Contexto histórico del mejoramiento de la calidad de las semillas

Los efectos de la urbanización y del cambio climático están convergiendo en peligrosas direcciones que suponen una seria amenaza para la estabilidad medioambiental, económica y social del mundo (ONU, 2011a).

Con respecto al medio ambiente, la urbanización desmedida ha provocado la fragmentación del hábitat creando un efecto negativo sobre la adecuación biológica de las plantas al reducir la cantidad de semillas producidas, debido a que en poblaciones más pequeñas y aisladas disminuye la cantidad y calidad del polen que llega a los estigmas (Cunningham, 2000), disminuyendo la calidad de las semillas producidas, al reducir atributos como la viabilidad, tamaño o capacidad germinativa (Ramsey y Vaughton, 1996) y reduciendo la variabilidad genética de las poblaciones, induciendo el endocruzamiento, es decir, la reproducción de individuos del mismo genotipo o emparentados (Routley et al., 1999); todo lo anterior podría afectar negativamente la sobrevivencia de las poblaciones de plantas a largo plazo (Henríquez, 2004).

La producción agrícola no es ajena a estos problemas, la disminución de las áreas de cultivo, erosión de los suelos (FAO, 2002a), cambio climático (IPCC, 2007), deficiente calidad de las semillas como su bajo porcentaje de germinación (Pietruszewski et al., 2007), producción de semillas con bajo vigor (Hampton et al., 2002), y la presencia de microrganismos patógenos en las semillas (Gally et al., 2004), hacen cada vez más difícil la producción de alimentos suficiente para la actual población mundial.

Una manera de incrementar el rendimiento en las cosechas, es por medio de semillas de buena calidad (Khah et al., 1989) la cual se define como el conjunto de todos los atributos genéticos, físicos, fisiológicos y sanitarios que afectan a la capacidad de las plantas para producir altos rendimientos. La calidad física comprende tanto la pureza (proporción de semillas deseadas en un lote con respecto a otros cultivos no deseados y materia inerte) como la condición física de semillas (grado de humedad, tamaño, color, densidad, apariencia, daños mecánicos y también daños causados por los insectos y las infecciones causadas por enfermedades).

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Mientras que la calidad fisiológica de las semillas se evalúa con respecto a su viabilidad (medida con la prueba de germinación a fin de determinar la germinación máxima de semilla) y vigor (detecta los cambios más sutiles en la calidad fisiológica que no se revelaron por la prueba de germinación), el vigor de las semillas es el reflejo de un conjunto de características que determinan su potencial fisiológico, es decir, la capacidad de presentar un rendimiento adecuado cuando se exponen a diferentes condiciones ambientales (Gomes et al., 2012).

El contar con una buena calidad fisiológica de las semillas, significa el obtener un mayor porcentaje y velocidad de germinación de las semillas así como plántulas más altas con una buena capacidad de absorción de agua y mayor biomasa, obteniendo de esta manera, plantas con una mayor oportunidad las cuales podrían generar mayor rendimiento en las cosechas (Duran et al., 2011; Hussein et al., 2011; Hye Kim et al., 2004).

Con el fin de obtener semillas con una buena calidad fisiológica, el hombre ha empleado diferentes métodos como:

1.1.2.3.1 Métodos tradicionales

Los métodos tradicionales de agricultura utilizan el conocimiento ancestral que se hereda por generaciones, formando la cultura del lugar, los cuales le han permitido al pequeño agricultor satisfacer sus necesidades de subsistencia durante siglos, aún en condiciones ambientales adversas, sin embargo en muchos casos su producción es tan lenta y escasa que solo permite el consumo propio y un muy pobre comercio. Uno de sus aportes más importantes es la identificación de semillas nativas de alta calidad, que garantizan un rápido y uniforme establecimiento de cultivos (Zepeda et al., 2010).

1.1.2.3.2 Agroquímica.

Estudia las causas y efectos en las reacciones bioquímicas que afectan al crecimiento animal y vegetal. Este método incorpora el uso de abonos o fertilizantes así como de sustancias fitosanitarias como herbicidas, insecticidas o fungicidas que en muchos casos causan daño a la tierra, al medio ambiente, y por tanto a los alimentos y a la salud humana (Vasilevski, 2003; Zepeda et al., 2010; Gutiérrez et al., 2011). Este tipo de producción es conocida como agricultura

intensiva, con la cual ha sido posible la producción suficiente de alimentos para la actual población mundial (Zepeda et al., 2002).

Conforme se observaron los efectos nocivos de los agroquímicos, los países industrializados comenzaron a restringir su fabricación, comercialización y uso; mientras que en el tercer mundo, por el contrario se fomentó la penetración de plaguicidas principalmente en el área industrial, aunque su objetivo de mayor producción y desaparición del hambre no se ha logrado (Ortiz et al., 2013; Massieu, 1991).

El nombre de estos productos químicos fue evolucionando hacia nombres más amistosos con el medio ambiente, pasó del originario pesticida a plaguicida, posteriormente a compuesto químico agrícola o agroquímico, y últimamente comienza a llamarse protector químico de cosechas. De acuerdo al ente que intente eliminar, el agroquímico se denomina insecticida, funguicida, avicida, acaricida, nematicida, vermicida y herbicida (FAO, 2002b).

El uso de agroquímicos para el control de problemas fitosanitarios en la agricultura tiene su origen en el siglo XIX, con el uso de compuestos a base de azufre, cal, arsénico y fósforo.

1ra. Generación. Los primeros insecticidas surgieron en el siglo XX y hasta la década de 1940 se descubrió el DDT (Dicloro Difenil Tricloroetano), un compuesto organoclorado que permitió el control masivo de las plagas más importantes en la agricultura, logrando el incremento de los rendimientos de los cultivos; sin embargo este insecticida tienen una alta persistencia en el ambiente, se absorbe a través de la piel y por vía digestiva, acumulándose en los tejidos grasos de los animales de sangre caliente incluyendo el hombre; actualmente solo se utilizan en algunos países para el control de insectos nocivos de la salud pública, su uso agrícola está restringido y en la mayoría prohibido. Posteriormente aparecieron los plaguicidas organofosforados, los cuales se absorben por inhalación, ingestión y vía cutánea; su uso se ha venido reduciendo; sin embargo todavía se utiliza en la mayoría de los países (FAO, 2002b).

2a. Generación. Los insecticidas carbonatos usados también como, fungicidas y herbicidas. Actúan por inhalación, ingestión y vía cutánea y su uso va en decremento al surgir nuevos grupos (FAO, 2002b).

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3a. Generación. Los plaguicidas piretroides, producto sintético que tuvo mucho éxito en los 80s por su poca persistencia en el ambiente y alto efecto insecticida; sin embargo su uso masivo e intensivo ha propiciado la reducción de su eficacia por el incremento de la resistencia de los insectos, además de ser irritantes de la piel y mucosas (FAO, 2002b).

A partir de 1990, empezaron a surgir plaguicidas de acción muy específica, de bajas dosis de aplicación y más seguros para el usuario y el ambiente aunque con mayor riesgo de generar resistencia. La revolución verde de la agricultura se alcanzó con el surgimiento de fertilizantes químicos nitrogenados, sin embargo su producción requiere de grandes cantidades de energía, su uso genera la liberación de amoniaco a la atmósfera afectando la capa de ozono y su uso indiscriminado afecta la fertilidad de suelo haciendo a los agricultores dependientes de estos insumos para seguir produciendo (Vergel, 2014).

1.1.2.3.3 Genética.

En 1953 se descubrió la molécula del ácido desoxirribonucleico (ADN), considerada como la base material de la herencia genética. En 1975 se descubrió el mecanismo que hizo posible manipular la información genética. En 1983 se creó la primera planta transgénica, definida como organismo vivo al que se injertaron genes de otras especies para generar propiedades emergentes (distintas) a su estructura natural. En 1983 se hicieron los primeros experimentos para desarrollar plantas transgénicas, consiguiendo introducir el gen de una luciérnaga a la planta del tabaco para conseguir que fuera fluorescente; comenzando así el desarrollo de semillas transgénicas para su comercialización. La primera planta transgénica en comercializarse fue de maíz en 1985, por ser considerada un grano de importancia comercial por su valor alimentario, además de que es una de las plantas modelo en la investigación genética (Enciso, 2007)

Mediante la ingeniería genética se han podido modificarse las características de gran cantidad de plantas para mejorar su crecimiento temprano, hacerlas más resistentes y que produzcan más en menos tiempo, sin embargo los productos transgénicos no han sido bien recibidos, principalmente en países desarrollados, preocupados por la salud y la ayuda al medio ambiente, exigiendo productos limpios, variados, nutritivos y con un valor agregado (Perry y Banker, 2000).

1.1.2.3.4 Métodos biofísicos

La biofísica es la ciencia que estudia la biología con los principios y métodos de la física, con los cuales se pueden estudiar los sistemas biológicos (DRAE, 2014).

Investigadores de todo el mundo se han dado a la tarea de buscar métodos sostenibles para aumentar la calidad de las semillas y Vasilevski (2003), entre otros, afirmó que los métodos físicos son una manera de lograrlo. La estimulación de semillas en pre-siembra con luz láser (Hernández et al., 2010), campo magnético permanente (Aladjadjiyan, 2010; Atak et al., 2007; Flórez et al., 2007; Martínez et al., 2009), estático producido con bobinas (Pittman, 1977; García et al., 2001; García, 2002), variable (Huang y Wang, 2007, 2008; Aksyonov et al., 2001), agua tratada magnéticamente (Carbonell et al., 2004; Morejón et al., 2007), entre otros, han tenido resultados favorables en su germinación, vigor y crecimiento inicial. En la Tabla 1.3 se muestran las ventajas y desventajas de los métodos empleados en la agricultura para mejorar la calidad de las semillas y en la Figura 1.6 se muestra su evolución en el tiempo.

Tabla 1.3 Ventajas y desventajas de los métodos empleados para mejorar la calidad de las semillas (Elaboración propia, 2012)

Ventajas Desventajas

Bajos costos. Aún en condiciones ambientales adversas permite satisfacer las necesidades de subsistencia del pequeño agricultor e Identificar las semillas nativas de alta calidad, que garantizan un más rápido, uniforme y buen establecimiento de cultivos (Zepeda et al., 2010).

En muchos casos su producción es tan lenta y escasa que sólo permite satisfacer las necesidades de subsistencia del pequeño agricultor y un muy pobre comercio.

Altas producciones en tiempos menores que ha contribuido a alimentar a la actual población mundial.

Altos costos. El uso de abonos, fertilizantes, herbicidas, insecticidas y fungicidas, en muchos casos cusan daño a la tierra, al medio ambiente, y por tanto a los alimentos y a la salud humana (Vasilevski, 2003; Zepeda et al., 2010; Gutiérrez et al., 2011). Rompen con el equilibrio ecológico, desde el suelo, agua, hongos, insectos, plantas, animales y el ser humano.

Incrementan la resistencia y productividad de las plantas en un menor tiempo. Contribuyen a alimentar a la actual población mundial.

Altos costos. Los productos transgénicos no han sido bien recibidos principalmente en países desarrollados.

Disminución de la diversidad de las especies y Temor de sus impactos negativos en la salud y el medio ambiente.

En la mayoria de los casos: Disminuye los tiempos de germinación e Incrementa la germinación inicial, porcentaje de germinación, establecimiento de cultivos, peso fresco y seco, así como el rendimiento de las cosechas siendo Amigable con el medio ambiente.

Desconocimiento de las técnicas.

Métodos Tradicionales

Métodos Agroquimicos

Métodos Genéticos

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Figura 1.6 Evolución de los métodos empleados para mejorar la calidad fisiológica de las semillas (Elaboración propia, 2014)

A continuación se presenta el contexto histórico del magnetismo como tratamiento en pre- siembra para mejorar la calidad fisiológica de semillas.