiar, I. B., Sader, R., Perecin, D., & Pinto, L. R. (2001). Influência de métodos de secagem na conservação de sementes de Ipê-branco. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 5(3), 492-496.
Díaz-Martín, R. M. (2005). Sinopsis de las especies colombianas de Pithecellobium (Leguminosae: Mimosoideae: Ingeae). In E. Forero, & C. Romero (Eds.), Estudios en leguminosas colombianas (pp. 281-300). Bogotá, D.C.: Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, Colección Jorge Álvarez Llenas No. 25.
Ellis, R. H., Hong, T. D., & Roberts, E. H. (1991). An intermediate category of seed storage behaviour? II. Effects of provenance, immaturity and imbibition on desiccation-tolerance in coffee. Journal of Experimental Botany, 42(238), 653-657.
Escobar, D. F., & Torres, A. M. (2013). Morphology, ecophysiology and germination of seeds of the neotropical tree Alibertia patinoi (Rubiaceae). Revista de Biología Tropical, 61(2), 547-556.
Espinal, S., & Montenegro, E. (1963). Formaciones vegetales de Colombia: memoria explicativa sobre el mapa ecológico. Bogotá, D.C.: Instituto Geográfico Agustin Codazzi.
Esquivel, M. J., Harvey, C. A., Finegan, B., Casanoves, F., Skarpe, C., & Nieuwenhuyse, A. (2009). Regeneración natural de árboles y arbustos en potreros activos de Nicaragua. Agroforestería en las Américas, 47, 76-84.
Fenner, M., & Thompson, K. (2005). The ecology of seeds. New York: Cambridge University Press.
Gentry, A. H. (1995). Diversity and floristic composition of neotropical dry forest. In S. H. Bullock, H. A. Mooney, & E. Medina (Eds.), Seasonally tropical dry forest (pp. 146-194). Cambridge, Reino Unido: Cambridge University Press.
Gentry, A. H. (2009). Flora de Colombia No.25: Bignoniaceae. Bogotá, D.C.: Universidad Nacional de Colombia.
Harrington, J. F. (1972). Seed storage and longevity. In T. T. Kozlowski (Ed.), Seed biology, Vol. III. Insects and seed collection, storage, testing and certification (pp. 145-245). London: Academic Press.
Heschel, M. S., Butler, C. M., Barua, D., Chiang, G., Wheeler, A., Sharrock, R. A., & Donohue, K. (2008). New roles of phytochromes during seed germination. International Journal of Plant Sciences, 169(4), 531-540.
Holl, K. D. (1999). Factors limiting tropical rain forest regeneration in abandoned pasture: seed rain, seed germination, microclimate, and soil. Biotropica, 31(2), 229-242.
Hong, T. D., & Ellis, R. H. (1996). A protocol to determine seed storage behaviour. (Technical Bulletin No. 1) Retrieved from International Plant Genetic Resource Institute http://www.cbd.int/doc/case-studies/tttc/SeedStorage.pdf
Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales. (2005). Atlas climatológico de Colombia. Retrieved from http://institucional.ideam.gov.co/jsp/loader.jsf?lServicio=Publicaciones&lTipo=publi
caciones&lFuncion=loadContenidoPublicacion&id=55
International Seed Testing Association. (1999). International Rules for Seed Testing. Zürich, Switzerland: Seed Science & Technology.
Janzen, D. H. (1988). Tropical dry forests, the most endangered major tropical ecosystem. In E. O. Wilson, & F. M. Peter (Eds.), Biodiversity (pp. 130-144). Washington, DC: National Academies Press.
Jayasuriya, K. M. G. G., Wijetunga, A. S. T. B., Baskin, J. M., & Baskin, C. C. (2013). Seed dormancy and storage behavior in tropical Fabaceae: a study of 100 species from Sri Lanka. Seed Science Research, 23(4), 257-269.
Kairo, M., Ali, B, Cheesman, O., Haysom, K., & Murphy, S. (2003). Invasive species threats in the Caribbean region (Report to The Nature Conservancy). Retrieved from http://www.issg.org/database/species/reference_files/Kairo%20et%20al,%202003.pdf
Kendrick, R. E., & Spruit, C. J. P. (1977). Phototransformation of phytochrome. Photochemistry and Photobiology, 26, 201-214.
Labouriau, L. G., & Valadares, M. E. (1976). On the germination of seeds of Calotropis procera (Ait.) Ait.f. Anais da Academia Brasileira de Ciências, 48(2), 263-284.
McCullough, J. M., & Shropshire, W. J. (1970). Physiological predetermination of germination responses in Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. Plant & Cell Physiology, 11, 139-148.
Mora, A., Valdez, J. I., Ángeles, G., Musálem, M. A., & Vaquera, H. (2006). Establecimiento y desarrollo de plántulas de Tabebuia rosea (Bignoniaceae) en una selva subcaducifolia manejada de la costa Pacífica de México. Revista de Biología Tropical, 54(4), 1215-1225.
Murphy, P. G., & Lugo, A. E. (1995). Dry forests of Central America and the Caribbean. In S. H. Bullock, H. A. Mooney, & E. Medina (Eds.), Seasonally tropical dry forest (pp. 9-34). Cambridge, United Kingdom: Cambridge University Press.
Murdoch, A. J., & Ellis, R. H. (2000). Dormancy, viability and longevity. In M. Fenner, (Ed.), Seeds: the ecology of regeneration in plant communities (pp. 183-214). London: CAB International.
Nichols, M. A., & Heydecker, W. (1968). Two approaches to the study of germination data. Proceedings of the International Seed Testing Association, 33(3), 531-540.
Pérez-Arbeláez, E. (1956). Plantas útiles de Colombia. Bogotá, D.C.: Camacho Roldán Ltda.
Pezzopane, J. E. M., Reis, G. G., Reis, M. G. F., Da Costa, J. M. N., & Chaves, J. H. (2002). Temperatura do solo no interior de um fragment de floresta secundária semidecidual. Revista Brasileira de Agrometeorologia, 10(1), 1-8.
Pons, T. L. (2000). Seeds responses to light. In M. Fenner (Ed.), Seeds: the ecology of regeneration in plant communities (pp. 237-260). London: CAB International.
Portillo-Quintero, C. A., & Sánchez-Azofeifa, G. A. (2010). Extent and conservation of tropical dry forest in the Americas. Biological Conservation, 143, 144-155.
Primack, R. B. (1980). Variation in the phenology of natural population of montane shrubs in New Zealand. Journal of Ecology, 68(3), 849-862.
Probert, R. J. (2000). The role of temperature in the regulation of seed dormancy and germination. In M. Fenner (Ed.), Seeds: the ecology of regeneration in plant communities (pp. 261-292). London: CAB International.
Quesada, M., Sánchez-Azofeifa, A., Álvarez-Añorve, M., Stoner, K. E., Avila-Cabadilla, L., Calvo-Alvarado, J., & Sánchez-Montoya, G. (2009). Succession and management of tropical dry forests in the Americas: Review and new perspectives. Forest Ecology and Management, 258, 1014-1024.
Ranal, M. A., & Santana, D. G. (2006). How and why to measure the germination process? Revista Brasileira de Botanica, 29(1), 1-11.
Roberts, E. H. (1973). Predicting the storage life of seed. Seed Science & Technology, 1, 499-514.
Santos, D. L. D., Sugahara, V. Y., & Takaki, M. (2005). Efeitos da luz e da temperatura na germinação de sementes de Tabebuia serratifolia (Vahl) Nich, Tabebuia chrysotricha (Mart. ex DC.) Standl. e Tabebuia roseo-alba (Ridl) Sand – Bignoniaceae. Ciência Florestal, 15(1), 87-92.
Scalon, S. P. Q., Mussury, R. M., Filho, H. S., Francelino, C. S. F., & Florencio, D. K. A. (2006). Armazenamento e tratamentos pré-germinativos em sementes de jacarandá (Jacaranda cuspidifolia Mart.). Revista Árvore, 30(2), 179-185.
Seo, M., Hanada, A., Kuwahara, A., Endo, A., Okamoto, M., Yamauchi, Y., & Nambara, E. (2006). Regulation of hormone metabolism in Arabidopsis seeds: phytochrome regulation of abscisic acid metabolism and abscisic acid regulation of gibberellin metabolism. The Plant Journal, 48, 354-366.
Shinomura, T. (1997). Phytochrome regulation of seed germination. Journal of Plant Research, 110, 151-161.
Shinomura, T., Nagatani, A., Chory, J., & Furuya, M. (1994). The induction of seed germination in Arabidopsis thaliana is regulated principally by phytochrome B and secondarily by phytochrome A. Plant Physiology, 104(2), 363-371.
Siegel, S., & Castellan, N. J. (1988). Nonparametric statistics for the behavioral sciences. New York: McGraw-Hill.
Smith, H. (2000). Phytochromes and light signal perception by plants - an emerging synthesis. Nature, 407, 585-591.
Socolowski, F., & Takaki, M. (2004). Germination of Jacaranda mimosifolia (D. Don - Bignoniaceae) seeds: effects of light, temperature and water stress. Brazilian Archives of Biology and Technology, 47, 785-792.
Socolowski, F., & Takaki, M. (2007). Germinação de sementes e emergência de plântulas de Tabebuia rosea (Bertoloni) A.P. De Candolle (Bignoniaceae), uma espécie exótica com potencial invasor. Revista Árvore, 31(2), 229-238.
Socolowski, F., Vieira, D. C. M., & Takaki, M. (2008). Interaction of temperature and light on seed germination in Tecoma stans L. Juss. ex Kunth (Bignoniaceae). Brazilian Archives of Biology and Technology, 51, 723-730.
Space, J. C., & Falanruw, M. (1999). Observations on invasive plant species in Micronesia. (Report prepared for the meeting of the Pacific Islands Committee, Council of Western State Foresters, Majuro, Republic of the Marshall Islands). Retrieved from http://www.hear.org/pier/pdf/micronesia_report.pdf
Space, J. C., & Flynn, T. (2000). Observations on invasive plant species in American Samoa (Report prepared for the meeting of the Pacific Islands Committee, Council of Western State Foresters, Majuro, Republic of the Marshall Islands). Retrieved from http://www.hear.org/pier/pdf/american_samoa_report.pdf
Space, J. C., & Flynn, T. (2001). Report to the Kingdom of Tonga on invasive plant species of environmental concern. Retrieved from Institute of Pacific Islands Forestry http://www.hear.org/pier/pdf/tonga_report.pdf
Space, J. C., & Flynn, T. (2002). Report to the government of the Cook Islands in invasive plant species of environmental concern. Retrieved from Institute of Pacific Islands Forestry http://www.hear.org/Pier/pdf/cook_islands_report.pdf
Space, J. C., Lorence, D. H., & LaRosa, A. M. (2009). Report to the Republic of Palau: 2008 update on invasive plant species. Retrieved from Institute of Pacific Islands Forestry http://hear.its.hawaii.edu/pier/pdf/Palau_report_2008.pdf
Space, J. C., Waterhouse, B., Denslow, J. S., Nelson, D., & Waguk, E. E. (2000). Invasive plant species on Kosrae, Federated States of Micronesia. Retrieved from Institute of Pacific Islands Forestry http://www.hear.org/pier/pdf/kosrae_report.pdf
Stockman, A. L., Brancalion, P. H. S., Novembre, A. D. L. C., & Chamma, H. M. C. P. (2007). Sementes de Ipê-Branco (Tabebuia roseo-alba (Ridl.) Sand. - Bignoniaceae): temperatura e substrato para o teste de germinação. Revista Brasileira de Sementes, 29(3), 139-143.
Tan, D. T., Thu, P. Q., & Dell, B. (2012). Invasive plant species in the national parks of Vietnam. Forests, 3, 997-1016.
Thompson, K. (2000). The functional ecology of soil seed banks. In M. Fenner (Ed.), Seeds: the ecology of regeneration in plant communities (pp. 215-235). London: CAB International.
Torres, A. M., Adarve, J. B., Cárdenas, M., Vargas, J. A., Londoño, V., Rivera, K., & González, A. M. (2012). Dinámica sucesional de un fragmento de bosque seco tropical del Valle del Cauca, Colombia. Biota Colombiana, 13(2), 66-85.
Vargas-Figueroa, J. A. (2012). Fisiología de semillas de Tecoma stans (Bignoniaceae), una especie del bosque seco tropical. (Unpublished bachelor thesis). Universidad del Valle, Cali, Colombia.
Vieira, C. V., Da Silva, E. A. A., Alvarenga, A. A., Castro, E. M., & Toorop, P. E. (2010). Stress-associated factors increase after desiccation of germinated seeds of Tabebuia impetiginosa Mart. Plant Growth Regulation, 62, 257-263.
Vieira, D. L. M., & Scariot, A. (2006). Principles of natural regeneration of tropical dry forests for restoration. Restoration Ecology, 14(1), 11-20.
Zar, J. H. (1996). Biostatistical analysis (3rd edition). Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall.
Comments
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Copyright (c) 2015 Revista de Biología Tropical