Influencia de la luz, la posición, la humedad y el tipo de sustrato en la

germinación de la bellota de Quercus ilex

I.E.S. Ciudad JardínBadajoz

Justificación

Las encinas en Extremadura son origen de:

- Bienestar

- Riqueza económica

Pero actualmente la naturaleza no puede reemplazar el número de encinas que desaparecen pues lo hacen a gran velocidad debido a diversas causas:

Parásitos (p.e. Curculio elephas)

Enfermedades

Malas prácticas forestales

Incendios

Objetivo

¿cómo podemos obtener más encinas para repoblar las superficies anteriormente cubiertas con ellas?

Desde bellotas.

¿Cuáles son las mejores condiciones para que germinan las bellotas?

Este es nuestro trabajo

Por tanto nuestro objetivo se convirtió en conocer:

Cómo hay que colocar las semillas para que germinen mejor

Cómo influye la humedad en la efectividad del proceso germinativo.

De qué manera interviene la luz en la germinación.

Si es importante que la bellota disponga de sales minerales para germinar.

La tasa de bellotas parasitadas por Curculio elephas Gill.

Características de la encina

o De nombre científico Quercus ilex subsp. Rotundifolia, pertenece a la familia Fagaceae. Se aprovechan madera, frutos, cortezas, adornos…

o Sus frutos son las bellotas, de pericarpio seco y dos cotiledones muy desarrollados. Es de gran importancia alimenticia para el cerdo e indispensable para nuestra D.O. Jamones Dehesa de Extremadura.

o En España ocupa una superficie superior a 2 millones de ha, con el 20% de la superficie arbolada de España y 662 millones de individuos en 2008.

o Crece lentamente pero con gran vigor. En la planta joven el sistema radical crece rápidamente y lentamente la parte aérea.

o Es una especie de gran longevidad, en España hay encinas de 800 años.

o Se reproduce fácilmente desde sus bellotas y puede dar retoños, renuevos y brotes adventicios abundantes hasta más de 200 años. Fructifica todos los años dando cosechas importantes cada 2-3 años

Descripción de la bellota• La bellota es de pericarpio duro.

• La semilla es dicotiledónea.

• El embrión se sitúa en uno de los extremos de la bellota (el ápice).

• El embrión tiene dos partes fundamentales a) El embrión de la raíz, con el ápice dirigido hacia fuera de la bellota. Origina la nueva RAIZ

b) El embrión del tallo, dirigido en

sentido contrario. Origina el nuevo TALLO y las nuevas HOJAS

• En la germinación primero se desarrolla la raíz y después sólo se produce un pequeño desarrollo del ápice del tallo

Ciclo biológico de Curculio elephas I

Este barrenador es el principal animal parásito de la bellota

Es de ciclo anual.

La emergencia se produce a final de verano y principio de otoño,

Los adultos se alimentan durante una semana.

La puesta es de 1 a 2 ó 3 huevos en el interior de las bellotas con una fecundidad media de 40 huevos/hembra.

Ciclo biológico de Curculio elephas II

En la puesta la hembra perfora con el rostro la bellota y deposita un huevo y luego lo empuja hasta el fondo también con el rostro.

Se incuban unos 10 días y la larva comienza a alimentarse de los cotiledones de la bellota durante 35-40 días.

La larva abandona el fruto cuando termina su crecimiento perforando un orificio.

Se entierra a una profundidad de entre 10 y 70 cm para construir un cocón terroso para invernar.

A principios del verano siguiente comienza la pupación que dura entre 20 y 42 días.

Algunas larvas permanecen dos inviernos enterradas antes de transformarse.

Tras emerger el adulto, éste tarda algún tiempo en alcanzar la madurez sexual, reanudándose de nuevo el ciclo mencionado.

MuestreoSus características descriptivas son:

• Circunferencia en la base: es el perímetro de la circunferencia en la base del tronco, medida con cinta métrica: 1’82 metros.

• Altura: aproximadamente 7 metros. Medido por proyección de sombra.

• Diámetro de proyección de copa: es la media aritmética de 2 medidas en cruz de la proyección de la copa expresado en metros. Se usó una cinta métrica. Diámetro: 8’5 m.

• Estado fitosanitario: medida cualitativa de apreciación visual del número de ramas secas y del ataque de plagas. Nuestro pie presenta un estado fitosanitario bueno pues presenta un 5% de ramas secas y no presenta signos de plagas.

Desde el suelo cogimos 676 bellotas y directamente de las ramas 749 bellotas

Las bellotas son de una encina de Tres Arroyos, en el término municipal de Badajoz y la que se encuentra en las coordenadas:

38° 50’ 03.44’’ N 6° 53’ 11.55’’ E

Preparación de las muestras

• Sólo utilizamos las bellotas que recogimos en las ramas y que estuviesen sin parasitar por el taladrador.

• Para poder eliminar las bellotas con larva dejamos las 749 bellotas reposando durante dos semanas en el laboratorio.

• Las larvas que completaban su proceso de crecimiento abandonaban el fruto abriendo un agujero en el pericarpo lo que nos permitió separar las que estaban infectadas de las que no lo estaban.

• Las 749 bellotas iniciales se redujeron a 549 sanas de las que utilizamos 216 distribuidas de la siguiente forma :

SiembraSembramos las 216 bellotas en 6 bandejas de disección y cada bandeja sería dedicada a un estudio distinto:

• Bandeja guardada en la caja hermética, para evitar la contaminación de nutrientes inorgánicos y con sustrato de arena lavada

• Bandeja de bellotas aisladas de la luz, guardadas en la estufa de incubación.

• Bandeja de bellotas sembradas en horizontal y enterradas en sustrato para plantas.

• Bandeja con las bellotas sembradas en horizontal sobre el sustrato para plantas.

• Bellotas sembradas verticales con el ápice hacia arriba

• Bellotas verticales con el ápice enterrado

Aplicación de fungicida

Los hongos son enemigos habituales del proceso germinativo por tanto protegimos las bellotas pulverizando con un agente fungicida en dos ocasiones:

1ª Justo tras la siembra.

2ª Siete después de iniciado el experimento pues observamos la aparición de algunas hifas sobre algunas bellotas

Tras este segundo tratamiento sólo observamos hongos 31 días después del inicio de la experiencia.

Germinación y condiciones de germinaciónLos análisis de germinación tienen por objeto comprobar la proporción de un grupo de semillas con capacidad para germinar en un tiempo determinado.

• El resultado de la germinación expresado en tanto por ciento es la potencia germinativa.

• El tiempo medio de germinación (t.m.g.) viene dado por la expresión:TMG=Σ (ni x ti)/ Σ ni

Siendo ni es el número de semillas germinadas en el tiempo ti-1 y ti. El tiempo transcurrido desde la siembra es ti

• T50 es el número de días necesarios para que germinen el 50% de las semillas del total de semillas que germinan.

Bellotas parasitadas

OrigenNúmero total de

bellotasTotal de bellotas

parasitadasPorcentaje de

parasitadas

Suelo 676 526 78%

Ramas 749 200 27%

Era de esperar una diferencia de presencia de Curculio elephas en las bellotas que recogimos del suelo y las que recogimos de las ramas. Los resultados cumplieron con nuestras expectativas:

Desde el suelo Desde las ramas0

102030405060708090

100

Porcentaje de bellotas parasitadas según el origen

Índices generales y Potencia germinativa total

Bellotas sembradas Total de bellotas germinadas Potencia germinativa T50

216 161 74’5 % 13 días

Ger-mi-

nadas75%

No ger-minadas

26%

Potencia germinativa del total de bellotas sembradasEste dato no es muy significativo

pues está contabilizado el total de bellotas sembradas en muy distintas condiciones. Sin embargo destaca que este resultado global de potencia germinativa se aproxima a lo que cabía esperar (60-80%)

Resultados totales

Frecuencia acumulada de bellotas germinadas por días de siembra

DIAS TRANSCURRIDOS TRAS LA SIEMBRA

0 3 5 7 9 11 13 16 20 24 26 30 33

Bellotas en horizontal - 3 7 10 11 12 12 13 15 16 20 22 24

Embrión hacia arriba - 0 2 5 8 9 11 12 15 16 18 23 23

Embrión hacia abajo - ? ? 4? 4? 5? 6? 8? 8? 9? 1

9?3

7? 13

Enterradashorizontales - ? ? ? ? 1? 1? 3? 4? 5? 2

5?2

5? 34

En oscuridad - 4 10 18 18 24 24 25 29 31 32 33 33

Sobre arena lavada - 3 7 16 19 24 27 29 33 33 33 33 33

TOTALES - 10 25 54 69 74 81 90 103 109 119 127 161

Observaciones:

Las tres bellotas que no germinan en oscuridad son las tres que están infectadas de hongos.

Las frecuencias que aparecen con signo de interrogación son las bellotas que suponemos que han germinado basándonos en los signos externos.

El sistema radicular de las bellotas que germinan sobre arena lavada aparece muy desarrollado apareciendo numerosas raíces secundarias desde la raíz pivotante desde el 26 de experimento.

En horizontal Embrión hacia arriba

Embrión hacia abajo

Enterradas En oscuridad En arena lavada

67 64

36

94 92 92

33 36

64

6 8 8

Porcentaje de bellotas germinadas de cada bandeja

Germinadas Sin germinar

Resultados totales

Frecuencia acumulada de bellotas germinadas que presentan nuevo tallo por días de siembra

Parece apreciarse que el desarrollo del nuevo tallo viene favorecido por la condición de siembra horizontal pero tenemos pocos datos para asegurarlo.

El estudio relativo a las condiciones del desarrollo del nuevo tallo desde la bellota será el próximo objeto de estudio.

DIAS TRANSCURRIDOS TRAS LA SIEMBRA

0 3 5 7 9 11 13 16 20 24 26 30 33

Bellotas en horizontal - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 3 4

Embrión hacia arriba - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Embrión hacia abajo - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Enterradashorizontales - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 4

En oscuridad - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

Sobre arena lavada - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2

TOTALES - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 7 12

0

1

2

3

4

5

Número de nuevos tallos originados en cada bandeja

En horizontalEmbrión hacia arribaEmbrión hacia abajoEnterradasEn oscuridadEn arena lavada

Influencia de la luz

Los índices generales de las bandejas con las bellotas sembradas horizontales son similares independientemente de si están o no en presencia de luz.

Bandeja Potencia germinativa t.m.g. (días) T50 (días)

En oscuridad 92 % 28’22 7

En arena lavada 92% 29’41 7

Tumbadas en superficie 67% 17’08 11

Enterradas 94% No calculable No calculable

En oscurid

ad

En arena Lava

da

En horizontal

Enterradas

0

20

40

60

80

100

Comparativa de parámetros para determinar la influencia de la luz en la germinación

potencia germinativa t.m.g.T50

Influencia de la posiciónBandeja Potencia germinativa t.m.g. (días) T50 (días)

Tumbadas en superficie 67% 17’08 11

Embrión hacia arriba 64% 16’00 13

Embrión hacia abajo 36% No calculable No calculable

Enterradas 94% No calculable No calculable

En horizontal Embrión hacia arriba

Embrión hacia abajo

Enterradas0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Comparativa de parámetros para determinar la influencia de la posición de la semilla en la germinación

Potencia germinativat.m.g.T50

Aparecen resultados muy dispares en las bandejas con distinta disposición de las bellotas

Influencia del tipo de sustrato

Bandeja Potencia germinativa t.m.g. (días) T50 (días)En arena lavada 92% 29’41 7

Tumbadas en superficie 67% 17’08 11

Embrión hacia arriba 64% 16’00 13

Embrión hacia abajo 36% No calculable No calculable

Enterradas 94% No calculable No calculable

En oscuridad 92 % 28’22 7

En ar

ena l

avad

a

En horiz

ontal

Embrió

n hacia a

rriba

Embrió

n hacia a

bajo

Enter

radas

En oscu

ridad

0102030405060708090

100

Comparativa de parámetros para determinar la influencia del tipo de sustrato en la germinación

Potencia germinativat.m.g.T50

Los valores obtenidos en la bandeja con arena lavada son similares a los de ciertas bandejas y muy distintos a los de otras.

Influencia de la humedad

Bandeja Potencia germinativa t.m.g. (días) T50 (días)

En arena lavada 92% 29’41 7

En oscuridad 92% 28’22 7

Enterradas 94% No calculable No calculable

Embrión hacia abajo 36% No calculable No calculable

Tumbadas en superficie 67% 17’08 11

Embrión hacia arriba 64% 16’00 13

En ar

ena l

avad

a

En oscu

ridad

Enter

radas

Embrió

n hacia a

bajo

En horiz

ontal

Embrió

n hacia a

rriba

0102030405060708090

100

Comparativa de parámetros para determinar la influencia de la humedad en la germinación

Potencia germinativat.m.g.T50

Al comparar los índices determinados por la humedad se diferencian claramente dos grupos:

1- las bellotas germinadas con ambiente húmedo constante

2- las que no tienen ese ambiente.

Conclusiones1- La potencia germinativa, considerando el conjunto de todas las bellotas sanas, es de un 74’5%.

2-En noviembre, el 27% de las bellotas que permanecen en las ramas están parasitadas por la larva de Curculio elephas.

3-El tratamiento que mayor potencia germinativa presenta es el de las bellotas enterradas en sustrato.

4-La luz no tiene ninguna influencia sobre la germinación.

5-La presencia o ausencia de sales minerales no influye en la germinación de las bellotas.

6-En cuanto a la posición de las bellotas, la mejor opción es enterrarlas horizontalmente.

7-La humedad es el factor que más influencia tiene en el proceso germinativo.

*¿Cuáles son las mejores condiciones para el desarrollo del tallo?

*¿Cuál es mejor mes para la germinación?

*¿Qué influencia tiene la temperatura en la germinación?

*¿Qué es mejor la presencia de oxígeno o la de dióxido de carbono?

*¿Cuál es la influencia genética en la potencia germinativa?

*¿Influye el estado fitosanitario de cada árbol en el potencial germinativo?

Futuras líneas de investigación

Hemos llegado a algunas pocas conclusiones pero… …son más las dudas que se nos han planteado:

Al fin y al cabo la expresión que hace avanzar la ciencia no es “EUREKA!” sino “¿POR QUÉ…?”

Desde aquí queremos mostrar nuestro agradecimiento a todos los que con su trabajo y sus sugerencias han hecho posible esta pequeña investigación.

Por eso es obligado dedicar especialmente esta última diapositiva a todos los alumnos de 4º ESO-A del IES Ciudad Jardín.