En algunas especies resulta difícil extraer las semillas aun después de someter a los frutos a los tratamientos habituales de secado y volteado o trillado. En Filipinas, en las leguminosas Delonix regia, Pithecellobium saman, Cassia fistula, C. javanica y Parkia javanica es preciso abrir las vainas, duras e indehiscentes, con un machete o cuchillo y después ir sacando las semillas una a una (Seeber y Agpaoa 1976). Las vainas de P. saman son dulces y gustan mucho a los termes; si se amontonan en un lugar oscuro, al cabo de un tiempo sólo quedan las semillas limpias.
Goor y Barney (1976) recomiendan que las semillas de Cedrus se guarden en los conos, pues las semillas extraídas pierden rápidamente su viabilidad. Al finalizar el período de almacenamiento, los conos han de ponerse a remojo en agua para facilitar la extracción. Después de este tratamiento, se abren fácilmente con la mano y se extraen las semillas para sembrarlas de inmediato.
Los conos serótinos de especies como Pinus brutia, P. halepensis, P. contorta y P. radiata necesitan a veces un tratamiento especial que los induzca a abrirse. En algunos casos ha dado buenos resultados el procedimiento de sumergirlos en agua hirviendo durante 10–120 segundos (hasta 10 minutos en algunos lotes especialmente refractarios), y después someterlos en la estufa de secado a temperaturas muy elevadas (75–80°C). Se precisa esta alta temperatura para fundir la resina que, como un fuerte adhesivo, aglutina las escamas solapadas de los conos (Stein y otros 1974, Krugman y Jenkinson 1974).
Los conos verdes e inmaduros necesitan también a veces un tratamiento especial. Se comprobó que los conos verdes de Pinus merkusii de Zambales (Filipinas) soltaban sólo el 7 por ciento de las semillas que contenían tras remojarse en agua durante 48 horas y secarse durante 80 horas a una temperatura inicial de 30°C y una temperatura final de 50°C; cuando este ciclo de remojado y secado se repetía cinco o seis veces, los conos soltaban el 79 por ciento de sus semillas (Gordon y otros 1972). El período total de esta operación, de 4–5 semanas, no sería económico en la silvicultura operacional. La otra posibilidad, que es la que se recomienda, consiste en recolectar sólo los conos pardos y maduros, que soltaban el 91 por ciento de sus semillas en un único ciclo.
Una vez extraídas las semillas de los frutos, se precisan varias operaciones de preparación para el almacenamiento. Hay que separar las semillas viables de las vacías y no viables y de los fragmentos inertes de fruto; cuando las semillas tienen alas, lo que no ocurre en todas las especies, hay que quitarlas; cuando las semillas se van a almacenar, es preciso determinar su contenido de humedad y, en su caso, elevarlo o rebajarlo hasta el porcentaje más adecuado para el almacenamiento. Si se considera deseable que el crecimiento del material de vivero se produzca de manera uniforme, pueden clasificarse también las semillas por tamaños.
El material inerte ocupa espacio tanto de almacenamiento como de transporte y puede hacer que en el vivero sea desigual la densidad de los semilleros. Comporta asimismo un riesgo de introducción de plagas o enfermedades mayor que el que comportan las semillas mismas; por ejemplo, son los fragmentos de acícula y no las semillas los que transportan las esporas que producen la pérdida acicular. La limpieza hasta conseguir un alto grado de pureza es fácil en algunas especies pero más difícil en otras. En algunas de ellas no es conveniente limpiar las semillas hasta un grado de pureza superior a un determinado porcentaje, pues superado ese nivel se va con las impurezas una cantidad cada vez mayor de semilla buena (Goor y Barney 1976). Además, el esfuerzo extraordinario de esta limpieza especial es laborioso y costoso. Morandini (1962) recomendó respecto de las semillas de Larix que no se limpiaran más allá de una pureza del 65 por ciento, pues estaba demostrado que proseguir la limpieza a partir de ese nivel producía una pérdida muy notable de semilla buena. Esto se debe a que el gran grosor de la cubierta seminal en relación con el tamaño total de la semilla hace que las semillas vacías sean casi tan pesadas como las llenas. En muchas especies de eucalipto, especialmente en los subgéneros Monocalyptus e Idiogenes, es difícil separar las semillas fértiles de las granzas que salen de las cápsulas al mismo tiempo. Las semillas viables tienen muchas veces un tamaño, una forma y un color parecidos a los de las partículas de granzas, y la relación en peso entre éstas y la semilla viable suele oscilar entre 5 : 1 y 30 : 1 (Grose y Zimmer 1958, Boland y otros 1980). Por eso, los lotes comerciales de semilla de eucalipto se limpian de hojas, ramitas y otros fragmentos grandes, pero la “semilla” resultante es en realidad una mezcla de semilla y granzas; esta práctica es aceptada por compradores y vendedores. Siempre que los lotes de semilla vayan acompañados de los resultados de ensayos que ofrezcan el número de semillas viables por unidad de peso de semilla más granzas, al usuario no le debe preocupar demasiado que contengan una determinada cantidad de impurezas. Por consiguiente, la limpieza de las semillas que se van a destinar a usos operacionales debe efectuarse con un criterio selectivo. Puede ser necesaria cuando se emplean técnicas especiales, como por ejemplo cuando las semillas se van a preparar en forma de pellas o cuando se van a destinar a siembra de precisión. También es necesaria una limpieza repetida, hasta alcanzar un grado de pureza muy elevado, cuando la recolección se efectúa con fines de investigación y se va a tratar de obtener unos conocimientos básicos sobre la germinación u otras características de las semillas.
Muchos árboles forestales tienen semillas aladas o frutos alados, y casi todas las semillas de coníferas poseen un ala que puede ser desde larga y dura hasta muy corta y blanda (Morandini 1962, Turnbull 1975c). A fin de facilitar el procesamiento de las semillas y su siembra en el vivero, esta ala suele quitarse siempre que se mayor que la semilla (o fruto).
En varios géneros de coníferas, como por ejemplo Thuja, Chamaecyparis o Cupressus, las alas son pequeñas o es poco práctico separarlas de las semillas; en unos pocos géneros no pueden quitarse sin menoscabo de la viabilidad de la semilla, como ocurre por ejemplo en Libocedrus (Stein y otros 1974). Muchos frutos alados de frondosas, por ejemplo Casuarina, Betula o Ulmus, se almacenan y siembran intactos, pero las alas de otros frutos, como por ejemplo Swietenia, que son mayores, pueden romperse y separarse (Robbins 1982b).
Cuando se trata de cantidades de semilla pequeñas, la separación de las alas puede realizarse manualmente, bien frotando las semillas entre las manos o contra un cedazo o superficie rugosa, bien frotándolas también a mano dentro de una bolsa de tela o haciéndolas pasar, entre dos paños o en una bolsa de tela, por el espacio que queda entre una superficie de caucho abajo y un rodillo arriba (Stein y otros 1974, Turnbull 1975c). Cuando se trata de cantidades grandes, es habitual separar las alas por medios mecánicos.
Las máquinas que se utilizan para separar las alas van desde aparatos manuales hasta equipo semiautomático de gran tamaño que ofrece un rendimiento continuo. Son de uso frecuente las mezcladoras de maíz y las hormigoneras. Cuando se efectúa de manera descuidada, la separación mecánica de las alas puede dañar las semillas por aplastamiento, agrietamiento o abrasión (Kamra 1967, Wang 1973).
Las máquinas que se utilizan para separar las alas son en su mayoría mecanismos giratorios en los que la semilla es presionada, por unos cepillos o almohadillas, contra las paredes de un cilindro, o también en los que unas cabezas o almohadillas giratorias obligan a las semillas a pasar por unas ranuras estrechas, donde quedan detenidas las alas. Cuando el paso entre las cabezas o cepillos es demasiado pequeño, la semilla puede resultar dañada (Morandini 1962). Lowman y Casavan (1978) han descrito una máquina especialmente diseñada para quitar las alas de lotes de semilla pequeños, de 5 kg o menos, y que se limpia fácilmente entre una operación y otra. Consiste básicamente en un cilindro forrado de caucho con un eje central giratorio al que están fijadas unas aletas de goma pura. La inclinación es variable, de manera que las semillas y las alas puedan salir de la máquina por gravedad.
Nartov y otros (1979) describen una máquina que se utiliza en la Unión Soviética y que separa las alas y al mismo tiempo limpia las semillas. Es portátil y pesa entre 50 y 70 kg. Una tolva y una hélice pasan las semillas a la unidad de separación de las alas, que tiene unas astas batidoras tipo cepillo. Después un ventilador elimina las alas y el material más ligero, mientras que el más pesado cae a una serie de cribas inclinadas de diversas mallas. Las semillas limpias van cayendo así a diversos recipientes, clasificados según el tamaño de aquéllas.
En algunos casos pueden evitarse los daños mecánicos realizando la operación en húmedo. Wang (1973) describe un método de este tipo que se utiliza para separar las alas de las semillas de coníferas en el Canadá. Se humedecen las semillas con agua y se dejan en remojo durante 20–30 minutos, y a continuación se remueven con un cepillo blando o con una esponja en una hormigonera giratoria, para separar las alas. Isaacs (1972) ha descrito un principio parecido para separar las alas de las semillas de pino. En este caso es un depósito de gran tamaño, con tubos que se mueven lentamente, lo que agita con suavidad las semillas, previamente humedecidas a razón de unos dos litros de agua por 45 kg de semilla. Las alas absorben la humedad y se separan de las semillas. En Honduras se quitan las alas de Pinus caribaea y P. oocarpa en húmedo, mediante una pequeña hormigonera o tambor giratorio. La capacidad del tambor debe ser como mínimo el doble de la cantidad de semilla que se va a procesar, y la velocidad de rotación ha de ser de aproximadamente una revolución por cada 2–3 segundos (Robbins 1983a, b). Las semillas aladas se voltean en seco en el tambor durante 15 minutos; después se rocían lentamente con agua, de la manera más uniforme posible, mientras el tambor sigue girando; debe emplearse más o menos un litro de agua por cada 50 litros de semilla. Tras añadir el agua se sigue volteando durante 45 minutos, y después se saca la mezcla a una bandeja cuyo fondo es de tela metálica; entonces las semillas se separan de las alas. En Suecia la operación suele efectuarse también en húmedo. En este procedimiento, las semillas absorben agua y después han de secarse hasta que llegan a un contenido de humedad aceptable.
Las principales características por las que las semillas viables pueden distinguirse de la materia inerte, incluidas las semillas estériles y vacías, son el tamaño y la forma, el peso específico, el color y la textura superficial. La facilidad con que se diferencian las semillas viables depende de: 1) el grado de diferencia que existe entre las semillas y la materia que ha de separarse de ellas, y 2) el grado de uniformidad que existe entre las propias semillas (Turnbull 1975c). El color, el tamaño y la forma son criterios útiles a la hora de separarlas visualmente, mientras que las máquinas limpiadoras se basan en su mayoría en el tamaño y el peso específico. En los métodos de tamizado y cribado, la separación se efectúa en virtud del grosor o diámetro de la semilla o partícula; en el cilindro centrífugo dentado, en virtud de la longitud de las partículas; en los métodos de flotación en un líquido y soplado, ventilado y aventado, en virtud del peso específico, y por último los métodos de limpieza que consisten en una fricción se basan en las diferencias de textura superficial. Las máquinas limpiadoras modernas suelen combinar más de un método, de manera que el proceso de limpieza es a un tiempo eficaz y rápido. No obstante, son la especie y la cantidad de semilla que se ha de manipular los factores que deben determinar el método más conveniente: a mano, mediante equipo improvisado o con maquinaria especializada. La descripción de los métodos de limpieza y clasificación que figura a continuación está basada en Turnbull (1975c).
En la mayoría de los casos se utilizan diversas cribas con distintos tamaños de paso o malla, de manera que la limpieza es un proceso en el que se van separando gradualmente partículas cada vez más pequeñas. No es sólo el tamaño de la malla de la criba lo que determina la calidad y cantidad de la semilla limpia; entre otros factores importantes hay que citar la precisión de la malla, el ángulo en que operan las cribas, la amplitud y velocidad de movimiento de éstas y la limpieza y el mantenimiento correctos del equipo.
Las cribas o tamices pueden ser de chapa perforada plana o tela metálica, y en ocasiones pueden ser tridimensionales, como los que tienen forma de embudo. Cuando las muestras son pequeñas basta con cribas manuales, pero cuando la limpieza se efectúa a una escala mayor suele utilizarse una serie de tamices sacudidores.
En el Brasil se utilizaron con resultados satisfactorios, para separar las semillas de las granzas de Eucalyptus grandis, unas cribas que tenían una malla de aproximadamente 12,5 orificios por centímetro. Estas cribas retenían el 84 por ciento de la semilla buena y eliminaban el 89 por ciento de las granzas (Cavalcanti y Gurgel 1973).
La limpieza con cribas se basa en la separación de las semillas, y el factor crítico es el diámetro. La separación en función de la longitud no puede realizarse con cribas, pero sí con un cilindro dentado. Además de emplearse para separar la semilla buena de las impurezas, este tipo de equipo se utiliza en agricultura para separar mezclas de semillas, y también puede emplearse con fines de clasificación.
El equipo consiste en un cilindro giratorio horizontal, ligeramente inclinado, y un recipiente separador movible. La superficie interior está dotada de pequeñas muescas semiesféricas muy juntas entre sí. La fuerza centrífuga hace que el material pequeño quede atrapado en las muescas, de donde puede retirarse. El material de tamaño mayor se agrupa en el centro del cilindro, de donde cae por gravedad. Según el tipo de impurezas, la semilla puede separarse por las muescas o pasando por debajo del cilindro.
La limpieza por aventamiento es un método muy importante y de utilización muy extendida. Se basa en el principio de que cualquier objeto puede flotar en una corriente de aire de velocidad suficiente.
Existen tres posibilidades de separación en una corriente de aire: caída, flotación y elevación. El comportamiento de la semilla y otros materiales dependerá de su peso, su resistencia a la corriente de aire (volumen y forma) y la velocidad con que se mueva el aire.
La operación suele denominarse también soplado o ventilado. En su forma más sencilla, la semilla sin limpiar se lanza al aire en un día de viento. Los componentes se separan, y se descartan los no deseados. Dentro de los edificios pueden utilizarse ventiladores para producir la corriente de aire.
El aventamiento manual se ha utilizado con buenos resultados en Tailandia para separar las semillas llenas de las vacía de Pinus kesiya (Bryndum 1975). A la separación inicial le seguía un segundo aventamiento de la fracción desechada. Mediante ensayos de corte se comprobó que el porcentaje original de semilla llena, 82 por ciento, se elevaba al 98 por ciento en la fracción mejorada, mientras que la fracción desechada (aproximadamente el 10 por ciento del volumen total) contenía sólo un 18 por ciento de semilla llena, equivalente a más o menos el 2 por ciento de la semilla llena total del lote. Un operario tardó ocho minutos en aventar 1 kg. En este proceso de separación no suele ser grave la pérdida de las semillas llenas que son muy pequeñas y ligeras, pues lo más probable es que esas semillas germinen con lentitud y tengan poco vigor.
6.17 Aventadoras eléctricas de laboratorio: (A) “South Dakota Blower” (División de Investigaciones Forestales, CSIRO, Canberra, fotograffa de Allan G. Edward) (B) Separador de semillas arbóreas “Barnes”. (International Reforestation Suppliers)
6.18 Limpiadora de semillas de fabricación local que se utiliza en Zimbabwe (A) Interior del protector cónico, con deflectores difusores (B) En funcionamiento, con el colector compartimentado. (Comisión de Silvicultura de Zimbabwe)
Es fácil construir aventadoras sencillas, como la que describe Yim (1973), que está fabricada en su totalidad con componentes de madera y se utiliza en Corea. Las aventadoras de laboratorio pueden dividirse en las de tipo neumático -cerca de la toma de aire se sitúa un ventilador que empuja el aire a través del sistema-, o del tipo aspirador -cerca de la salida del aire se sitúa un ventilador que extrae el aire del sistema, creando un vacío parcial. Existen pequeñas limpiadoras de laboratorio, como la “Brabant” y la aspiradora “Kamas”.
Otra aventadora de semillas que se utiliza mucho es la “South Dakota Blower”. El principio del aventamiento es que una muestra de semillas, cuando está suspendida en una corriente ascendente de aire de una velocidad determinada, se divide en una fracción ligera y en una fracción pesada, de manera que la primera asciende y la segunda desciende. Ambas fracciones se recogen así por separado. El carácter heterogéneo de la fracción pesada puede reducirse aún más sometiéndola a un segundo aventamiento, con una mayor velocidad del aire. De esa manera se obtienen una fracción ligera, una fracción intermedia y una fracción pesada. El mecanismo que produce el aire en la “South Dakota Blower” consiste básicamente en un soplante centrífugo, cuya salida está conectada con el extremo inferior de un tubo vertical que tiene unos pocos centímetros de diámetro interno y unos 50 cm de longitud. La muestra se coloca en una tela metálica fina en el fondo del tubo. Una válvula incorporada permite regular la velocidad del aire, de manera que se utilice la óptima para cada especie. Las partículas más ligeras son impulsadas hacia arriba y atrapadas por unos deflectores cerca del extremo superior del tubo, mientras que las más pesadas se quedan en la base de éste.
Edwards (1979) ha descrito una aventadora canadiense que es más compleja. Consta de cuatro tubos de plexiglás de distintos diámetros, lo que produce diferencias en la velocidad del aire, y utilizando la combinación de tubos adecuada se puede emplear el equipo para separar tanto semillas de granzas como semilla llena de semilla vacía. Funciona bien con semillas grandes, como las de Abies amabilis, pero no está indicada cuando las semillas son muy pequeñas y ligeras, como las de Betula o Chamaecyparis.
En Zimbabwe se construyó una limpiadora doméstica ajustando una manga cónica de aluminio con deflectores internos a un ventilador doméstico de velocidad constante (Seward 1980). El extremo estrecho de la manga va a dar a un colector compartimentado; las semillas llenas caen en el compartimento más próximo, mientras que las impurezas y las semillas vacías, al ser más ligeras, son impulsadas por el aire hasta los compartimentos siguientes. En las Islas Salomón se ha utilizado con éxito, para separar los residuos y semillas vacías de partidas de semilla seca de Swietenia macrophylla y Campnosperma brevipetiolata, una cámara para aventar semillas también de fabricación local, en la que la corriente de aire procede de un ventilador eléctrico (Chaplin 1984).
En muchas limpiadoras de semillas se emplea una combinación de aventado y cribado. Una primera criba, de malla gruesa, elimina el material de más tamaño; más abajo, una criba más fina retiene las semillas y elimina los materiales muy pequeños, y por último la fracción de semilla pasa por una corriente de aire transversal o casi vertical procedente de un ventilador, que elimina las granzas y las semillas vacías. Esta limpiadora combinada de aire y cribas es el equipo básico de las plantas de limpieza de semilla. El tamaño de estas máquinas es variable, desde el modelo pequeño, con dos cribas, hasta un moderno de precisión que utiliza varias cribas superiores e inferiores y efectúa hasta tres separaciones por aire en una sola operación.
La limpieza por flotación se basa en el principio de que la semilla de una determinada especie tiene una densidad específica, tanto si es semilla llena como si es vacía.
Se utilizan básicamente dos métodos:
El método de la densidad, en el que se emplean líquidos con una densidad o peso específico que está situada entre la de la semilla llena y la de la semilla vacía. El peso específico de los líquidos que se emplean suele ser inferior a 1,0, de manera que se hundan las semillas llenas y floten las semillas vacías y los residuos ligeros.
El método de absorción, en el que se utiliza agua y, aunque al principio flotan tanto las semillas llenas como las vacías, transcurrido un determinado período de tiempo las semillas llenas absorben agua, se hacen más pesadas y se hunden. El tiempo de remojo varía desde unos minutos hasta varias horas. Este método es útil cuando entre los pesos específicos de las semillas llenas y las vacías existe una diferencia muy pequeña. Una vez separadas, es preciso volver a secar las semillas.
Mediante los métodos de flotación se puede separar de las semillas llenas maduras aquellas otras que están atacadas por insectos, dañadas mecánicamente o inmaduras. El método de la densidad sólo puede aplicarse cuando se dispone de un líquido que posea la densidad adecuada y que no perjudique a la semilla. Simak (1973) ha analizado tanto la aplicación de este método como los problemas que plantea; en las páginas 276–278 figuran ese análisis y un método que desarrolló este mismo autor para separar las semillas llenas viables de las no viables y en el que interviene un elemento de pregerminación.
Casi todos los residuos pueden separarse de la semilla mediante combinaciones de aire y cribas, pero es difícil eliminar los fragmentos de hoja, las partículas de resina y otros objetos que tienen un tamaño y una densidad semejantes a los de la semilla.
La limpieza por fricción se basa en el principio de que todo objeto que cae a una superficie o se desliza sobre ella experimenta una determinada fricción. El movimiento de la partícula es proporcional a su peso y a un coeficiente de fricción que depende de la naturaleza de la superficie de la partícula y de la superficie en la que se mueve. La separación de los residuos se efectúa en una superficie inclinada de tela o caucho sobre la base de que el ángulo necesario para que la semilla resbale y caiga es distinto del ángulo necesario para que resbalen y caigan los residuos. Así, una cinta que se mueve continuamente en sentido ascendente echa hacia abajo las semillas por gravedad y hacia arriba los residuos ligeros por fricción.
Hergert y otros (1971) han descrito una máquina de fricción para limpiar pequeñas muestras de semillas arbóreas.
Este método emplea una combinación de las características de peso y superficie de las partículas que se desea separar. Es un método que se está utilizando cada vez para separar y clasificar semillas arbóreas.
En los separadores basados en el peso específico se aplica un principio de flotación. En el extremo inferior de una mesa perforada e inclinada se coloca una mezcla de semillas. Mediante una corriente de aire, que, procedente de un ventilador, se dirige a través de la superficie porosa de la mesa y de las semillas, se estratifican éstas en capas según su densidad, de manera que las semillas y partículas de materia inerte más ligeras suben hasta la parte superior mientras las más pesadas se quedan debajo. Un movimiento de oscilación de la mesa hace que las semillas se muevan a distinta velocidad, de manera que las más ligeras van bajando por gravedad y se sacan por el extremo inferior, mientras que las más pesadas van subiendo por la pendiente gracias al contacto con la mesa oscilante y se sacan por el extremo superior.
Para distribuir el aire de una manera uniforme bajo las semillas y para imprimir a las más pesadas que están en contacto con la mesa el empuje correcto se han utilizado, como recubrimientos de la mesa, tela, plástico y tela metálica. Cuando las semillas son pequeñas los mejores resultados se obtienen con un recubrimiento tupido, como la tela. En los separadores modernos de este tipo se puede controlar la velocidad de alimentación, la inclinación de la mesa en dos direcciones, la velocidad de la oscilación y la fuerza del aire de una manera diferenciada en diversos puntos de la mesa. La combinación de estos diversos controles permite adaptar la máquina a la manipulación de una amplia variedad de especies y lotes de semilla (Thomas 1978).
Los separadores basados en el peso específico separan partículas de la misma densidad pero de distinto tamaño, y también partículas del mismo tamaño pero de distinta densidad. No separa eficazmente las partículas que difieren tanto en densidad como en tamaño, es decir, no están indicadas para separar una partícula mayor pero menos densa de otra menor pero más densa. Se ha comprobado su eficacia para separar las granzas de algunas semillas de eucalipto y para clasificar semillas de pino (Guldager 1973). El porcentaje de pureza de la semilla no limpia de E. grandis después de la extracción es de aproximadamente el 10 por ciento. Mediante un tratamiento con un separador de este tipo, el porcentaje de pureza se elevaba al 95 por ciento, con un porcentaje igual de germinación.
A escala experimental se han utilizado otros métodos de limpieza, cuyo empleo no se ha extendido en la práctica. Entre ellos figuran los separadores electrónicos y electroestáticos, los separadores magnéticos, los separadores electrónicos por color y las mesas sacudidoras, que separan las semillas mediante el ángulo con el que rebotan al lanzarse contra unas paredes fijas. Estos métodos están descritos en Klein y otros (1961) y Oomen (1969).
En las semillas de Ochroma, un método eficaz de eliminar la borra que contienen consiste en colocar el material sin limpiar en una criba metálica de 0,3 mm de malla y prender fuego a la borra (Goor y Barney 1976). El fuego se extiende con rapidez, y las semillas pasan por la criba. Se obtienen buenos resultados cuando debajo de la criba se pone un recipiente con agua para que caigan en él las semillas. El aceite inflamable de la borra se quema produciendo un calor intenso, y experiencias realizadas en Honduras indican que la borra debe extenderse en una capa delgada para evitar que la semilla resulte dañada (Robbins 1982b). Este método se ha ensayado también para limpiar de borra las semillas de Populus, pero en este género puede dañar a más del 50 por ciento de las semillas.
Las semillas de Prosopis suelen estar empotradas en una matriz gomosa dentro de las vainas. Una manera de obtener semillas limpias consiste en: 1) quitar mecánicamente, con un cuchillo, uno de los lados de la vaina; 2) poner en remojo el contenido de la vaina en una solución 0,1 normal de ácido hidroclorhídrico durante 24 horas; 3) lavar en agua durante una hora y después secar al sol directo, y 4) golpear o machacar la masa seca para separar las semillas limpias del revestimiento gomoso. Este método se ha empleado con buenos resultados en la India, donde en 12 días se consiguieron semillas limpias con una tasa de germinación del 65 por ciento (Vasavada y Lakhani 1973).
Dentro de una misma especie, las dimensiones de las semillas son variables debido a influencias del medio ambiente durante el desarrollo seminal y también a la variabilidad genética normal. El comportamiento de la semilla inmediatamente después de la germinación está relacionado con su tamaño y, a fin de producir gérmenes que nazcan y crezcan por igual en el vivero, puede ser útil clasificar las semillas por tamaños. La clasificación por tamaños puede facilitar por otra parte la siembra mecánica de las semillas. Esta práctica debe utilizarse con prudencia cuando se trata de semillas recolectadas en huertos semilleros que tienen un número limitado de clones. Como parte de la variación que presentan las semillas en cuanto a su tamaño y su forma es de carácter genético, la clasificación de las semillas de huertos semilleros podría llevar a una diferenciación genética excesiva y a una pérdida de diversidad genética dentro de cada una de las fracciones obtenidas por la clasificación (Simak 1982).
Los métodos de clasificación difieren poco de los que se emplean en el proceso de limpieza. La separación por cribado y tamizado, mediante cilindros, por aventamiento, por flotación y sobre la base del peso específico son todos métodos eficaces para clasificar las semillas arbóreas por tamaños.
Aunque la clasificación es en sí misma una operación relativamente sencilla, las semillas de determinadas especies deben acondicionarse adecuadamente antes de clasificarse; por ejemplo, para aprovechar plenamente las ventajas de la clasificación es preciso quitar el exocarpo esponjoso de los frutos de teca y los tubos en forma de cáliz de las dipterocarpáceas. Los huesos limpios de Gmelina arborea se han clasificado mediante cribas de malla cuadrada de 7,9 y 11 mm (Woessner y Mcnabb 1979); la germinación osciló entre el 84 por ciento en los huesos más pequeños y el 111 por ciento en los más grandes (por lo general hay de una a tres semillas en cada hueso).
Una vez limpias y clasificadas las semillas, están ya preparadas para sembrarse en el vivero. Sin embargo, cuando se van a almacenar es necesario comprobar su contenido de humedad (CH) y, en su caso, ajustarlo al nivel óptimo para el almacenamiento en la especie de que se trate. En la instalación de procesamiento de semillas deben existir medios suficientes para determinar el CH. En las páginas 334–338 se describen los métodos indicados.
Cuando se trata de semillas ortodoxas*, que comprenden las de la mayoría de las coníferas y de muchas frondosas, el posible ajuste del CH significa secar más las semillas. Este procedimiento se describe en la sección siguiente. Mucho menos habitual, y sólo en el caso de las semillas recalcitrantes*, que deben almacenarse con un CH elevado, es que sea necesario humedecer las semillas para elevar el CH al nivel óptimo para el almacenamiento. Por ejemplo, se han conseguido resultados alentadores con Acer pseudoplatanus remojando las semillas en agua durante dos o tres días y procediendo inmediatamente después a su congelación y almacenamiento a unos -7°C en sacos de plástico (Barner 1975b). En otros géneros, como Quercus y Castanea, que se han dejado secar ligeramente bajo techo para que se suelten las cáscaras o ligaduras involucrales, puede estar indicado el remojado para recuperar el nivel óptimo de CH (por ejemplo, 40–45 por ciento en Quercus robur, Holmes y Buszewicz 1956, Suszka y Tylkowski 1980), antes de almacenar las semillas en un medio húmedo y fresco.
* Para la definición de estos términos, véase el glosario.
Como los conos y los frutos, las semillas son materiales higroscópicos y, una vez separadas del árbol padre, pierden o ganan humedad cediéndola a la atmósfera circundante o tomándola de ella hasta que su contenido de humedad (CH) alcanza un punto de equilibrio con la humedad y la temperatura del aire del entorno. Este punto se denomina contenido de humedad en equilibrio (CHE). Una vez que se alcanza, se mantendrá mientras la humedad y la temperatura del aire permanezcan constantes; si éstas cambian, las semillas volverán a perder o ganar humedad hasta alcanzar un nuevo CHE. La madera es otro buen ejemplo de material higroscópico y se comporta de una manera parecida.
La semilla “húmeda” rodeada por aire “seco” pierde humedad y por lo tanto peso, mientras que la semilla “seca” rodeada por aire “húmedo” gana ambas cosas. A fin de determinar cuáles son los métodos más idóneos para secar y almacenar la semilla, es necesario saber cuantificar la humedad tanto del aire como de la semilla.
Humedad del aire. La humedad se encuentra en la atmósfera en forma de vapor de agua, pero el aire no puede contener más que una cantidad limitada de ese vapor. Cuando esa cantidad se supera, se dice que el aire se ha saturado, y el exceso de humedad se condensa. El peso exacto del vapor de agua (VA) que puede contener el aire en saturación depende de la temperatura, como se indica en el cuadro siguiente:
| Temperatura en °C | -10 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| Peso del VA en saturación (g VA por kilo de aire seco) | 1,6 | 3,8 | 7,6 | 15 | 27 | 49 | 87 | 152 |
| Densidad del aire seco (kilo por m3) a una presión de 760 mm | 1,34 | 1,29 | 1,25 | 1,20 | 1,16 | 1,13 | 1,09 | 1,06 |
| Peso del VA en saturación (g VA por m3 de aire seco) | 2,1 | 4,9 | 9,5 | 18 | 31 | 55 | 95 | 161 |
El contenido de vapor de agua presente en el aire es casi siempre inferior al nivel de saturación. Se denomina humedad relativa (HR) a la relación (por lo general expresada porcentualmente) entre la cantidad de vapor de agua efectivamente presente en la atmósfera y la cantidad que la saturaría a esa misma temperatura; dicho de otra manera, a la presión del vapor real en el aire como porcentaje de la presión del vapor en saturación a la misma temperatura. Para los que operan con semillas, la humedad relativa es la medida más importante de la humedad atmosférica, pues el contenido de humedad en equilibrio de la semilla está estrechamente correlacionado con ella. Por ejemplo, el CH de la semilla es casi el mismo cuando está en equilibrio con el aire a una HR del 50 por ciento con independencia de que la temperatura del aire sea de 10°C (humedad absoluta o peso del vapor de agua presente = 7,6 / 2 = 3,8 g/kg de aire seco) o de 50°C (humedad absoluta o peso del vapor de agua presente = 87 / 2 = 43,5 g/kg de aire seco). Aunque en un caso la humedad absoluta es casi diez veces superior a la que existe en el otro, la humedad relativa es idéntica en ambos, y es esa humedad relativa la que afecta sobre todo al CHE de la semilla. La importancia de la HR para el CHE de las semillas y la enorme repercusión que sobre la HR tienen los cambios térmicos explican la importancia del calor en el secado de muchas semillas. En el cuadro anterior puede verse que un aire con 3,8 g de vapor de agua por kilogramo a una temperatura de 0°C estaría saturado; con una HR del 100 por ciento, no serviría como medio para secar semillas. Pero si ese mismo aire se calentara a 30°C, y siempre que no se introdujera más humedad desde fuera del sistema, su HR se reduciría al 14 por ciento y sería un medio de secado sumamente eficaz.
Contenido de humedad en la semilla. La cantidad de humedad presente en la semilla suele expresarse como porcentaje de su peso. En las páginas 334–338 se describen métodos adecuados para medir el CH. Este puede expresarse de dos maneras : a) el peso de agua expresado como porcentaje del “peso en húmedo” o “peso en fresco” de las semillas (= materia seca + agua), o b) el peso del agua expresado como porcentaje del peso final de las semillas una vez secadas en estufa (= materia seca únicamente). Una de las principales dificultades a la hora de comprender y aplicar los resultados publicados sobre el contenido de humedad se deriva del hecho de que antes se utilizaban ambos métodos, el de “peso en húmedo” y el del “peso en seco”, muchas veces sin que se indicara cuál de ellos se había aplicado en un caso concreto.
Según las Reglas de la ISTA, el contenido de humedad de la semilla debe expresarse siempre sobre la base de su peso en húmedo. A modo de orientación se ofrecen seguidamente ambas fórmulas, junto con una tabla de conversión.
Contenido de humedad, % de la materia seca (peso en seco)
Contenido de humedad, % del peso total (peso en húmedo)
Habida cuenta de la limitada cantidad de vapor de agua que se precisa para saturar el aire, una cantidad de semilla relativamente pequeña puede contener tanta humedad como una gran cantidad de aire. Un litro de semilla que se haya desecado del 50 por ciento al 9 por ciento de CH (peso en húmedo) a 30°C cedería unos 450 g de humedad a la atmósfera circundante, cantidad suficiente para cambiar la HR de unos 15 m3 de aire (equivalente a 15 000 veces el volumen de esa semilla) de 0 a 100 por ciento. En el caso del secado al sol, el entorno es tan grande que puede absorber esa humedad sin problemas, pero en un edificio cerrado el aire del ambiente puede saturarse rápidamente. Esto explica por qué, a propósito del secado en estufas, se hace tanto hincapié en que exista una ventilación suficiente, a fin de garantizar que el aire húmedo que se aproxima a la saturación sea sustituido por aire nuevo y seco.
Esta misma característica es una ventaja cuando se almacenan semillas secas
en recipientes herméticos. Siempre que se hayan secado correctamente las
semillas y se hayan cerrado los recipientes de una manera perfectamente
hermética, un volumen de semilla relativamente pequeño se pondrá en
equilibrio con un volumen mucho mayor de aire húmedo encerrado sin que ello
incremente de manera significativa su propio CH. Si se guardara un litro de
semilla de peso específico 0,5, secada hasta un 9 por ciento de CH (peso en
húmedo), en un recipiente hermético de 10 litros con 9 litros de aire húmedo
al 100 por ciento de HR y 20°C, el contenido de humedad total del aire sería
solamente 
Aun cuando las semillas absorbieran toda esa
humedad, con ello su CH aumentaría solamente de 50 a 50,16 g ó, en términos
porcentuales, de 9,09 a 9,12 por ciento. La habitual recomendación de que los
recipientes herméticos se llenen lo más posible de semilla es una
recomendación correcta, pero se basa en los efectos perjudiciales que sobre
muchas especies tiene el oxígeno del aire encerrado, no el vapor de agua.
Contenido de humedad en equilibrio
de tres especies ortodoxas
Contenido de
humedad de la semilla
(% del peso en fresco)
6.23 Contenido de humedad en equilibrio de tres especies ortodoxas. (Fuente: F.T. Bonner)
Contenido de humedad en equilibrio
de cuatro especies recalcitrantes
Contenido de humedad
de la semilla (% del peso en fresco)
6.24 Contenido de humedad en equilibrio de cuatro especies recalcitrantes. (Fuente: F.T. Bonner)
Otros factores que afectan al CHE. La humedad relativa no es el único, aunque sí el más importante, de los factores que afectan al contenido de humedad en equilibrio de las semillas.
1) Temperatura. Como ya se ha explicado, la temperatura tiene una importante repercusión indirecta sobre el CHE, porque, si se mantiene constante la humedad absoluta, la humedad relativa está directamente relacionada con ella. Afecta también de otra manera, pues el CHE varía ligeramente con la temperatura aun cuando la humedad relativa se mantenga constante. El efecto varía según la especie, pero se han publicado muy pocos datos sobre árboles forestales (véase también, sin embargo, la página 218). Un ejemplo que citan Justice y Bass (1979) respecto de un cultivo agrícola, el sorgo, muestra que con una HR del 50 por ciento el CHE pasa del 12 por ciento a 49°C al 14 por ciento a -1°C. La diferencia es ligeramente mayor en otros cultivos, pero en todos los casos el CHE desciende al subir la temperatura y mantenerse constante la HR (aun cuando la humedad absoluta del aire aumenta con la temperatura a la misma HR).
2) Absorción y desorción. En todas las especies existe una diferencia del 1–2 por ciento en el CHE en función de que una semilla húmeda esté cediendo humedad a un ambiente más seco (desorción) o una semilla seca esté tomando humedad de un ambiente más húmedo (absorción). El CHE es siempre más alto en la desorción, y es la curva de desorción lo que hay que tener en cuenta en la situación habitual de secar semillas ortodoxas, reduciendo su CH para almacenarlas.
3) Variación del CHE según la especie. El CH de las semillas en equilibrio con una HR y una temperatura determinadas varía según la especie. El CHE de cada especie debe determinarse mediante ensayos. Un importante componente de la variación interespecífica es el porcentaje de contenido de aceite presente en las semillas. Las semillas que almacenan la mayor parte de sus reservas nutricias en forma de proteínas o almidón tienen un CHE más alto a una HR determinada que las semillas que las almacenan en forma de grasas y aceites, pues aquéllas son relativamente hidrófilas mientras que éstas son hidrófilas.
Entre las semillas agrícolas, el trigo, con un contenido de aceite de sólo el 2 por ciento y un CHE del 10,4 por ciento a una HR del 45 por ciento y 25°C, contrasta con Brassica oleracea, que tiene un contenido oleaginoso alto, del 35 por ciento, y un CHE del 6,0 por ciento en las mismas condiciones (Harrington 1970).
Se dispone de poca información pormenorizada sobre el CHE de especies arbóreas, y de ninguna en absoluto sobre el de especies tropicales. En el cuadro que figura a continuación y en los gráficos adjuntos se ofrecen algunos ejemplos, proporcionados por F.T. Bonner.
| Especie | CHE % (peso en húmedo) | |||||||||
| Temperatura HR | 10 | 20 | 30 | 40 | 40–55 | 50 | 60 | 70 | 95 | |
| Fraxinus sp.1) | no se indica | 4,1 | 6,0 | 7,4 | 8,8 | - | 10,3 | 12,0 | 13,9 | - |
| Picea abies1) | no se indica | 2,4 | 4,2 | 5,5 | 6,7 | - | 7,8 | 9,0 | 10,4 | - |
| Pinus taeda2) | 4 – 5°C | - | - | - | - | 10 | - | - | - | 17 |
1) Fuente: Touzard (1961), citado en Roberts (1972). Curvas de absorción.
2) Fuente: Bonner (1981).
En los gráficos figura el CHE de cuatro especies recalcitrantes (Quercus) y tres especies latifolias ortodoxas. Cabe señalar que en Quercus spp. el CHE presenta una correlación positiva con el contenido de carbohidratos y negativa con el contenido de grasa. Q. alba tiene el CHE más alto, el contenido de carbohidratos más alto y el contenido de grasa más bajo, y le siguen Q. muehlenbergii, Q. shumardii y Q. nigra. Análogamente, Liquidambar tiene el CHE más bajo, el contenido de carbohidratos más bajo y el contenido de grasa más alto de las tres especies ortodoxas.
Cuando se secan frutos para extraer la semilla o cuando se secan las semillas mismas para almacenarlas, el proceso es idéntico: unos tejidos que alcanzan un CH en equilibrio con la HR del ambiente. Por lo general, el CHE exacto es menos decisivo cuando se secan frutos, pues los fenómenos de encogimiento, separación o apertura de escamas se producen dentro de una gama de diversos CH, y el proceso se interrumpe además en el momento en que los frutos sueltan las semillas que contienen.
En muchas especies, para el almacenamiento de plazo mediano o largo se recomienda un contenido de humedad del 4–8 por ciento (véase la página 213). Este CH es considerablemente inferior al de las semillas recién recolectadas. En la mayoría de las especies puede reducirse colocando las semillas en un ambiente que tenga una humedad relativa (HR) del 15–20 por ciento durante un período lo bastante prolongado para que las semillas puedan alcanzar un CH en equilibrio con la HR.
La eficacia del secado al aire depende de las condiciones climáticas locales. Suele ser posible reducir el CH hasta un 12–18 por ciento siempre que se cuide de proporcionar a las semillas una ventilación suficiente. Bajar el CH hasta valores inferiores al 8 por ciento es imposible en la mayoría de las situaciones templadas y en algunas zonas de los trópicos húmedos, pues la HR media es siempre demasiado alta. Por ejemplo, en el Africa occidental tropical húmeda la HR suele ser superior al 80 por ciento en la estación de lluvias y al 70 por ciento en la estación “seca” (Ogigirigi 1977). En esas condiciones es muy poco probable que se consiga un CH de menos del 8 por ciento. En zonas donde abunda el tiempo soleado, se puede conseguir secar muchas especies hasta un CH del 6–8 por ciento mediante la exposición directa al sol, pues las semillas y el microclima circundante se calientan y por tanto se reduce la HR. Asimismo, con una HR constante, el CHE de las semillas desciende al aumentar la temperatura. Hay que asegurarse de que antes de la exposición las semillas estén lo más secas que sea posible, y de que durante ella se remuevan con frecuencia. En Honduras este método funciona bien con Pinus spp., pero no está indicado para Cordia, pues las semillas de este género se secan con excesiva rapidez y pueden llegar a un CH del 4 por ciento, lo que daña los tejidos (Robbins 1982b).
Como señaló Harrington (1970), el secado artificial puede llevarse a cabo de dos maneras. Un método consiste en elevar la temperatura del aire, lo cual reduce automáticamente la HR siempre que no se introduzca más vapor de agua desde fuera del sistema. El otro consiste en restar humedad al aire sin modificar la temperatura, lo cual también reduce la HR. Este autor cita el ejemplo de aire a 5°C y una HR del 90 por ciento que se calienta hasta 35°C. De esa manera se reduce su HR al 15 por ciento, y puede aplicarse a la semilla mediante ventilación forzada hasta que aquélla alcanza el CHE. En cambio, un aire a 30°C y una HR del 90 por ciento, que es característico de las zonas tropicales húmedas durante la estación de lluvias, seguiría teniendo una HR del 40 por ciento aunque se calentara hasta 45°C. Las temperaturas altas pueden ser sumamente perjudiciales para las semillas, sobre todo para las que tienen un CH elevado. En general, las temperaturas de secado no deben superar los 40°C, y recientemente se tiende a utilizar temperaturas aún más bajas y a aumentar las corrientes de aire para garantizar un secado seguro (Holmes y Buszewicz 1958). Barner (1975b) y CATIE (1979) recomiendan que en las primeras fases la temperatura no supere los 30°C. Una posibilidad consiste en secar la semilla en dos fases, la primera hasta conseguir un CH del 11 por ciento aproximadamente mediante una temperatura inferior a 40°C, y la segunda hasta alrededor del 5 por ciento mediante una temperatura de 60°C. Siempre que el CH se reduzca hasta el 11 por ciento aproximadamente en la primera fase, se considera que utilizar una temperatura de 60°C en la segunda no comporta riesgos en la mayoría de las especies agrícolas (IBPGR 1976). En cambio, algunos datos indican que una temperatura de secado elevada, aunque no afecte a la germinación inmediata, sí puede afectar después a la duración de la vida de la planta (IBPGR 1981). Cuando se trata de un almacenamiento prolongado con fines de protección de recursos genéticos, se recomienda una combinación de HR baja y temperatura baja (HR del 15 por ciento y 15°C).
Cuando las condiciones climáticas impiden conseguir una HR lo bastante baja mediante calentamiento del aire, es necesario reducirla quitando vapor de agua al aire sin elevar la temperatura. Esto puede conseguirse de dos maneras: a) refrigerando el aire hasta por debajo del punto de rocío, condensando el vapor de agua en los serpentines refrigerantes y después volviendo a calentar el aire a 35°C, o b) haciendo pasar el aire por un deshidratante químico, que elimina el vapor de agua, y después por la semilla (Harrington 1970). Existen varios deshidratantes, como por ejemplo el gel de sílice, CaO, H2SO4, cloruro de litio o CaCl2 anhidro, pero el más indestructible y de reutilización más fácil es el gel de sílice (Magini 1962, Harrington 1970). Un buen ejemplo de técnica de secado es la que propone el banco de semillas del Proyecto Regional de Recursos Genéticos de Turrialba, Costa Rica (Goldbach 1979). Habida cuenta de que en esa zona la humedad del aire y las temperaturas diurnas son siempre altas, no es posible secar las semillas con aire caliente sin dañarlas. Por ello se utiliza un secante del tipo de gel de sílice, que mantiene la HR a un nivel inferior al 15 por ciento a 25°C; este producto está colocado en el exterior de la cámara de secado y entra en ella por unos conductos.
Los lotes de semilla que se hayan secado primero al aire hasta un CH inferior al 20 por ciento pueden colocarse en un recipiente hermético con igual cantidad de gel de sílice, que se acaba de secar a 175°C y después se ha dejado enfriar. El gel de sílice, la semilla y el aire del interior del recipiente alcanzarán un equilibrio adecuado para el almacenamiento (Harrington 1970). Véase también, en las páginas 229–231, la sección sobre utilización de deshidratantes en recipientes.
El período de tiempo que se necesita para que una circulación del aire de tiro forzado seque las semillas hasta el contenido de humedad en equilibrio depende en parte de la accesibilidad de las distintas semillas a la corriente de aire. La semilla debe extenderse en unas bandejas en capas finas, y el aire debe circular entre las bandejas.
El CH de las semillas de coníferas, extraídas de los conos durante secado en estufa, puede ser ya próximo al que se recomienda para el almacenamiento. Pero durante las operaciones de limpieza y eliminación de las alas puede reabsorberse humedad, y en algunas especies incluso puede añadirse deliberadamente para reducir el riesgo de daño durante esas operaciones. Por consiguiente, debe determinarse el CH y, en su caso, reducirse de nuevo inmediatamente antes del almacenamiento. Al mismo tiempo, cuando la limpieza y la separación de las alas se efectúan en una estancia cálida y bien ventilada, esas condiciones producen la cantidad de secado que se necesita ulteriormente (Morandini 1962).
Cuando un lote grande se va a almacenar en varios recipientes, es conveniente mantener en la mayor medida posible la homogeneidad de la semilla entre los distintos recipientes, de manera que cada uno de ellos sea igualmente representativo del lote en su conjunto. En el Capítulo 9 se describen varios métodos para mezclar muestras con fines de ensayo, y esos mismos métodos pueden adaptarse a la operación de mezclar cantidades mayores de semilla durante el procesamiento, antes de guardarla en los recipientes de almacenamiento.
Si la semilla se ha sometido a una clasificación por tamaños, el mezclado se efectúa en los últimos lotes separados por esa operación. Así, una determinada cosecha de semilla puede estar clasificada en una fracción de “semilla grande” y otra de “semilla pequeña”. Cada fracción se convierte en un lote distinto, con su número correspondiente, y antes del almacenamiento pueden mezclarse por separado los contenidos de uno y otro lote, a fin de asegurar la homogeneidad entre recipientes.
