(Estudio de un caso en que se emplea Shorea leprosula y Shorea parvifolia)
por
B. Krishnapillay & M. Marzalina
Instituto de Investigación Forestal de Malasia
Kepong
52109 Kuala Lumpur
Malasia
INTRODUCCION
En las normas internacionales para el ensayo de semillas (ISTA, 1976; ISTA, 1985) y en la reciente publicación - Manual para el Ensayo de Semillas de Arboles y Arbustos (1991) se prescriben, para las semillas de la mayoría de las plantas agrícolas y hortícolas y para ciertas especies forestales los procedimientos de muestreo, incluyendo el tamaño de la muestra para determinar el contenido de humedad. Sin embargo, ni las normas de la ISTA ni el Manual analizan el procedimiento para el ensayo de semillas tropicales recalcitrantes.
La mayoría de las semillas forestales recalcitrantes son grandes, siendo limitado el número disponible para ensayos en la mayoría de los períodos de recolección. Por estas razones no es posible seguir las normas de muestreo recomendadas por la ISTA para semillas normales de tamaño pequeño. Por otra parte, es importante también que el tamaño de la muestra utilizada para cualquier ensayo sea estadísticamente significativo y al mismo tiempo económico.
Se han empleado diversos tamaños de muestra para la determinación del contenido de humedad de las semillas grandes, por parte de diferentes investigadores (Rees, 1963; Yap, 1986; Tompsett, 1987). Chin (1988) y Berjak (1989) han recomendado el uso de un mínimo de 20 semillas, mientras que Bonner (1991) ha sugerido trozos de semilla suficientes para igualar el peso de 5 semillas. Sin embargo, estas indicaciones son bastante arbitrarias y se refieren a la experiencia de los investigadores correspondientes Lo que se necesita en realidad es la determinación de un tamaño mínimo de muestra científicamente definido y comprobado.
Los trabajos que se exponen en este documento tratan de utilizar un sistema estadístico para obtener información exacta sobre el tamaño de muestra necesario para la determinación del contenido de humedad, utilizando como base la variación del contenido de humedad entre semillas individuales.
METODO
En 1990 se produjo una gran fructificación en los bosques de Malasia Peninsular. Para este estudio se recogieron semillas de 10 especies arbóreas pertenecientes a la familia de las Dipterocarpaceas. Para aclarar la metodología empleada para la determinación del contenido de humedad, a continuación se analiza el trabajo realizado con dos especies: Shorea leprosula y Shorea parvifolia.
Para cada una de las dos especies se eligieron tres poblaciones bien separadas (>80 Km. de distancia) de árboles con frutos. De cada población se recogieron 1.500 semillas plenamente maduras. Las semillas se envasaron en bolsas de polietileno y se llevaron al laboratorio el mismo día de la recolección. Se realizaron cuatro repeticiones al azar de 25 semillas cada una de cada población, y se desalaron. Para cada repetición se determinó el contenido de humedad de cada una de las semillas. Cada semilla se marcó, se pesó, se cortó en dos mitades y se secó a la estufa a 103°C durante 20 horas (Krishnapillay et al., 1991). Las semillas secadas a la estufa se enfriaron en un secador sobre gel de sílice y se pesaron. El contenido de humedad se expresó en porcentaje del peso fresco. Se utilizó la variabilidad del contenido de humedad, expresada como desviación típica, para determinar el tamaño mínimo de la muestra.
Se calculó el tamaño de la muestra, para la determinación del contenido de humedad, empleando la fórmula desarrollada por Cochran (1953):
donde n = número de semillas a muestrear; t = valor de la desviación normal correspondiente al nivel de confianza deseado; s = desviación típica del factor a ensayar; d = nivel de precisión o margen de error.
Se calculó el tamaño de la muestra necesario para distintas probabilidades de confianza y los niveles correspondientes de precisión, utilizando esta fórmula para diversas desviaciones típicas. Cuando la fracción de la muestra del lote de semillas utilizado en este estudio era superior al 5% de la población (en nuestro caso el 6,67%), se aplicó una corrección al tamaño de la muestra. Esto se hizo utilizando la siguiente fórmula de corrección (Cochran, 1953):
donde n' = tamaño de la muestra corregida; n = tamaño de la muestra sin corregir; N = población del lote de semillas.
Utilizando las dos fórmulas, se construyó una tabla que indica los tamaños de muestra necesarios para la determinación del contenido de humedad para la probabilidad de confianza y precisión deseadas. Una vez conocida la desviación típica real de la variabilidad del contenido de humedad entre las tres poblaciones de la especie, se pudo determinar el tamaño de la muestra.
En este estudio se tomaron también de las tres poblaciones, dos repeticiones al azar de 25 semillas cada una, para determinar la variabilidad del tamaño y peso de la semilla dentro de las tres poblaciones. Para cada semilla se tabuló también la longitud y anchura de la semilla, las alas y sus pesos respectivos.
RESULTADOS
En los Cuadros 1 y 2 se presentan para Shorea leprosula y S. parvifolia respectivamente, los resultados basados en la medición de las semillas individuales de las tres poblaciones, para evaluar la variabilidad en tamaño y peso de las semillas.
El peso íntegro de la semilla de S. leprosula de las tres poblaciones, varió entre 0,42 y 1,10 g. con una media de 0,71 ±0,12 g., mientras que en la S. parvifolia varió de 0,28 a 0,52 g., con una media de 0,40±0,06 g. Las semillas desaladas pesaron entre 0,38 y 1,0 g. y 0,24 y 0,46 g. para las dos especies, respectivamente. El tamaño medio de la semilla de S. leprosula era de 0,92±0,13 cm. de longitud, con una anchura de 0,34±0,04 cm. en su circunferencia mayor, mientras que en S. parvifolia era de 0,97±0,09 cm. de longitud y 0,47±0,04 cm. de anchura.
Cuadro 1. Peso y tamaño medios de semillas individuales de Shorea leprosula recogidas de tres poblaciones diferentes
| POBLACION | PESO (g) | TAMAÑO (cm.) | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SEMILLA | ALAS | SEMILLA + ALAS | SEMILLA | ALAS | |||
| LONGITUD | ANCHURA | LONGITUD | ANCHURA | ||||
| 1 | 0,38±0,05 | 0,04±0,01 | 0,42±0,06 | 0,43±0,13 | 0,06±0,01 | 6,61±0,69 | 0,87±0,10 |
| 2 | 1,00±0,18 | 0,10±0,03 | 1,10±0,21 | 0,74±0,11 | 0,12±0,03 | 6,97±0,46 | 0,85±0,11 |
| 3 | 0,55±0,10 | 0,06±0,10 | 0,61±0,10 | 1,58±0,16 | 0,83±0,06 | 6,45±0,54 | 1,36±0,17 |
| MEDIA | 0,64±0,11 | 0,07±0,02 | 0,71±0,12 | 0,92±0,13 | 0,34±0,04 | 6,68±0,56 | 1,03±0,13 |
Cuadro 2. Peso y tamaño medio de semillas individuales de Shorea parvifolia recogidas de tres poblaciones diferentes
| POBLACION | PESO (g) | TAMAÑO (cm.) | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SEMILLA | ALAS | SEMILLA + ALAS | SEMILLA | ALAS | |||
| LONGITUD | ANCHURA | LONGITUD | ANCHURA | ||||
| 1 | 0,36±0,06 | 0,05±0,01 | 0,41±0,06 | 0,47±0,07 | 0,07±0,02 | 8,29±0,70 | 0,20±0,05 |
| 2 | 0,46±0,07 | 0,06±0,01 | 0,52±0,07 | 1,35±0,12 | 0,68±0,06 | 9,16±0,55 | 1,06±0,10 |
| 3 | 0,24±0,05 | 0,04±0,01 | 0,28±0,06 | 1,10±0,09 | 0,65±0,04 | 5,11±0,34 | 0,84±0,06 |
| MEDIA | 0,35±0,06 | 0,05±0,01 | 0,40±0,06 | 0,97±0,09 | 0,47±0,04 | 7,52±0,53 | 0,70±0,07 |
El Cuadro 3 da el tamaño calculado de la muestra necesaria para ensayar el contenido de humedad de las semillas para diversas probabilidades y niveles de precisión. Este cuadro puede ampliarse más utilizando las fórmulas de Cochran descritas anteriormente si se encontrase una desviación típica mayor del contenido de humedad de la semilla.
En el Cuadro 4 se presenta la variabilidad del contenido de humedad expresada por la desviación típica para tres poblaciones, con cuatro repeticiones de S. leprosula y en el Cuadro 5 para la S. parvifolia.
El Cuadro 4 referente a la S. leprosula demuestra que la variabilidad del contenido de humedad expresada por la desviación típica oscila entre 2,34 y 2,52. Con referencia al Cuadro 3, para esta cuantía de variación, se necesitarían para el ensayo de humedad, con un nivel de precisión del 0,5% y una probabilidad de confianza de 0,95, entre 94 y 112 semillas; mientras que con un nivel de precisión del 1,0% y la misma probabilidad de confianza, sólo se necesitarían de 25 a 30 semillas. Análogamente, el Cuadro 5 para la S. parvifolia, muestra que la desviación del contenido de humedad varía entre 2,38 y 2,57 entre las tres poblaciones estudiadas. También en este caso para un nivel de precisión del 0,5 % se necesitan de 94 a 112 semillas, mientras que para un nivel de precisión del 1,0 % es suficiente una muestra de unas 25 a 30 semillas (Cuadro 3).
Cuadro 3. Cuadro para la determinación del tamaño de muestra necesario para ensayar el contenido de humedad de semillas de Shorea leprosula y S. parvifolia para diversos niveles de confianza y precisión (basado en un lote de 1.500 semillas)
| PRECISION DESEADA (%) | PROBABILIDAD | DESVIACION TIPICA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD DE LA SEMILLA | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.00 | 1.25 | 1.50 | 1.75 | 2.00 | 2.25 | 2.50 | 2.75 | 3.00 | ||
| TAMAÑO DE LA MUESTRA (NUMERO DE SEMILLAS) | ||||||||||
| 0,5 | 0,90 | 11 | 17 | 24 | 32 | 42 | 53 | 65 | 78 | 92 |
| 0,95 | 16 | 25 | 35 | 47 | 61 | 77 | 94 | 112 | 132 | |
| 0,99 | 42 | 64 | 90 | 121 | 154 | 189 | 227 | 267 | 307 | |
| 1,0 | 0,90 | 3 | 4 | 6 | 8 | 11 | 14 | 17 | 20 | 24 |
| 0,95 | 4 | 6 | 9 | 12 | 16 | 20 | 25 | 30 | 35 | |
| 0,99 | 11 | 17 | 24 | 32 | 42 | 52 | 64 | 77 | 90 | |
| 1,5 | 0,95 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 | 11 |
| 0,99 | 2 | 3 | 4 | 5 | 7 | 9 | 11 | 13 | 16 | |
| 0,99 | 5 | 7 | 11 | 14 | 19 | 24 | 29 | 35 | 42 | |
| 2,0 | 0,90 | 1 | 1 | 2 | 2 | 3 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 0,95 | 1 | 2 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 9 | |
| 0,99 | 3 | 4 | 6 | 8 | 11 | 13 | 17 | 20 | 24 | |
Cuadro 4. Variación del contenido de humedad en tres poblaciones diferentes de Shorea leprosula
| POBLACION | CONTENIDO DE HUMEDAD (%) CON LA DESVIACION TIPICA | |||
|---|---|---|---|---|
| R1 | R2 | R3 | R4 | |
| 1 | 34,6344 | 33,1053 | 31,9407 | 33,2593 |
| (2,370) | (2,345) | (2,012) | (2,487) | |
| 2 | 32,7143 | 32,7143 | 33,0660 | 31,5703 |
| (2,144) | (2,529) | (2,504) | (2,281) | |
| 3 | 35,9849 | 35,4211 | 32,5897 | 33,4492 |
| (2,144) | (2,689) | (2,714) | (2,703) | |
| MEDIA | 34,2005 | 33,7469 | 32,5321 | 32,7596 |
| (2,342) | (2,5210) | (2,410) | (2,490) | |
Nota: a) R1–R4 = repeticiones; b) el contenido de humedad se expresa en porcentaje sobre la base del peso en fresco; c) los valores entre paréntesis son la variabilidad del contenido de humedad expresado como la desviación típica.
Cuadro 5. Variación del contenido de humedad en tres poblaciones diferentes de S. parvifolia
| POBLACION | CONTENIDO DE HUMEDAD (%) CON LA DESVIACION TIPICA | |||
| R1 | R2 | R3 | R4 | |
| 1 | 18,8721 | 18,5427 | 18,8601 | 33,2593 |
| (2,335) | (2,737) | (2,184) | (2,186) | |
| 2 | 25,9665 | 25,7617 | 24,2169 | 25,0959 |
| (2,532) | (2,498) | (2,846) | (2,636) | |
| 3 | 16,5160 | 16,4202 | 14,7039 | 16,0416 |
| (2,288) | (2,259) | (2,682) | (2,463) | |
| MEDIA | 20,4515 | 20,2415 | 19,2603 | 20,0380 |
| (2,385) | (2,497) | (2,571) | (2,428) | |
Nota: a) R1–R4 = repeticiones; b) el contenido de humedad se expresa en porcentaje sobre la base del peso en fresco; c) los valores entre paréntesis indican la variabilidad del contenido de humedad expresado como la desviación típica.
DISCUSION
La humedad de la semilla es uno de los factores más importantes que afectan a la viabilidad y posibilidad de almacenaje de las semillas. Por lo tanto, es fundamental que se diseñen métodos apropiados y suficientemente precisos para el ensayo de semillas. Hasta hoy se han realizado muy pocos trabajos para establecer normas referentes a las semillas grandes de especies tropicales. La información disponible y las directrices empleadas son generalmente las que han sido desarrolladas para semillas normales (ISTA, 1976; 1985; Gordon et al., 1991).
El tamaño y peso medios de la semilla en el caso de las semillas recalcitrantes suelen exceder en mucho a los de las semillas normales (Roberts et al., 1984). Generalmente, el peso de 1.000 semillas de especies recalcitrantes sobrepasa los 500 g. (Chin et al., 1984). Este fuerte peso de las semillas tiene lugar debido, en primer lugar, al alto contenido de humedad de la semilla que varía del 20 al 70% (sobre la base del peso en fresco) y también debido a su gran tamaño. En este estudio el peso medio de 1.000 semillas enteras de S. leprosula fue aproximadamente de 710 g. mientras que en el caso de la S. parvifolia fue de 400 g. Se observó generalmente que había una amplia variación de tamaño y peso, tanto dentro de las poblaciones como entre unas y otras de ellas. La variada desviación típica demostró que para estas dos especies no hay uniformidad de tamaño ni de peso ni en una estación ni entre estaciones distintas (Cuadros 1 y 2). Por otra parte, aunque variando entre poblaciones, el contenido de humedad mostró una desviación típica bastante uniforme dentro de una especie determinada (Cuadros 4 y 5). Esta uniformidad de la desviación típica es muy importante porque permite definir adecuadamente un tamaño de muestra concreto para el ensayo del contenido de humedad de la especie.
El estudio del tamaño mínimo de muestra necesario para la determinación del contenido de humedad, demostró que la desviación típica para las tres poblaciones de S. leprosula variaba entre 2,34 y 2,52 mientras que para la S. parvifolia variaba entre 2,38 y 2,57. Por encima de este orden, para una probabilidad del 0,95 y con un nivel de precisión del 1,0%, se halló que un tamaño de muestra de 25 a 30 semillas es suficiente para determinar con precisión el contenido de humedad de estas dos especies. Tomando el límite superior de desviación para ambas especies (es decir, 2,75, véase Cuadro 3), se recomienda un tamaño de muestra de 30 semillas para cada una de estas dos especies. Se elige un 1% como nivel de precisión para el ensayo de humedad en un proceso destructivo y sólo se emplean 30 semillas en este nivel. Si se utiliza un nivel de precisión del 0,5%, se destruirían 112 semillas, lo que puede ser inconveniente en especies tropicales cuyas principales limitaciones son la carestía de la semilla y la pequeña cantidad disponible. Bonner (1982), trabajando con semillas recalcitrantes de especies templadas, sugirió que una precisión con tolerancia de variabilidad hasta del 2,5% es aceptable para las semillas grandes con contenido de humedad superior al 12%. Por ello, en el presente estudio, se consideró suficientemente aproximado un nivel de precisión del 1,0% para el tamaño de muestra de la S. leprosula y la S. parvifolia.
Mok (1972), trabajando con semillas de palma de aceite, Chin & Lassim (1987), con semillas de frutos recalcitrantes y Krishnapillay et al. (1991) con especies forestales, pudieron establecer el tamaño mínimo de muestra para sus respectivas especies, utilizando un sistema estadístico similar al aplicado en este estudio.
CONCLUSION
Este estudio indica que, en el caso de las semillas de Shorea leprosula y S. parvifolia, se pueden emplear para la determinación precisa del contenido de humedad, 30 semillas desaladas tomadas en tres muestras de diez o seis repeticiones de cinco semillas cada una, después de partir cada semilla en dos antes de secarlas.
AGRADECIMIENTOS
Los autores desean agradecer al Director General del Instituto de Investigación Forestal de Malasia por su autorización para publicar este documento y al señor Louis Retnam por revisar con sentido crítico el manuscrito.
Nota del autor
El autor principal agradece las valiosas sugerencias y críticas que se hagan para mejorar aún más la orientación de este documento.
Referencias
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Cochran, W.G. (1953). Sampling Techniques. pp. 50–56. John Wiley and Sons, New York.
Gordon, A.G., P. Gosling and B.S.P. Wang eds. (1991). Tree Shrub Seed Handbook. International Seed Testing Association, Zürich, Switzerland.
International Seed Testing Association (1976). International Rules for Seed Testing. Seed Sc. & Technol., 4: 51–177
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Krishnapillay, B. Marzalina Mansor, Yap, S.K., Chua, L.S.L., Ang, K.C., Siti Asha Abu Bakar and Zaiton Salleh (1991). Determination of Seed Testing Standards-Moisture Content of Hopea odorata seeds. J.Trop For Sci 4(2):170–178
Mok, C.K. (1972). Sample Size for Moisture and Viability Testing of Oil Palm (Elaeis guineensis JACQ) Seeds. Proc. Int. Seed Test. Ass. 37(3): 751–761
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Tompsett, P.B. (1987). Desiccation and Storage Studies on Dipterocarp Seeds. Annals of Applied Biology. 110: 371–379
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