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INGENIERIA FORESTAL
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EFECTOS DE LOS TRATAMIENTOS MAGNÉTICOS Y ELECTROMAGNÉTICOS
SOBRE SEMILLAS Y PLÁNTULAS
LAURA MARIA ACERO SOTTO
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS
FACULTAD DEL MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
PROYECTO CURRICULAR DE INGENIERIA FORESTAL
BOGOTÁ D.C.
2018
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EFECTOS DE LOS TRATAMIENTOS MAGNÉTICOS Y ELECTROMAGNÉTICOS
SOBRE SEMILLAS Y PLÁNTULAS
LAURA MARIA ACERO SOTTO
Trabajo de grado en la Modalidad de Monografía para optar por el título de
Ingeniera Forestal
Director
M.Sc. Ing. MAX ALEJANDRO TRIANA GOMEZ
Evaluador
Esp. Ing. CÉSAR AUGUSTO GARCÍA VALBUENA
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AGRADECIMIENTOS
El presente trabajo lo dedico principalmente a Dios, por darme la fuerza para
continuar en aquellos momentos de dificultad y por guiarme en mi camino.
A mis padres Carlos Acero y Esperanza Sotto, por su constante compañía a lo largo
de este trayecto, por sus oraciones y palabras de aliento cuando sentía que no podía
continuar. A mi hermano Carlos Andrés Acero, por quien descubrí esta profesión y
quien es mi gran ejemplo de vida.
A la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, a todo el proyecto curricular de
Ingeniería Forestal, a mis profesores en especial al Ing. Max Alejandro Triana, al
Ing. César Augusto García por apoyar esta idea y a la profesora Niria Bonza por su
constante colaboración.
Finalmente quiero agradecer a mi compañera Claudia Lorena Bravo, por creer en
este proyecto y a todos mis amigos con quienes compartí momentos que se
quedaran grabados en mi corazón.
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Contenido
1 ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN .............................................................. 6
2 PROBLEMA O PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN ......................................... 10
3 OBJETIVOS ..................................................................................................... 10
3.1 Objetivo general .......................................................................................... 10
3.2 Objetivos específicos ................................................................................... 10
4 MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL ................................................................. 10
4.1 Campos magnéticos .................................................................................... 10
4.1.1 Teoría del diamagnetismo y del paramagnetismo ................................ 12
4.2 Campos electromagnéticos ......................................................................... 13
4.2.1 Espectro Electromagnético ................................................................... 14
4.2.2 Campos electromagnéticos de baja intensidad o frecuencia ................ 14
4.2.3 Campos electromagnéticos de alta intensidad ...................................... 15
4.3 Latencia ....................................................................................................... 15
4.4 Tratamientos pre germinativos .................................................................... 17
4.5 El magnetismo como posible tratamiento pre-germinativo .......................... 18
5 METODOLOGÍA .............................................................................................. 20
6 DESARROLLO DE LA PROPUESTA .............................................................. 21
6.1 Influencia de los campos magnéticos estacionarios sobre la germinación de
semillas y el crecimiento de plántulas ................................................................. 21
6.1.1 Efectos sobre la germinación de semillas. ............................................ 21
6.1.2 Efectos sobre el crecimiento de plántulas. ............................................ 24
6.1.3 Efectos sobre el metabolismo y las actividades enzimáticas de las
semillas ............................................................................................................ 25
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6.2 Influencia de los campos electromagnéticos sobre la germinación de semillas
y crecimiento de plántulas. ................................................................................. 27
6.2.1 Campos electromagnéticos estáticos ................................................... 27
6.2.2 Campos electromagnéticos de baja frecuencia, pulsados y variables .. 30
7 Conclusiones y recomendaciones ................................................................... 32
8 Referencias Bibliográficas................................................................................ 34
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1 ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN
Mejorar la productividad de los cultivos forestales es uno de los retos que tiene el
sector y con ello aumentar el área que está destinada hacia esta actividad, la cual
solo alcanza un total de 400.000 hectáreas. Este déficit, hace que el país tenga una
importación de productos de origen forestal del 1.4%, representando cerca
US$206.3 millones según el Departamento Administrativo Nacional de Estadística
(DANE). (Vega, 2018).
Según la UPRA, 2018, para el 2014, Colombia contaba con cerca de 24.8 millones
de hectáreas con aptitud forestal comercial, lo que representa el 21.7% del territorio
del país (Ver figura 1); lastimosamente para el 2015, solamente el 1.8% del territorio
nacional tenia plantaciones forestales comerciales establecidas. Estas cifras se ven
reflejadas en el aporte del sector forestal al PIB, el cual solo ha llegado a cifras
cercanas al 0.79% para el 2017. (Documento CONPES 3934, 2018)
Figura 1. Mapa Aptitud forestal comercial de Colombia. Fuente: UPRA, 2014 EN: (Documento CONPES 3934,
2018)
Según el Estudio de la economía forestal bajo el marco de la Misión de Crecimiento
Verde, ejecutado por ONF Andina, el bajo desarrollo de la economía forestal, se
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debe a una articulación institucional débil, un marco normativo disperso y con
fuertes vacíos, a su vez, los altos costos en la producción y la falta de compradores
regionales hacen que país no sea competitivo frente a países como Ecuador, Brasil,
México, Holanda, Italia, Chile, entre otros. (Documento CONPES 3934, 2018)
Respecto a la parte académica, el sector presenta falencias en cuanto a la difusión
investigativa realizada en los institutos, quienes han enfocado sus esfuerzos en
documentar groso modo cinco departamentos, en los cuales se concentra cerca del
50% de la información, mientras que, regiones como la Orinoquia, el Amazonas y el
Caribe se encuentran casi inexploradas, siendo urgente el reporte de nuevas
especies de interés comercial, con el fin de poder generar productos que estimulen
el desarrollo de productos bio-innovadores y fortalecer la investigación en
biotecnología, la cual es menor comparada con otros sectores, ya que del total de
grupos de investigación (4638) en 2015, tan solo 537 se dedican a este tipo de
investigaciones generando una escasa producción académica de tan solo 332
artículos científicos, frente a 2262, 6203, 3912, 994 y 659, correspondientes a
Argentina, Brasil, México, Chile, y Cuba respectivamente. (Documento CONPES
3934, 2018)
La biotecnología es un área científico-tecnológica que está tomando gran
importancia en diferentes áreas como la salud, la economía, la agricultura, la
alimentación, el medio ambiente, entre otros (Miron, Cabo, & Cortiñas, 2007). En
Colombia, la implementación de esta tecnología oscila las tres décadas, en las
cuales, los centros de investigación se han preocupado por formar profesionales
tanto en pregrado como postgrado en aras de fortalecer esta ciencia en el país,
aprovechando las ventajas comparativas que este tiene. (Buitrago, 2012).
Actualmente, la biotecnología se clasifica en 15 colores, de los cuales 10 pertenecen
a diferentes áreas de la ciencia y los últimos cinco a áreas adicionales para la
enseñanza de las ciencias en educación básica (ver Tabla 1). DaSilva E.J., 2004
EN: (Perez, et al, 2011)
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Tabla No. 1. Clasificación de las biotecnologías, dependiendo del área de aplicación.
BIOTECNOLOGIA ÁREA
Biotecnología roja Salud humana, enfermedad, medicina e
ingeniería de tejidos.
Biotecnología
amarilla
Alimentos, nutrición y nutraceúticos
Biotecnología azul Acuicultura, costas y mar
Biotecnología
verde
Producción, procesamiento, almacenamiento
agrícola y ganadero, biofertilizantes,
agroquímicos, control de plagas,
administración de vida silvestre, preservación
de la biodiversidad, enfermedades de plantas,
mascotas y animales de granja, su salud,
nutrición, reproducción, modificación genética
o clonación, micropropagación de plantas y
cultivos de tejidos, biorremediación y
biotecnología ambiental, diseño sustentable,
generación de energía renovable,
salvaguardar recursos, uso eficiente de
energía, producción de bioenergéticas,
desarrollo sustentable, producción
competitiva, desarrollo de nuevos materiales y
nuevas fuentes de energía.
Biotecnología
purpura
Estrategias para la protección de la propiedad
intelectual, patentes, publicaciones e inventos.
Biotecnología café Geomicrobología, zonas áridas
Biotecnología
negra
Control de plagas, mascotas y humanos,
bioterrorismo. Bioguerra, biocrimen,
antiguerra
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Biotecnología
blanca
Basada en genes
Biotecnología
dorada
Bioinformática. Nanobiotecnologia,
microelectrónica y microsistemas
Biotecnología gris Industrial: Fermentación clásica y bioprocesos
Biotecnología plata Bionegocios, bioemprendedores y
biomarquetin
Biotecnología
índigo
Educación y estimulación temprana
Biotecnología
platino
Biotecnología sintética
Biotecnología iris Multidisciplinar: Bioquímica, biología
molecular, biotecnología.
Fuente: Tomado de (Perez, et al, 2011).
Una de las técnicas que conforman un campo investigativo prometedor es el bio-
magnetismo, que en la actualidad está comenzando a estudiarse con mayor
frecuencia en cultivos agrícolas, dando resultados positivos en cuanto a la
disminución de los tiempos de germinación y mejor desarrollo de raíces y brotes (A.
Teixeira da Silva and Dobránszki 2015; Aladjadjiyan 2010; Feizi et al. 2012; Iqbal et
al. 2012), lo que puede representar un aumento en la productividad de las
plantaciones forestales comerciales.
Entender los efectos de estos campos sobre los sistemas biológicos es un tema que
a la ciencia le ha tomado grandes esfuerzos de investigación. (Mendez, 2013). Uno
de los reportes encontrados señala que existe una reorientación de las moléculas
al interior de las semillas, que presentan propiedades diamagnéticas, por otro lado
se evidencia una trasferencia de energía de los campos a los tejidos; finalmente la
remoción de calcio de la membrana celular, induce la formación de poros
temporales que pueden alterar la presión osmótica y por lo tanto la capacidad de
absorber agua. (Torres-Osorio, Aranzazu-Osorio, and Carbonell-Padrino 2015).
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2 PROBLEMA O PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN
¿Existen efectos sobre la germinación y crecimiento de plántulas asociados
a la exposición a campos magnéticos y electromagnéticos?
3 OBJETIVOS
3.1 Objetivo general
Realizar una revisión bibliográfica para comprobar la respuesta que
presentan las semillas y plántulas al ser expuestas a campos magnéticos y
electromagnéticos.
3.2 Objetivos específicos
Evidenciar estudios que se hayan realizado sobre semillas forestales y las
respuestas que éstas presentaron frente a los tratamientos.
Reportar las variables tiempo/intensidad, que han presentado una mayor
incidencia sobre el porcentaje y tiempo de germinación.
4 MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL
4.1 Campos magnéticos
Los primeros fenómenos magnéticos que se observaron fueron los relacionados con
los llamados imanes naturales, los cuales corresponden a trozos de un mineral de
hierro encontrado en la ciudad de Magnesia, los cuales tienen la propiedad de atraer
el hierro no imanado, siendo el efecto más pronunciado en ciertas partes del imán,
a lo que se denominó como “Polos”. (Sears & Zemansky, 1971)
En 1819, el fisco danés Hans Christian Oersted, observó que un imán que puede
girar alrededor de un eje se desvía al encontrarse en la proximidad de un hilo
conductor que transporta una corriente, lo cual demostró que el movimiento de
cargas eléctricas puede producir efectos magnéticos. (Sears & Zemansky, 1971)
Los llamados fenómenos magnéticos proceden de las fuerzas que se originan entre
cargas eléctricas en movimiento, es decir las cargas en movimiento respecto a un
observador crean un campo magnético, el cual ejerce una fuerza sobre una segunda
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carga en movimiento en relación con el observador. De esta forma Ampére en 1820,
expresó que los electrones se encuentran en movimiento respecto a los núcleos
atómicos y cada electrón presenta una rotación continua alrededor de un eje, con
esto se puede pensar que todos los átomos presentan efectos magnéticos. (Sears
& Zemansky, 1971)
Un campo magnético puede representarse por unas curvas denominadas líneas de
inducción, las cuales representan la distribución del campo alrededor de cualquier
objeto. La dirección de estas líneas es igual a la dirección del campo magnético y la
intensidad es inversamente proporcional a la distancia entre las líneas; es decir, a
medida que las líneas se alejan, el campo disminuye su intensidad. (González,
2001)
Figura 2. Diferentes tipos de imanes y la respuesta que presentan las líneas de inducción.
Fuente: sites.google.com
Esta intensidad suele medirse por H o por B; cuando el campo se designa por B, la
intensidad se mide en Tesla (T) y cuando se designa por H se mide en ampere/metro
(A/m). Este sistema de medición se obtuvo de la relación que existe entre B y H en
el vacío, expresado en la ecuación 1 donde µ0 es una constante denominada
permeabilidad del vacío y su valor es de 4π x 10-7 T/(A/m) y M es la Magnetización
originada por la contribución del medio a la intensidad del campo. Otro sistema de
unidades B se mide en gauss (G) y H en oersted en donde 1 T=104 G ≈ 79.6 A/m
(González, 2001)
𝐵 = µ0(𝐻 + 𝑀) Ecuación 1.
Debido a que los campos magnéticos tienen pocas aplicaciones prácticas, es más
común enrollar el cable conductor con el fin de formar espiras, obteniendo líneas de
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campo idénticas a las de un imán natural, los que se conocen como electroimanes,
bobinas o solenoides. (Ver figura 3)
Figura 3. Representación de las líneas de inducción generadas en un electroimán
Fuente: juntadeandalucia.es
El electroimán cuenta con un campo magnético originado en los extremos el cual
viene dado por la ecuación 3, donde D representa el diámetro de la bobina, N el
número de espiras, I la intensidad eléctrica y la constante K=4π x 10-7 T*m/A.
𝐸 = 𝑘 1 ∗ 𝑁
𝐷 𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 2
Según Tagüeña y Martina (1986) EN: (Buitrago, 2012), el magnetismo es uno de los
pilares que sostiene la compleja estructura de la ciencia moderna, debido a la gran
variedad de aplicaciones que se realizan hoy día, en campos como la medicina, la
biología, la agricultura, la veterinaria entre otros, los cuales corresponden al
fenómeno del bio-magnetismo.
4.1.1 Teoría del diamagnetismo y del paramagnetismo
El diamagnetismo se basa en la ley de Faraday, en donde se establece que los
electrones de un átomo giran alrededor de sus respectivos núcleos, moviéndose
indefinidamente. Al establecer un campo magnético en una sustancia, el flujo
creciente, origina en cada circuito una fuerza electromotriz generando una
aceleración o desaceleración de los electrones, según el sentido del giro. Debido a
que todos los átomos contienen circuitos electrónicos, el fenómeno del
diamagnetismo se presenta en todas las sustancias. (Sears & Zemansky, 1971)
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El paramagnetismo es producido cuando las moléculas de una sustancia tienen un
momento magnético permanente, por lo que al incorporar un campo magnético
sobre un momento magnético, se obliga al vector, momento magnético, a efectuar
una precesión alrededor de la dirección del campo, esto sumado a la interacción
con otras moléculas, generan en un muy corto tiempo que los momentos
magnéticos moleculares queden alineados con el campo (Sears & Zemansky, 1971)
4.2 Campos electromagnéticos
El Campo Electromagnético (CEM), hace referencia a un campo físico, de tipo
tensorial, debido a que no es fácil disociar el vector campo eléctrico del vector de
inducción magnética, ya que se comportan genuinamente como magnitudes físicas
de tipo vectorial. Dichos campos son áreas invisibles de energía, producidas por la
electricidad, la cual se genera por el movimiento de electrones. (NIH, 2016).
Los campos eléctricos se originan por diferencias de voltaje, (presión necesaria para
empujar electrones por un alambre), es decir, entre más alto sea el voltaje, mayor
será el campo que resulta, de esta forma, los campos eléctricos se miden por voltios
por metro (V/m). A su vez los campos magnéticos tienen su origen en las corrientes
eléctricas, adquiriendo una fuerza mayor a medida que aumenta la corriente. La
fuerza de estos campos disminuye a medida que aumenta la distancia de su fuente.
(NIH, 2016 & OMS, 2018).
Independientemente de si un aparato esta encendido o no, los campos eléctricos
siempre estan presentes, a diferencia de los magnéticos. Una fuente de
debilitamiento de los campos electricos son las paredes u otros objetos, sin embargo
los campos magnéticos pueden traspasar edificios, organismos vivos entre otros.
(NIH, 2016)
De manera general, existen dos tipos de campos electromagnéticos, los cuales se
determinan según el espectro electromagnético, es decir, el número de veces que
se repiten las ondas por segundo.
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4.2.1 Espectro Electromagnético
El espectro magnético es el conjunto de frecuencias posibles a las que se produce
radiación electromagnética, dicho conjunto comprende desde longitudes de onda
extremadamente largas hasta longitudes de onda extremadamente cortas,
incluyendo la radiación ionizante como la no ionizante. (Luque, s.f)
Dependiendo del comportamiento de las ondas electromagneticas en el medio de
propagacion, se dividide en segmentos o bandas de frecuencia. (Luque, s.f) La
clasificacion mas tipica del espectro establece las siguientes categorias de radiacion
electromagentica. (Ver figura 4)
Figura 4. División del espectro electromagnético. Frecuencia (Ondas por segundo)
Fuente: (NIH, 2016)
4.2.2 Campos electromagnéticos de baja intensidad o frecuencia
Son campos son generados por centros de transformación y líneas de alta tensión,
generalmente presentan unas emisiones a la frecuencia de la red eléctrica, es decir
a una frecuencia de 50 Hercios (50 Hz), la figura 4, representa la onda
electromagnética que generan estos componentes. (NIH, 2016)
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Figura 4. Representación de la onda electromagnética generada por el componente magnético y el
componente eléctrico. Fuente: radiansa.com
4.2.3 Campos electromagnéticos de alta intensidad
Estos campos, transportan una buena cantidad de energía, la cual es capaz de
romper los enlaces entre las moléculas. Como ejemplo se tienen los rayos gamma,
los rayos X y los rayos cósmicos, los cuales se conocen como “radiación ionizante”.
Estos campos presentan cuantos de luz de ondas con frecuencias más altas,
transportando más energía que los de menor frecuencia. (OMS, 2018)
4.3 Latencia
Uno de los aspectos que presentan una mayor dificultad en el manejo de las
semillas forestales tropicales, es la germinación escalonada y los bajos porcentajes
de germinación los cuales se generan en gran medida por la latencia de ciertas
especies, definida como un estado en que la semilla es incapaz de germinar bajo
condiciones de temperatura y humedad adecuadas (CATIE, 1995; Varela & Arana,
2011). Dicha latencia varia no solo entre especies, sino tambien entre arboles de la
misma especie, en muchas ocasiones generados por las condiciones ambientales
a los que se somete la semilla durante su desarrollo, como por ejemplo árboles que
crecen a mayor altitud y bajas temperaturas pueden presentar latencia, mientras
que los árboles de la misma especie que crecen en zonas mas bajas, pueden no
manifestarla; de esta forma, la latencia es vista como un mecanismo que desarrollan
las semillas para poder perdurar en el tiempo. (CATIE, 1996)
En general, las semillas no poseen impedimentos para su germinación, como se
puede evidenciar en muchas especies nativas de bosques húmedos tropicales, las
cuales pueden presentar un bajo o nulo nivel de latencia; el problema ocurre en los
viveros, cuando se trabaja con especies adaptadas a ambientes agrestes como lo
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son los desiertos, regiones muy frías o que provienen de lugares con estaciones.
Según flores (1994) EN: (CATIE, 1995) la latencia se puede presentar debido a la
presencia de embriones rudimentarios o fisiológicamente inmaduros, cubiertas
seminales impermeables e incluso interacciones multifactoriales que impiden el
desarrollo de las plántulas, en la tabla 1, se consignan los tipos de latencia
categorizados según el criterio de clasificación presentado por Nikoaleva (1977) y
Baskin & Baskin (1991). EN: (FAO, 1991)
Tabla 2. Tipos de latencia clasificadas por Nikoaleva (1977) y Baskin & Baskin (1991).
Latencia exógena
Latencia física: La cubierta seminal de las
semillas son impermeables, dentro se
encuentra el embrión.
Latencia mecánica: Cubierta seminal
endurecida y no permite que embrión se
expanda durante la germinación.
Latencia química: Producción y
acumulación de sustancias químicas que
inhiben la germinación.
Latencia
endógena
El embrión de ciertas
familias no se ha
desarrollado
correctamente en la
época de maduración
Embriones rudimentarios: Semillas cuyo
embrión no alcanza a ser más que un
proembrion embebido en un endospermo
Embriones no desarrollados: Semillas con
embriones poco desarrollados
Latencia
interna
Control al interior de los
tejidos
Fisiológica: La germinación es impedida
por un mecanismo fisiológico inhibidor.
Interno intermedio: Inducida por las
cubiertas de las semillas y los tejidos de
almacenamiento circundante, propio de las
Coníferas.
Del embrión: Requiere de un periodo de
enfriamiento en húmedo.
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Latencia combinada morfo
fisiológica
Combinación del subdesarrollo del
embrión con mecanismos fisiológicos
inhibidores fuerte.
Latencia combinada exógena -
endógena
Combinación de latencia de la cubierta o
pericarpio con latencia fisiológica
endógena.
Tomado de: (CATIE, 1996; FAO, 1991)
4.4 Tratamientos pre germinativos
Las investigaciones sobre semillas forestales, se enfocan en la identificación de
tratamientos que permitan mejorar la germinación, disminuyendo los periodos de
latencia aumentando el porcentaje de germinación y el poder germinativo; de esta
forma el uso de estos tratamientos se ha convertido en una práctica obligatoria en
el campo forestal. Dependiendo del tipo de latencia, se recomienda emplear ciertos
tipos de tratamientos, ya que el uso inadecuado de éstos puede dañar el embrión o
por el contrario no activa de manera correcta los procesos enzimáticos que ocurren
al interior de las semillas. (FAO, 1991)
Tabla 3. Tipos de Tratamientos pregerminativos, dependiendo de la latencia.
Latencia
exógena
Métodos físicos: Cortar, perforar o abrir un orificio en la cubierta
seminal; también se recomienda lijar las semillas o golpearlas
con martillos
Remojado en agua: Los tratamientos en húmedo combinan dos
efectos, el de ablandar la cubierta y extraer por lixiviación los
inhibidores químicos
Tratamiento con ácido: El ácido más empleado para romper la
latencia de la cubierta es el Ácido Sulfúrico concentrado. Es
posible que las semillas que han estado almacenadas por un
largo tiempo, deban estar por más tiempo en acido, mientras
que las semillas frescas pueden resultar afectadas por una
duración prolongada.
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Métodos biológicos: Ingesta de animales o exponer las
semillas al ambiente natural.
Calor seco y fuego: Fuego entre leve y moderado, mediante
una combustión controlada reduce la impermeabilidad de la
cubierta
Calor húmedo (Mecánica): previamente se aplica un
tratamiento con ácido sulfúrico. Las semillas deben o frutos
deben secarse perfectamente antes de iniciar el tratamiento
Latencia
endógena
Estratificación en frio: Se recomienda remojar las semillas en
agua fría por 48 horas, escurrir y mezclar las semillas con un
medio humedecido que retenga el agua, almacenar a una
temperatura templada
Tratamiento químico: Uso de sustancias químicas que puedan
romper la latencia interna, como es el caso del ácido giberélico,
el ácido cítrico, entre otros.
Rayos X, rayos gamma, rayos lumínicos y ondas sonoras de
alta frecuencia
Latencia doble Combinación de escarificación con tratamientos húmedos.
Tomado de: (FAO, 1991)
4.5 El magnetismo como posible tratamiento pre-germinativo
Uno de los retos de la humanidad es generar tecnologías respetuosas con el medio
ambiente basados en tratamientos físicos y biológicos, los cuales permitan
aumentar el poder germinativo de las semillas, vigor de las plántulas, entre otros.
Actualmente, se ha demostrado que los campos magnéticos funcionan como un
método pre germinativo, que extiende cada vez más su popularidad, debido a que
cumple con los requerimientos mencionados. (A. Teixeira da Silva and Dobránszki
2015; A Aladjadjiyan 2010; Feizi et al. 2012; Iqbal et al. 2012)
Las plantas presentan respuesta a factores como la gravedad (Gravitropismo), las
longitudes de onda de luz (Fototropismo), el contacto físico (Trigmotropismo), y al
efecto geomagnético (Magnetotropismo) (Belyavskaya 2004; Maffei 2014); a su vez,
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el campo geomagnético se conoce como un componente natural de nuestro
entorno, el cual ha tenido incidencia durante todo el proceso de evolución de los
organismos vivientes, de esta forma, se ha podido determinar que la Tierra cuenta
con un campo magnético que se calcula dependiendo de la latitud, dicho campo
oscila entre 0,4 y 0,6 mT. (Belyavskaya 2004)
Paralelamente, la investigación interplanetaria ha logrado determinar que no solo
existe un campo geomagnético, sino que es posible identificar campos magnéticos
de baja intensidad y de alta intensidad. Un campo magnético de baja intensidad
puede oscilar entre 100 nT y 0,04 mT, y puede ser medido en el espacio, en donde
se han investigado las diferentes respuestas que han tenido las plantas al
exponerlas a dichos campos (Belyavskaya 2004). Por otro lado, los campos
magnéticos de alta intensidad pueden ser creados por humanos, y son
considerados como altos a partir de los 0,6 mT. Estos campos magnéticos se
pueden clasificar en estacionarios o variables, y se logran con el uso de imanes y
bobinas respectivamente (Amaya et al. 1996).
La investigación de dichos campos ha tomado fuerza desde la década de los
sesenta, encontrando una influencia, en general positiva, sobre la germinación y
calidad de las plántulas. Los primeros estudios reportados sobre la incidencia de los
campos magnéticos en la germinación y crecimiento de las plantas, se remontan a
la segunda mitad del siglo XIX. En 1876, Reinke hace lo que se considera hoy, como
el primer trabajo relacionado con el efecto del campo magnético en el desarrollo de
plántulas, lastimosamente, en este trabajo no se encontró efectos sobre la
germinación de las semillas y el crecimiento de las plantas; 6 años después, en
1882, D’Astre confirma los resultados obtenidos por Reinke; sin embargo, en 1893,
Tolomei documentó el efecto de una germinación más rápida mediante el uso de
campos magnéticos, atribuyéndose a este autor el descubrimiento del fenómeno del
magnetotropismo (Pietruszewski and Martínez 2015). Este fenómeno fue estudiado
con más profundidad por el profesor de botánica L.J Audus, en 1960, quien observó
que las raíces eran sensibles a los campos magnéticos. Junto a él, Krylov y
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Tarakanova, informaron sobre los efectos de los campos magnéticos en las plantas,
exponiendo la existencia de un efecto similar al de las auxinas en las semillas y
frutos, con ello se explicó que el crecimiento de la raíz no es directamente causado
por factores heliotrópicos, sino más bien magnetotrópicos o geo-magnetotrópicos.
(Belyavskaya 2004; Tompkins and Bird 1994)
5 METODOLOGÍA
Metodologia
Fase de Investigación
Búsqueda de diferentes estudios, mediante las palabras claves:
Germination, Electromagnetic field, Magnetic field, seeds, seedling.
Bases de datos como Scopus, Elsevier, Science Direct, Dialnet, Redalyc
Fase de procesamiento de la información
Los articulos se recopilaron en una base de datos, identificando, objetivos,
metodologias, resultados y conclusiones
Clasificacion de articulos por temática: CM Estacionarios; CEM de baja
frecuencia, estacionarios, pulsados
Identificacion de articulos enfocados hacia el efecto sobre el crecimiento de
semillas, procesos enzimaticos y crecimiento de plantulas.
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6 DESARROLLO DE LA PROPUESTA
6.1 Influencia de los campos magnéticos estacionarios sobre la germinación
de semillas y el crecimiento de plántulas
Los campos magnéticos se pueden representar mediante vectores que determinan
la dirección que presentan las líneas de campo o de fuerza en cada punto, a su vez
el conjunto de líneas de fuerza que atraviesan una superficie se denomina flujo
magnético (Carbonell et al. 2013). Teniendo como base estas líneas de fuerza, se
encontró que la velocidad de germinación y crecimiento de plántulas de algunas
especies de cereales, maíz (Zea mays), frijol (Phaseolus vulgaris) y trigo (Triticum
spp) se vieron afectadas positivamente cuando las semillas se orientaron
paralelamente a estas líneas; en estudios posteriores, se encontró que las semillas
de trigo respiraban más lentamente con lo que se concluyó que este método
permitía generar una eficiencia en el metabolismo de las semillas, por otro lado, se
indicó que el magnetismo puede afectar la reacción de hormonas como la giberelina
que afecta la síntesis de a-amilasa. (Pittman 1963, 1964; Pittman, Carefoot, &
Ormrod 1979; Pittman & Ormrod 1970)
Los resultados que se obtuvieron, derivaron de la exposición de las semillas a
campos magnéticos (CM) superiores al geomagnético; es decir, Pittman empleó CM
de 30 mT, 180 mT, 245 mT, entre otros (Pittman 1963, 1964; Pittman & Ormrod
1970); los cuales se conocen con el nombre de estacionarios (Amaya et al. 1996) y
son los que en la literatura reportan mejores resultados sobre la germinación,
crecimiento y calidad de las plántulas.
6.1.1 Efectos sobre la germinación de semillas.
Los campos magnéticos superiores al geomagnético han dado resultados en su
mayoría positivos en la germinación de semillas agrícolas. Debido a que este
método se considera como un tratamiento pre germinativo, el objetivo general de la
mayoría de los estudios es determinar la relación tiempo/intensidad idónea para
reducir el Tiempo Medio de Germinación (TMG) y aumentar el porcentaje de
germinación en diversos tipos de semillas.
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A lo largo de los años se ha estudiado un amplio grupo de semillas en su mayoría
agrícolas como el maíz, el tomate, el arroz, la cebada y el trigo. En el caso de
semillas de maíz (Zea mays) el TMG se redujo al 10.5 respecto al control cuando
las semillas fueron expuestas a un CM continuo, esto representó un aumento en la
tasa de germinación de 98% al ser sometidas a la dosis de 250 mT/continuo. Otro
estudio indicó que los mejores resultados se obtuvieron al exponer las semillas a un
campo de 200 mT y 60 min, en los cuales la germinación y la velocidad de
germinación mejoró en un 10% y 58% respectivamente (Flórez, Carbonell, &
Martínez 2007; Shine et. al 2017).
En las semillas de lentejas (Lens culinaris), el mejor resultado se adquirió con la
intensidad de 180 mT, dando resultados del 33.7% en 5 minutos de exposición
(Majd & Shabrangi 2009); por su parte Aladjadjiyan 2010, expuso dichas semillas a
una intensidad de 150 mT, la cual no generó diferencias significativas y una
inhibición en el crecimiento a los 12 minutos de exposición, lo cual pudo deberse a
un tiempo muy prolongado que atrofió los procesos enzimáticos de las semillas.
Las semillas de arroz (Oriza sativa), expuestas a CM de 5 y 10 mT, comenzaron a
germinar a las 62 horas finalizando a las 122 horas; con una diferencia de 2%,
respecto al porcentaje de germinación. En el caso de semillas de tomate (Solanum
lycopersicum), se observa una germinación a las 94 horas, que alcanzó una
diferencia de 17%, frente al control. La mayor incidencia de los CM sobre la
germinación de S. lycopersicum se presentó cuando las semillas se expusieron
durante 10 min con 5 mT (Torres, Díaz, & Cabal 2008). Según Feizi et al, las semillas
de tomate, sometidas a 15, 25, y 3 mT, no presentaron diferencias significativas
sobre el TMG y el porcentaje de germinación.
Florez et al. 2016; Martinez, Florez, & Carbonell 2017, realizaron estudios sobre
semillas de maíz, arroz, cebada y trigo, usando imanes de 125 mT o 250 mT, y
tiempos de 1, 10, 20, 60 min, 24 horas y crónica. En general las semillas presentaron
mejores respuestas que el control en todos los parámetros evaluados; las semillas
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del hibrido entre trigo y centeno (Triticale) tuvieron una respuesta del 96%, frente al
80% del control en cuanto a la germinación, durante la exposición a 24 horas con
125 mT. Otro estudio, evidencia la respuesta positiva de las semillas de trigo al
tratamiento magnético con una intensidad de 100 mT/1 hora; sin embargo, al
exponerlas a 200 mT durante 1 h, tardaron el máximo tiempo en emerger el 50% de
las plántulas, estando a la par de las semillas no tratadas, lo cual puede indicar que
el tiempo de exposición fue muy alto y ralentizó los procesos enzimáticos de las
semillas. (Verma et al. 2017).
Respecto a las semillas de soja (Glycine max) Carbonell et al. 2013, usaron imanes
de 125, 250 y 300 mT, durante 10, 20, 60 minutos, 24 horas y crónica. Para 24
hrs/250 mT se encontró una reducción de 10.8 horas en el TMG con relación al
control y una diferencia del 19% en el porcentaje de germinación, aunque en
general, las semillas presentaron mejores respuestas al exponerlas a los CM. Este
resultado lo contrastó Torres-Osorio, Aranzazu-Osorio, & Carbonell-Padrino 2015
con intensidades de 125 y 300 mT, encontrando que la mejor respuesta frente al
porcentaje de germinación corresponde a 300 mT/10 min, disminuyendo el TMG en
10.8 horas frente al control y una Germinación máxima de 93% frente a un 91% que
representa el control. En semillas de pepino (Cucumis sativus) expuestas a 200 y
450 mT con un tiempo constante de 20 minutos, hubo una germinación 16 horas
después de la exposición a 450 mT, con un porcentaje de 76.20% frente al 53% del
control. (Yao et al. 2005).
Otro grupo de semillas evaluados, fueron las semillas de pastos, como Festuca y
Medicago, en donde se usaron imanes de 250 mT sometidas a 10, 20, 60 min, 24
horas y exposición continua, encontrándose una mejora significativa durante 24
horas y exposición continua; para semillas de nicotina (Nicotina tabacum),
expuestas a 150 mT durante 10, 20 y 30 minutos, dieron como resultado una
elevación lineal con su exposición en el CM, finalmente las semillas de girasol
presentaron una mejora en la germinación cuando se expusieron a 24 hrs/125 y 250
mT (Aladjadjiyan & Teodora, 2003; Carbonell et al. 2005; Flórez, Carbonell &
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Martínez 2007; Flórez, Martinez & Carbonell, 2008, Garcia, Ramirez, and Padrino
2008).
Los estudios anteriores muestran la influencia positiva que presentan los campos
magnéticos estacionarios sobre la reducción del TMG y el aumento del porcentaje
de germinación, parámetros importantes para aumentar la producción de semillas
agrícolas, la cual se considera como un desafío de la ciencia del siglo XXI, para
garantizar el suministro suficiente de alimentos sanos para la creciente población
de seres humanos en la tierra (Pietruszewski & Martínez 2015). Por otro lado, estos
estudios confirman que existen combinaciones específicas en cuanto a densidad de
flujo magnético y tiempo de exposición que favorecen el aumento de los parámetros
requeridos. (Biketi et al. 2017)
6.1.2 Efectos sobre el crecimiento de plántulas.
Como se mencionó anteriormente Pittman 1964, fue uno de los primeros autores en
evaluar la respuesta magnetotrópica de las plántulas. Para ello utilizó un clinostato
e hizo girar plántulas de trigo 90° a diario en el sentido de las manecillas del reloj;
con esto, encontró que las raíces eran omnidireccionales, es decir, las raíces de las
plántulas de Trigo giradas se orientaron en una dirección espiral opuesta a la
dirección de rotación, con esto confirmó la hipótesis planteada por él.
En general, los ensayos que se realizan sobre el crecimiento de las plántulas,
evalúan parámetros como la biomasa (peso y longitud de las plántulas), índices de
vigor, entre otros, con respecto al control. En el caso del Castaño (Castanea sativa),
los tejidos se estimularon durante 28 días mediante imanes de cobalto con una
intensidad de 1060 mT, expuestas a ambos polos, encontrando una estimulación
del crecimiento de los brotes, el número de yemas axilares, porcentaje de
enraizamiento, crecimiento y número de raíces en un 25% en el polo norte, y en un
38% en el polo sur. Se concluyó que las raíces son mucho más susceptibles al
campo magnético que los brotes. (Ruzcariccar; et al. 1993).
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Las plántulas de lenteja (Lens culinaris), crecieron 15.1% más que el control y
ganaron un peso de 12.87%. Para las plántulas de Leucaena leucocephala se
evidenció un aumento en la longitud de la raíz y la altura, con una mejor respuesta
a la exposición de 125 mT/60 minutos, planteando este método como una nueva
alternativa en los procesos de escarificación. (Amaya et al. 1996; Hincapie, Torres,
& Bueno 2010)
6.1.3 Efectos sobre el metabolismo y las actividades enzimáticas de las semillas y
plántulas
Uno de los grandes interrogantes, es comprender que tipos de procesos
intracelulares se llevan a cabo durante la exposición magnética, con el fin de
identificar las enzimas o proteínas que se estimulan y favorecen la germinación; el
TMG de las semillas y el desarrollo de plántulas.
Ruzcariccar; et al. 1993 indican que el campo magnético puede inactivar la
calmodulina y con ello activar el transporte de calcio en la célula. Dentro de la fase
de división celular, Majd & Shabrangi, 2009 muestran que los CM logran alargar el
ciclo celular de la fase G2 y con ello la división celular disminuye. Alikamanoğlu et
al., 2007, expusieron plántulas de Paulowinia tomentosa, a cinco intensidades de
rayos gamma (0, 5, 10, 25 y 50 gy), encontrando que, con una radiación de 10 gy,
el porcentaje de regeneración fue de 83.3% el cual aumentó a 87.5% al aplicarse
junto al CM, evidenciando que el campo cambia el efecto de la radiación gamma
positivamente; a su vez afirman que los CM son efectivos en la tasa de división
celular y en la regeneración de los tejidos vegetales.
Paul, Ferl, & Meisel, 2006, señalan que la exposición a CM por encima de 15 T,
genera respuestas en la expresión genética en las plantas de Arabidopsis, estos
datos reflejan la perturbación que existe en los procesos metabólicos cuando se
exponen a los CM, de esta forma, se sugiere continuar las investigaciones con el fin
de calibrar los patrones de exposición adecuados para los organismos. Otro de los
reportes informa que los CM influyen en el pigmento clorofila a; sin embargo no se
presentaron cambios en el contenido de clorofila b, ni en la relación clorofila a/b,
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además se encontró un efecto negativo sobre las plántulas de pepino (Cucumis
sativus) pretratadas con CM, las cuales fueron más sensibles a la radiación UV-B
artificial y se evidencia una disminución en su tasa de crecimiento (Muszyński,
Gagoś, & Pietruszewski 2009).
Al exponer las semillas de Nicotina (Nicotina tabacum) al CM, reportaron mejores
resultados cuando fueron remojadas previamente; este hecho se puede explicar,
debido a que las mitocondrias de las células vegetales poseen propiedades
diamagnéticas, que al entrar en contacto con el CM, estimulan la liberación de
energía la cual se transforma en energía química acelerando los procesos vitales
en las semillas; así mismo, el agua también presenta estas propiedades, las cuales
absorben la energía del CM, transformándola en química la cual se suma a los
tejidos vegetales acelerando la germinación (Aladjadjiyan & Teodora 2003). Estos
resultados fueron confirmados por García y Arza (2001) EN: Flórez, Carbonell, &
Martínez 2007, quienes realizaron un estudio experimental sobre la absorción de
agua en semillas de lechugas posterior a la exposición magnética, e informaron un
aumento en la absorción de agua, siendo una posible explicación del aumento de la
velocidad de germinación. Pese a que no hay diferencias significativas, no se debe
descartar la hipótesis que relaciona el aumento en la rapidez de germinación con la
aceleración en la absorción de agua, de esta forma Torres-Osorio, Aranzazu-Osorio,
and Carbonell-Padrino 2015 plantean la necesidad de seguir estudiando la hipótesis
sobre el efecto del agua en diversas semillas.
La impregnación magnética mejora los parámetros de las plántulas de maíz, en
donde se encontró que la energía interna de la semilla responde de forma positiva
al exponerse a una combinación adecuada de campo magnético y tiempo de
exposición, además, se encontró una relación frente a la germinación de semillas
con una mayor producción de especies de oxigeno reactivo (02, OH y H2O2) en las
semillas tratadas, dicha diferencia solo se observó en las semillas embebidas
(Shine, et al, 2017)
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Uno de los factores de mayor relevancia es el estudio de las actividades enzimáticas
de la amilasa, deshidrogenasa, proteasa y peroxidasa; las amilasas son enzimas
vitales en el papel de la hidrolización en la reserva de almidón de semillas, lo que
se traduce en un suministro de azúcares al embrión en desarrollo. Estas enzimas,
presentaron una actividad significativa en semillas tratadas de Mungo (Vigna
radiata) frente al control, las cuales mostraron una rápida germinación y una mejora
en el vigor de las plántulas (Reddy et al. 2012). Estos resultados fueron confirmados
sobre semillas de Trigo (Tritricum), las cuales señalan que la deshidrogenasa y la
actividad de amilasa fueron significativamente más altas en las semillas vigorizadas
en comparación con las semillas no tratadas; sin embargo, se presume que exponer
las semillas a una mayor intensidad magnética, puede reducir el crecimiento de las
plántulas y con ello la actividad enzimática (Verma et al. 2017). En cuanto a la
peroxidasa, los datos evidenciaron que las semillas expuestas magnéticamente
presentan una mayor actividad que las semillas no tratadas (Abdulhakeem, Gazi,
Khalid & Salama 2015). Para realizar pruebas químicas a las semillas tratadas,
Torres-Osorio, Aranzazu-Osorio, and Carbonell-Padrino 2015 recomiendan que se
realice 30 horas después de la siembra debido a que, pasado este tiempo, la
actividad magnética se hace notoria.
6.2 Influencia de los campos electromagnéticos sobre la germinación de
semillas y crecimiento de plántulas.
6.2.1 Campos electromagnéticos estáticos
El uso de bobinas Helmholtz, se han empleado frecuentemente en laboratorios de
física general o de investigación, con el fin de construir magnetómetros donde es
necesario emplear electroimanes de alto campo y uniformes (Torres, J, 2006 EN:
(J. I. O. Torres, Cruz, & Ramirez 2007)). Bajo este equipo se expusieron semillas de
Caraota (Phaseolus vulgaris), Robinia (Robinia pseudoacacia) y Abeto rojo (Picea
abies). En el caso de Phaseolus vulgaris, las semillas se expusieron bajo 4
intensidades, 5, 10, 30 y 60 mT y 4 tiempos de exposición 3 m 4,5 y 6 horas, dando
como resultado un porcentaje de germinación del 55%, el cual se obtuvo de la
exposición a 10 mT/4.5 horas. Las semillas de Robinia (Robinia pseudoacacia)
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tuvieron una mejor respuesta en el octavo día alcanzando una tasa de germinación
máxima de 41.5%, comparado con un 11% para el control, mientras que las semillas
de Abeto Rojo (Picea abies) presentaron una germinación final del 75% en semillas
vigorizadas frente a un 67.5% para las testigo; estas dos últimas se expusieron en
un CM de 2,8 mT durante 20 minutos. (Odhiambo, Ndiritu, & Wagara 2009;
Sîncrăian, Criveanu, & Inoan 2014)
Las semillas de Arveja (Pisum sativum), se vigorizaron con ayuda de un electroimán
que consistía en dos pares de bobinas cilíndricas, con 4000 vueltas de alambre; las
cuales se conectaron a través de una fuente de alimentación de 220 V y 50 Hz;
dichas bobinas produjeron un campo magnético de 60, 120 y 180 mT, las semillas
fueron expuestas a este campo magnético durante 5, 10 y 15 minutos, presentando
un crecimiento de 20.5 cm frente a 9 cm del control, con 60 mT/10 min (Iqbal et al.
2012); otras semillas en las que emplearon un electroimán BioNak-03-1 fueron Café
(Coffea arábiga), este electroimán estaba formado por dos bobinas paralelas, las
cuales se conectaron y se acoplaron a un generador de señal de forma de onda
sinusoidal; estas semillas fueron sometidas a un campo de 60 Hz y un campo
magnético de 2 mT por 3 minutos, dicho campo evidenció una incidencia positiva
sobre la concentración de Hierro y Zinc, sin embargo, minerales como el Calcio,
Magnesio entre otros, no fueron superiores al control. (Isaac-Aleman et al. 2016).
En otro estudio, se generaron campos magnéticos y eléctricos con una capacidad
de 750 mT y 13 kV/cm, respectivamente; para generar el campo magnético se
conectó un electroimán a una fuente de suministro de CC constante de 0-45 v/ 0-
7.5 A, se usaron tres réplicas de Melón amargo (Momordica charantia), que se
expusieron a 4 campos magnéticos (70, 120, 170 y 210 mT) durante 20 minutos; el
campo eléctrico fue generado a partir de dos electrodos conectados a una fuente
de CC variable de bajo voltaje (0-13 kV), usando cuatro campos eléctricos (300,
500, 700 y 1000 V/cm) por 20 minutos. El tratamiento electromagnético, dio como
resultado una disminución en el TMG entre 300 y 500 V/cm y un aumento en 1000
V/cm; por otro lado, el CM evidenció una mejor absorción de agua, siendo la mejor
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respuesta en 210 mT; esto fue confirmado en semillas de Cardo comestible (Cynara
cardunculus), expuestas a un campo de 75 mT durante 15, 30 y 45 min,
considerando un grupo húmedo y otro seco, los mejores resultados se obtuvieron
en semillas húmedas y 45 min de exposición (Mahajan & Pandey 2015; Sharaf-
Eldin 2016).
Las semillas de trigo (Triticum aestivum L. cv. Kavir), se colocaron en un generador
de ondas electromagnéticas, que consistía en una cámara de madera rodeada por
una caja de madera más grande, en donde se dispusieron las fuentes de energía
eléctrica, las cuales eran de 220 V CA, con una potencia de 1 kW y 50 A CD, el CM
consistía en dos bobinas con 3000 vueltas de alambre. Las muestras se expusieron
a un campo electromagnético (CEM) cuadrático de 10 kHz, potencia de 8,3 W, con
componentes eléctricos y magnéticos promedio como 307 +/- 5 V/m y 650 +/- 20
mA/m, respectivamente, lo que dio como resultado una reducción de la longitud de
las raíces y brotes de 22.3% y 25% (Payez et al. 2013).
Por otro lado, para radiar las semillas de garbanzo (Cicer arietinum) se fabricó un
CEM con fuerza de 50 a 500 mT, que se conectó a una fuente de alimentación de
C.D. (80V/ 10 A), estas semillas se expusieron a un CM estático de 50, 100, 150,
200 y 250 mT durante una, dos y tres horas, siendo 100 mT/1 hora el que presento
una germinación del 95% frente al 88% del control y una velocidad de germinación
de 95% (Mridha & Nagarajan 2014).
Las semillas, plantas jóvenes y frutos de Tomate se expusieron a un CEM, usando
una bobina de inducción electromagnética con una frecuencia de 50 Hz y tres
intensidades magnéticas (20, 40 y 60 mT) por 20 minutos al día, durante 48 días,
lográndose un TMG a los 3 días con 40 mT, en donde había un porcentaje de
germinación del 50% en comparación con la semilla no tratada, respecto a
crecimiento de las plántulas, se reportó un mayor crecimiento con 40 mT,
alcanzando una altura de 0.45 m, equivalente a un 55.2% respecto al control y una
longitud de la raíz de 0.36 m (71.4% frente al control); finalmente el mayor peso
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promedio de la fruta madura se obtuvo con 40 mT, alcanzado un gramaje de 159,
correspondiente al 11.2% frente al control que obtuvo un peso de 143 gr (Jedlička,
Paulen, & Ailer 2014).
Las plántulas de Okra (Abelmoschus esculentus), Tomate (Solanum lycopersicum)
y Berenjena (Solanum melongena), fueron expuestas a dos inductores de CEM, los
cuales tenían 16 pies de altura, enrollados con alambre magnético entre las dos filas
del primer grupo de plantas, dichos inductores se conectaron con las lámparas
indicadoras cuya energía se suministró con una fuente de alimentación de CA de
220 V y 0.87 A; bajo este campo las plántulas de Okra (Abelmoschus esculentus),
tuvieron una media de 89.09 y una desviación de 2.86 frente a un 80.23 y 7.98
respectivamente que representa el control; en el caso de Solanum lycopersicum,
hubo una media de 86.1 y una desviación estándar de 2.50 frente a un 104.5 y una
desviación estándar de 10.7; finalmente Solanum melongena obtuvo una media de
83.86 y una desviación estándar de 0.48; frente 83.51 y una desviación estándar de
1.07 (Rio & Rio 2013)
6.2.2 Campos electromagnéticos de baja frecuencia, pulsados y variables
Al hablar de electricidad, se hace referencia a los llamados CEM de baja o muy baja
frecuencia, la cual se produce a frecuencias de 50 Hz, estos campos son líneas
invisibles de fuerza que rodean cualquier dispositivo eléctrico (Solano & Sáiz 2002).
De esta manera, se han recreado en condiciones de laboratorio, CEM de baja
frecuencia con el fin de establecer la incidencia que éstos presentan sobre las
semillas y plántulas estudiadas.
Las semillas de Garbanzo (Cicer arietinum) se dejaron expuestas a un campo
eléctrico débil durante 24 horas, dicho campo se creó mediante el uso de electrodos
conectados a una batería AA de 1.5 V, este campo mostró una diferencia
significativa entre la germinación del control y las semillas tratadas, a su vez el
desarrollo de la raíz y los brotes se desarrollaron vigorosamente dentro de las 24
horas del tratamiento (Unsugmi et al. 2017). El crecimiento de las plántulas de
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Mungo (Vigna radiata), fue representativo cuando las muestras se sometieron a
intensidades de 2525, 1263, 562 y 446 V/m durante seis días; dicho experimento se
llevó a cabo por medio de la instalación de jaulas de Faraday, las cuales se
conectaron eléctricamente al suelo con el objetivo de aislarlos de los campos
eléctricos externos. (Costanzo 2011)
Para la creación de CEM débiles, se han diseñado diversos prototipos que permiten
recrear una gran variedad de intensidades a nivel de laboratorio, uno de ellos fue el
que diseñó Rani, Kalarani, & Karuna 2012, que consistía en un sistema de caja
electromagnética el cual constaba de la Bobina Helmholtz, el regulador de flujo
eléctrico y la fuente de corriente; las semillas de Girasol (Helianthus annus. L) se
expusieron a 5 intensidades de CEM (0.1/0.3/0.5/0.7/1 mT) durante 24, 48 y 72
horas, siendo 0.5 mT y 48 horas el mejor tratamiento logrando un 100% de la
germinación comparado con un 76% del control. Respecto a la longitud de la raíz,
brotes y biomasa, el mejor comportamiento se obtuvo con 0.5 mT/72 horas,
mostrando un aumento de 30%, 59% y 47% respectivamente, en comparación con
los controles.
A su vez Biketi et al. 2017, empleó bobinas Helmholtz, en donde expuso plantas de
espinaca (Spinaca oleraceae) a 4 niveles de intensidad de flujo magnético (0.5; 1.0;
1.5 y 2.0 mT), durante 10, 30 y 60 min, con un tiempo total de 60 días de exposición
diaria. El estudio evaluó el comportamiento de cinco nutrientes, encontrando que el
Potasio presentaba un aumento notable en su concentración de 85000 mg/kg, en
1.5 mT/30 minutos; el Sodio presento un efecto inhibitorio ya que se encontró una
cantidad menor que el control excepto en 1.5 mT/60 minutos; en el Zinc presenta
un comportamiento inversamente proporcional, a media que el tiempo de exposición
disminuye, los niveles de zinc aumentan, sin embargo se presenta un aumento
notable con 1.0 mT/30, minutos; el Magnesio presenta la mayor concentración (3000
mg/kg) con 1.5 mT/ 10 minutos, finalmente el Calcio presento un aumento en su
concentración de 800 mg/kg con 1.0 mT/30 minutos
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Por otro lado Farzpourmachiani et al. 2013, emplearon una bobina cilíndrica
conectada a una fuente de alimentación de 220 V CA, para generar una corriente
de 60 Hz, el experimento empleó 3 tratamientos a saber 1 mT, 2 mT y el control,
durante tres días por treinta minutos, lo que dio un aumento en la velocidad y
porcentaje de germinación de semillas de Valeriana (Valeriana officinalis), mas no
hubo diferencias significativas.
Respecto a los campos magnéticos pulsados Bilalis et al. 2012, usaron el dispositivo
Papimi sobre semillas de maíz común y maíz dulce empleando 4 tratamientos (15,
30, 45 mT y Control) y tres repeticiones; estos campos pulsados mostraron algunas
diferencias significativas (P=0.05) respecto a la germinación, crecimiento de la
plántula, contenido de clorofila y rendimientos. Para el maíz común se encontró que
tenía una mejor respuesta al tratamiento 30 mT (75.33% - 62.7% control), mientras
que el maíz dulce respondió mejor con 45 mT (86.33% - 72% control).
Dentro del CEM variable Majd et al. 2009, utilizaron una fuente de alimentación de
220 V CA y CD para generar la potencia eléctrica; en la bobina se proporcionaron
diferentes intensidades de campos magnéticos (3,7, 4,5 mT para corriente continua
y 3,5, 2,7 para corriente alterna), durante 30, 60 y 90 minutos sobre semillas de
Canola (Brassica napus), este campo mostró que la tasa de germinación no obtuvo
diferencias significativas; por otro lado, la longitud de la raíz aumento los valores 1.1
veces en todos los tiempos de tratamiento cuando se expuso a 2.7 mT (CA); para
60 minutos el tratamiento tuvo diferencias significativas, sin embargo el campo de
3.7 mT (DC) no fue relevante. Con 90 minutos, las raíces aumentaron sus valores
1.2 veces comparadas con el control, finalmente se encontró que el número de
raíces laterales fueron significativas, excepto en la intensidad de 4.5 mT/60 minutos.
7 Conclusiones y recomendaciones
Las células vegetales responden de forma impredecible a los campos, esto depende
de diversos factores como lo es la especie, la intensidad del campo y el tiempo de
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exposición, de esta manera, los efectos que se evidencian pueden ser favorables o
desfavorables sobre los procesos fisiológicos de las semillas agrícolas y forestales.
Algunas semillas responden mejor a CM comprendidos entre 100 y 250 mT con
tiempos de exposición no mayores a 30 minutos. Sin embargo no es posible
determinar el factor tiempo/intensidad adecuado para lograr mejores resultados. A
su vez, se puede estimar una posible mejora, en el porcentaje de germinación, de
14.1% y de 15.5% para campos magnéticos y electromagnéticos respectivamente
y un aumento en la longitud de las plántulas de 8.3 cm.
Dentro del campo forestal, la pesquisa dio como resultado un bagaje limitado de
estudios, siendo únicamente cinco las especies evaluadas (Leucaena leucocephala,
Casatena sativa, Rollinia pseudoacacia, Picea abies y Pawlonia tomentosa). Los
estudios revelaron para el caso de Leucaena un aumento en la altura de las
plántulas y en la longitud de la raíz de 2.3 y 2.4 cm respectivamente. Rollinia y Picea
presentaron una germinación de 41.5% y de 75%. Las plántulas de Castanea
presentaron una mejor respuesta al ser expuestas al polo sur y finalmente Pawlonia
aumentó el porcentaje de regeneración a un 87.5% al someterse a rayos gamma y
campos magnéticos.
Las semillas se comportan mejor cuando se someten previamente a condiciones de
humedad, aumentando el porcentaje de germinación y disminuyendo el TMG.
Una nueva tecnología que se está desarrollando, es el uso del agua magnetizada,
la cual, según estudios, favorece el crecimiento de las plántulas, reduciendo el riego
en los cultivos (Cabonell, et al, 2003; Ozdemir et al, 2005; Zúñiga et al, 2016-2017),
por lo que se recomienda ampliar la investigación referente a este tópico.
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