TECNOCIENCIA CHIHUAHUA, Vol. XIV (2) e 529 (2020) https://vocero.uach.mx/index.php/tecnociencia
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ISSN-e: 2683-3360
Artículo Científico
Efecto alelopático del zacate rosado (Melinis repens)
en la germinación de chile y tomate
Allelopathic effect of Natal grass (Melinis repens) on germination of
pepper and tomato
*Correspondencia: Correo electrónico: amelgoza@uach.mx (Alicia Melgoza-Castillo)
DOI: https://doi.org/10.54167/tecnociencia.v14i2.529
Recibido: 15 de noviembre de 2019; Aceptado: 27 de Agosto de 2020
Publicado por la Universidad Autónoma de Chihuahua, Dirección de Investigación y Posgrado.
Resumen
La dominancia del zacate rosado (Melinis repens (Willd.) Zizka), gramínea exótica proveniente de
África, pone en riesgo la biodiversidad en pastizales y la producción en áreas de cultivo. La
dominancia de esta planta pudiera estar relacionada con la presencia de metabolitos secundarios
con propiedades alelopáticas que inhiben el crecimiento de otras especies. El objetivo fue
determinar el efecto de posibles sustancias alelopáticas de la especie sobre la germinación de dos
cultivos. Con material del zacate rosado en etapa de madurez se hicieron soluciones a diferentes
concentraciones con las que se pusieron a germinar semillas de tomate y chile. Las concentraciones
fueron 0, 50 y 100 g L-1. Las semillas se germinaron por 21 d a temperatura de 25 ± 4 °C;
diariamente se monitoreo germinación. En ambos cultivos se redujo la germinación (P<0.05) con las
soluciones de 50 y 100 g; en chile de 64 a 6 % y en tomate de 82 a 14 %, así como un retraso en el
tiempo de la germinación entre una a dos semanas. Ambos efectos, reducción y retraso, tienen
implicaciones económicas. La reducción representa un incremento en la densidad de semilla para
mantener una producción. Por otra parte, en campo, el mantillo de zacate rosado comúnmente se
distribuye de forma heterogénea; por lo que, el retraso en la germinación en las áreas con mayor
concentración de matillo puede provocar falta de uniformidad en las etapas fenológicas y por lo
tanto en la aplicación de prácticas culturales.
Palabras clave: competencia, cultivos en Chihuahua, especies invasoras.
Abstract
Natal grass (Melinis repens (Willd.) Zizka) is an exotic species from Africa. At the state of Chihuahua
is invading grasslands and crop lands. Natal grass dominance could be related to secondary
Otilia Rivero-Hernández1, Alejandra López-Rubio1, Eduardo Chávez-Ponce1 y Alicia
Melgoza-Castillo1*
1 Universidad Autónoma de Chihuahua. C. Escorza, 900, Col. Centro. Chihuahua, México, 31000
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metabolites that work as allelopathic substances, which inhibits the growth of other species. The
objective of this study was to determine the possible effect of allelopathic substances of this species
on the germination of two crops. Natal grass biomass at maturity stage was used to make dilutions
and applied them on pepper and tomato seeds; dilutions were 0, 50, and 100 g L-1. Germination test
was carried out during 21 days at 25 ± 4 °C, and monitoring every day. Natal grass dilutions
reduced germination on the two crops; in pepper from 64 to 6 % and tomato from 82 to 14 %, as
well as a delate of one to two weeks on germination. Both effects, germination reduction and
delate, may have economic implications. A reduction represents to increase seed density when
seeding in order to maintain a certain production level. On the other hand, at the field Natal grass
litter may not be uniformly distributed on the ground; therefore, delate may cause heterogeneity
on phonological stages at that can alter cultural.
Keywords: competence, Chihuahua crops, invasive species
1. Introducción
El zacate rosado (Melinis repens (Willd.) Zizka) es una gramínea exótica proveniente de África,
comúnmente anual, que a veces se comporta como perenne de vida corta. Esta especie invade
diversos ecosistemas y en México se encuentra reportada en todos los estados (Melgoza et al.,
2014). En el estado de Chihuahua, el zacate rosado es una especie dominante en extensas áreas de
pastizales y presenta una tendencia a incrementar su distribución (Sánchez, 2012). Las especies
invasoras son una de las principales causas de la pérdida de la biodiversidad (Aguilar, 2005),
además de reducir la calidad y cantidad de los servicios ecosistémicos (FAO, 2016); así también
podrían tener efectos negativos sobre cultivos cuando invaden áreas agrícolas.
La dominancia del zacate rosado pudiera estar relacionada con la presencia de metabolitos
secundarios con propiedades alelopáticas que inhiben el crecimiento. Estas substancias alelopáticas
en algunas plantas ya se han relacionado con su capacidad de invasión (Callaway y Ridenour,
2004; Novoa et al., 2012). El término alelopatía se refiere a efectos de compuestos químicos
liberados por una especie que perjudica o beneficia directa o indirectamente a otra especie.
Posteriormente, este término se ha utilizado más para referirse a efectos perjudiciales y
principalmente en plantas (Stowe, 1979; Wardle et al.,1998). Estos fitoquímicos pueden inhibir de
forma directa en germinación, crecimiento o reproducción de otras plantas. Pero también se ha
encontrado que de forma indirecta pueden tener efectos en microorganismos de suelo y
posteriormente en el crecimiento y desarrollo de plantas (Callaway y Ridenour, 2004).
En un estudio se probaron extractos de Hyptis suaveolens sobre lentejilla (Lepidum sativum), lechuga
(Lactuca sativa), alfalfa (Medicago sativa), nabo (Brassica napus), alpistle (Phleum pratense), ryegras
(Lolium multiflorum) y las gramíneas consideradas como malezas: Digitaria sanguinalis y Echinochloa
crus-galli (Islam y Kato-Noguchi, 2013). Los extractos que utilizaron variaron de 3 a 30 mg de
materia seca por mililitro. El crecimiento y especialmente la raíz fueron inhibidos en alfalfa y
ryegrass desde la concentración de 3 mg ml-1. Además, el resto de las especies se vieron afectadas a
partir de la concentración de 10 mg ml-1. La planta invasora Centaurea maculosa se sabe que
produce metabolitos secundarios, entre ellos catequina, con propiedades alelopáticas (Pollock et
al., 2009). Los extractos de catequina en concentraciones de 200 a 1000 µg ml-1 se estudiaron en las
gramíneas Festuca idahoensis y Koeleria macrantha. A partir de 300 µg ml-1 se presentó una reducción
en el número de hojas y se incrementó la mortalidad. Zhang et al. (2009) utilizaron concentraciones
de 0 a 0.25 % de extracto de Solidago canadensis, maleza común en campos de cultivo en tomate,
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para reducir la presencia de patógenos en suelo. En todas las concentraciones se obtuvo mortalidad
de dos bacterias patógenas del tomate, Pyhium ultimum y Rhizoctonia solani. La maleza de pastizales
Centaurea maculosa reduce la elongación de raíces en la gramínea Festuca idahoensis (Ridenour y
Callaway, 2001). En este trabajo y bajo condiciones de laboratorio, al agregar carbón activado el
efecto de alelopatía se disminuyó; sin embargo, este resultado no se observó bajo condiciones de
campo. Los autores concluyen que el éxito de la invasión de C. maculosa en pastizales es debido a
sus metabolitos secundarios con propiedades alelopáticas en la gramínea nativa dominante de los
pastizales estudiados. Cuando las especies con propiedades alelopáticas se presentan en cultivos
pueden afectar negativamente el crecimiento y desarrollo de éstos.
En el estado de Chihuahua existen alrededor de 60 cadenas productivas en las que se encuentra el
chile y el tomate. Chihuahua es productor número uno a nivel nacional de chile Capsicum annuum
(InfoRural, 2019). Existen dos grandes zonas en Chihuahua dedicadas a este cultivo que son: la
zona sur centro, los municipios de Delicias con 39 000 ha, Camargo con 35 000 ha, Mequí con 31
000 ha y Jiménez con 28 000 ha (UACH, 2010). La producción de tomate se presenta en los
municipios de Casas Grandes, Delicias, Cuauhtémoc, Ojinaga y Parral. Para el 2017, el estado
reportó un total de más de 11 mil ton (SIACON-NG, 2018). Si bien el área de suelo sembrada para
dicho cultivo no es mucha porque la mayoría de la producción es en invernadero, existe una parte
de productores que aún la siguen realizando a cielo abierto con diversos problemas tecnológicos,
productivos y de mercadotecnia (FIRA, 2017).
Dentro de las áreas que está invadiendo el zacate rosado están los campos de cultivo. Si bien el
zacate es removido para llevar a cabo la siembra, en el suelo pueden permanecer las substancias
alelopáticas. Esto daría como resultado una reducción en la producción de cultivos o bien
incrementos en las prácticas agrícolas como remoción, producción irregular, entre otras. Con base
en la posible presencia de estas substancias se llevó a cabo el presente trabajo. El objetivo fue
determinar el efecto de posibles sustancias alelopáticas presentes en zacate rosado sobre la
germinación de dos cultivos.
2. Materiales y métodos
En otoño de 2015 se colectó el material del zacate rosado en los alrededores de la ciudad de
Chihuahua. Las plantas se cortaron con hoz a nivel del suelo en la etapa fenológica de floración. El
material cortado se colocó en bolsas de papel para su trasporte al laboratorio. Esta muestra se secó
por 24 h en una estufa a 60 °C; posteriormente se molió para elaborar soluciones a diferentes
concentraciones. En matraces de un litro se mezclaron 50 g y 100 g de material seco del zacate
rosado con agua destilada.
En semillas comerciales de chile y tomate se probaron las concentraciones de 0, 50 y 100 g L-1 de
material. Para cada especie de cultivo y tratamiento se utilizaron 150 semillas que se distribuyeron
en 5 cajas Petri, 30 semillas por caja. La solución se colocó en las cajas sin filtrarse. Cada caja o
repetición se etiquetó con el nombre del cultivo, tratamiento asignado y número de repetición. Las
cajas se mantuvieron a temperatura ambiente de 25 ± 4 °C en el laboratorio. Periódicamente se
realizaron observaciones para cuantificar el número de semillas germinadas, considerándose como
tal cuando la radícula presentaba por lo menos 2 mm de largo. Cada semilla germinada fue
contada y eliminada de la caja para facilitar posteriores conteos.
El diseño experimental fue un completamente al azar. Cada tratamiento y especie de cultivo tuvo 5
repeticiones. Los datos fueron sometidos a un análisis de varianza ANOVA. La separación de
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medias se realizó con la prueba de Tukey, a un nivel de significancia de 0.05. Para el análisis se
utilizó el paquete estadístico SAS 9.1.3 (2006).
3. Resultados y discusión
Las diferentes concentraciones de zacate rosado redujeron (P<0.05) los porcentajes de
germinación en semillas de chile y tomate (Tabla 1). Por lo que, muy probablemente esta especie
presente metabolitos secundarios que tengan función alelopática. Diversas malezas y plantas
silvestres que se desarrollan en campos de cultivo pueden presentar substancias alelopáticas que
repercuten en el desarrollo de las cosechas. Morikawa et al. (2012) evaluaron extractos de las hojas
de 170 especies nativas de Perú que presentan acción alelopática para el cultivo de la lechuga. En el
desarrollo de plántulas de lechuga, todas las soluciones de las extracciones de estas plantas
redujeron el crecimiento de la raíz hasta en 90 %. La maleza Erigeron annuus (Park et al., 2011) y
extractos de Ambrosia artemisiifolia (Vidotto et al., 2013) afectan negativamente el crecimiento de
lechuga. El extracto de Solidago gigantean redujo la germinación de los cultivos de cilandro, cebada
y zanahoria en pruebas de laboratorio (Balicevic et al., 2015). Gomaa et al. (2014) reportaron que el
follaje seco de Sonchus oleraceus afecta negativamente a los cultivos y malezas en estos. El efecto
inhibidor se debe a la presencia de fenoles, flavonoides, saponinas, taninos y alcaloides (Gomaa et
al., 2014; Hassan et al., 2014). Otros químicos en forma de lípidos producidos por Artemisia annua
redujeron la germinación de Portulaca oleracea (Rahimi et al., 2015). En el caso del zacate rosado es
importante identificar los posibles químicos relacionados con la actividad alelopática. Esto servirá
no solo para desarrollar estrategias que reduzcan este efecto en el cultivo sino también para
desarrollar prácticas de control para eliminar a esta especie introducida. Por otra parte, la
identificación de los compuestos es información básica en el desarrollo de herbicidas naturales.
Tabla 1. Porcentajes de germinación (EE) en semillas de chile y tomate con diferentes concentraciones de
extractos de zacate rosado (Melinis repens)*.
Table 1. Germination percentages (SE) in chili pepper and tomato seeds with different concentrations of
pink grass extracts (Melinis repens)*.
Tratamiento
Chile
Tomate
Control
64.00
±
3.56a
82.00
±
3.09a
50 g
13.33
±
2.36b
18.00
±
2.26b
100 g
6.00
±
2.21b
14.67
±
2.26b
*Medias y ± Error Estándar. Valores con literales iguales dentro de columnas son similares
estadísticamente (P>0.05)
La semilla de chile inició la germinación durante la primera semana del experimento en el control y
en el caso del tomate, el control comenzó en la segunda semana. Las concentraciones de 50 g y 100 g
retrasaron una semana la germinación en el chile (Figura 1). En tomate, sólo con la concentración
de 100 g retrasó este proceso hasta la segunda semana de iniciado el experimento (Figura 2).
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Figura 1. Respuesta de la germinación de semilla de chile con diferentes concentraciones de material seco
de zacate rosado (Melinis repens) en 1 L de agua. 0g - 50g - 100g
Figure 1. Response of chili seed germination with different concentrations of dry material of pink grass
(Melinis repens) in 1 L of water. 0g - 50g - 100g
Figura 2. Respuesta de la germinación de semilla de tomate con diferentes concentraciones de material seco
de zacate rosado (Melinis repens) en 1 L de agua. 0g - 50g - 100g
Figure 2. Response of tomato seed germination with different concentrations of dry material of pink grass
(Melinis repens) in 1 L of water. 0g - 50g - 100g
Para estos cultivos, la posible presencia de substancias alelopáticas no sólo reduce la germinación
sino también retrasa el tiempo de ésta. Ambos efectos, reducción y retraso, tienen implicaciones
económicas. La reducción implica incrementar la densidad de siembra lo que sube costos de
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producción por la compra de semilla. Ahora, en caso de mantener la densidad de siembra, la
producción se verá disminuida debido al menor número de plantas producidas.
Por otra parte, la falta de uniformidad en la edad de las plantas de un cultivo debido a la presencia
de substancias alelopáticas tiene otras implicaciones. Los cultivos tienen su fecha de siembra y de
aplicación de prácticas culturales, por lo que en áreas invadidas con zacate rosado el desarrollo de
las plantas puede llevar un retraso de por lo menos una semana. Por otra parte, en campo muy
probablemente la concentración de substancias alelopáticas no es uniforme en suelo. Esto
representa afectaciones que se pueden dar en parches con un detrimento para la producción.
4. Conclusiones
Las soluciones del zacate rosado tuvieron efecto alelopático sobre la germinación de la semilla
en chile y tomate. Esto podría tener repercusiones económicas en áreas de cultivo donde esta
especie es invasora. La presencia de substancias alelopáticas en el zacate rosado afecta en el
desarrollo de la semilla de estos cultivos ya que reduce y retrasa la germinación, por lo que es
importante el desarrollo de más investigaciones para cuantificar posibles daños en áreas de cultivo.
Este trabajo da las bases para continuar investigaciones sobre este tema. Una primera investigación
sería la identificación química de los posibles compuestos alelopáticos. Una vez identificados los
compuestos alelopáticos pueden ser cuantificados en suelos de diversos cultivos, en áreas donde
esta especie es invasora. Otra línea de investigación pudiera ser la determinación de las cantidades
mínimas de compuestos alelopáticos que afectan no solo en chile y tomate sino también otros
cultivos comunes en las áreas donde se presenta esta especie invasora. Por último, se puede llevar
a cabo diversas investigaciones en campo como la manipulación de diferentes cantidades de
mantillo en suelo, así como niveles de humedad para ver la respuesta de la emergencia de semillas
y desarrollo de planta de los diversos cultivos. El dar seguimiento a este tipo de investigaciones
indudablemente tiene repercusiones económicas.
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2020 TECNOCIENCIA CHIHUAHUA.
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