Introduction

The carob tree is a tree species native to the Piura region, initially known as Prosopis pallida and renamed as Neltuma piurensis (L. Vasquez, Escurra and Huaman) CE Hughes and GP Lewis (Hughes et al. 2022Hughes, C.E., Ringelberg, J.J., Lewis, G.P. & Catalano, S.A. 2022. Disintegration of the genus Prosopis L. (Leguminosae, Caesalpinioideae, mimosoid clade). PhytoKeys, 205: 147-189, ISSN: 1314-2003. https://doi.org/10.3897/phytokeys.205.75379. ). Currently, this forest tree belongs to Fabaceae family, subfamily Caesalpinioideae (Hughes et al. 2022Hughes, C.E., Ringelberg, J.J., Lewis, G.P. & Catalano, S.A. 2022. Disintegration of the genus Prosopis L. (Leguminosae, Caesalpinioideae, mimosoid clade). PhytoKeys, 205: 147-189, ISSN: 1314-2003. https://doi.org/10.3897/phytokeys.205.75379. ). The carob tree's distribution in the Americas extends from arid to tropical zones. In Peru, the carob tree is a representative species of the dry forests of the north, extending from the Tumbes region to the north of La Libertad (Rivera et al. 2020Rivera, J.C., Cabrera, R.M. & Bulnes, C.F. 2020. Micropropagación de Prosopis pallida (Humb y Bonpl. Ex Willd.) Kunth a partir de yemas apicales. Revista Colombiana de Biotecnología, 22(1): 18-26, ISSN: 1909-8758. https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v22n1.70949. ). The carob tree is of great socioeconomic and ecological interest in the Piura region (Caycho et al. 2023Caycho, E., La Torre, R. & Orjeda, G. 2023. Assembly, annotation and analysis of the chloroplast genome of the Algarrobo tree Neltuma pallida (subfamily: Caesalpinioideae). BMC Plant Biology, 23(1): 570, ISSN: 1471-2229. https://doi.org/10.1186/s12870-023-04581-5. ). It is used as forage for goats, sheep, and cattle. It is also used as a construction material, in artisanal medicine, and in local cuisine (Depenthal and Meitzner Yoder 2018Depenthal, J. & Meitzner Yoder, L.S. 2018. Community Use and Knowledge of Algarrobo (Prosopis pallida) and Implications for Peruvian Dry Forest Conservation. Revista de Ciencias Ambientales, 52(1): 49-70, ISSN: 2215-3896. https://doi.org/10.15359/rca.52-1.3. ). The carob fruit is composed of pod (90 %) and seed (10 %) and is used in human and animal feeding (Silva et al. 2000Silva, M. P., Martínez, M. J., Coirini, R., Brunetti, M. A., Balzarini, M. & Karlin, U. 2000. Valoración nutritiva del fruto del algarrobo blanco (Prosopis chilensis) bajo distintos tipos de almacenamiento. Multequina, 9(1): 65-74, ISSN: 1852-7329. https://www.scielo.org.ar/scielo.php?pid=S1852-73292000000100008&script=sci_arttext. and Zarzosa et al. 2021Salazar Zarzosa, P.C., Mendieta-Leiva, G., Navarro-Cerrillo, R.M., Cruz, G., Grados, N. & Villar, R. 2021. An ecological overview of Prosopis pallida, one of the most adapted dryland species to extreme climate events. Journal of Arid Environments, 193(1): 104576, ISSN: 1095-922X. https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2021.104576. ). Given its high nutritional value (carbohydrates, fiber, proteins and sugars) (Ludeña Gutiérrez et al. 2021Ludeña Gutiérrez, A.L., Colomer Winter, A., Castillo Chung, L.B., Peña Castillo, R. & Timana Rojas, S. 2021. Cuantificación de hidroximetilfurfuralen la algarrobina por concentración a vacío. Revista Universidad y Sociedad, 13(6): 250-257, ISSN: 2218-3620. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2218-36202021000600250. ), this fruit has been shown to be a good forage food and to increase the weight of goats (Silva et al. 2000Silva, M. P., Martínez, M. J., Coirini, R., Brunetti, M. A., Balzarini, M. & Karlin, U. 2000. Valoración nutritiva del fruto del algarrobo blanco (Prosopis chilensis) bajo distintos tipos de almacenamiento. Multequina, 9(1): 65-74, ISSN: 1852-7329. https://www.scielo.org.ar/scielo.php?pid=S1852-73292000000100008&script=sci_arttext. ) and rabbits (Macías-Rodríguez and Usca-Méndez 2017Macías-Rodríguez, E. & Usca-Méndez, J. 2017. Utilización de la harina de algarrobo (Prosopis pallida) en la alimentación de conejos en crecimiento, engorde. Revista Ciencia UNEMI, 10(22): 105-110, ISSN: 2528-7737. https://www.redalyc.org/journal/5826/582661263011/html. ), in addition to reducing production costs. Several studies have reported that carob trees improve the physicochemical and biological characteristics of arid and semi-arid soils (Santos-Jallath et al. 2012Santos-Jallath, J., Castro-Rodríguez, A., Huezo-Casillas, J. & Torres-Bustillos, L. 2012. Arsenic and heavy metals in native plants at tailings impoundments in Queretaro, Mexico. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 37-39: 10-17, ISSN: 1464-1895. https://doi.org/10.1016/j.pce.2011.12.002. and Depenthal and Meitzner Yoder 2018Depenthal, J. & Meitzner Yoder, L.S. 2018. Community Use and Knowledge of Algarrobo (Prosopis pallida) and Implications for Peruvian Dry Forest Conservation. Revista de Ciencias Ambientales, 52(1): 49-70, ISSN: 2215-3896. https://doi.org/10.15359/rca.52-1.3. ).

In recent decades, this species has been threatened by unsustainable anthropogenic activity such as agricultural expansion, urban sprawl, climate change, and stress from biotic and abiotic factors. Because of this, it has been categorized as a vulnerable species, according to Supreme Decree N^o. 043-2006-AG, which categorizes threatened species of wild flora (Organismo de Supervisión de los Recursos Forestales y de Fauna Silvestre 2013Organismo de Supervisión de los Recursos Forestales y de Fauna Silvestre. 2013. Decreto Supremo N.° 043-2006-AG - Aprueban Categorización de Especies Amenazadas de Flora Silvestre. https://www.gob.pe/institucion/osinfor/normas-legales/792195-043-2006-ag-aprueban-categorizacion-de-especies-amenazadas-de-flora-silvestre.). Currently, there is limited research focused on sexual propagation through carob seeds. Therefore, it is necessary to explore scarification strategies that increase seed germination (Asif et al. 2020Asif, M.J., Ali, A., Mazhar, M.Z., Tanvir, A., Zia, B., Anmbreen, I., Anjum, M.Z. & Mahr, M.S. 2020. Effect of different pre-treatments on seed germination of Prosopis juliflora and Dalbergia sissoo: A step towards mutation breeding. Journal of Forest Science, 66(2): 80-87, ISSN: 1805-935X. https://doi.org/10.17221/64/2019-JFS. ) and technical information on the propagation of this species.

Seed germination is the initial phase of plantlets development, which begins with water absorption, giving rise to a sequence of metabolic processes until the emergence of the radicle (Huang et al. 2020Huang, H., Ran, J., Li, X., Wang, Z., Chen, R., Wu, F., Ye, M., Jia, F., Niklas, K. J. & Deng, J. 2020. A General Model for Seed and Seedling Respiratory Metabolism. The American Naturalist, 195(3): 534-546, ISSN: 1537-5323. https://doi.org/10.1086/707072. , Xu et al. 2023Xu, N., Lu, B., Wang, Y., Yu, X., Yao, N., Lin, Q., Xu, X. & Lu, B. 2023. Effects of salt stress on seed germination and respiratory metabolism in different Flueggea suffruticosa genotypes. PeerJ, 11: e15668, ISSN: 2167-8359. https://doi.org/10.7717/peerj.15668. and Ruesta-López et al. 2024Ruesta-López, M., Zurita-Chinguel, L., Lizano-Pintado, M., Delgado-Vite, M., Zapata-Durand, D., Jiménez-Castillo, J., Peña-Castillo, R., Galecio-Julca, M., Chanduví-García, R. & Morales-Pizarro, D.A. 2024. Bioestimulante y tiempos de imbibición sobre la germinación de semillas de maracuyá (Passiflora edulis S., passifloraceae). Tropical and Subtropical Agroecosystems, 27(2):076 ISSN: 1870-0462. https://doi.org/10.56369/tsaes.5199. ). A Good initial seed development favors the adaptability and initial vigor of plantlets and directly influences on crop yield (Vieira et al. 2019Vieira, H., Martins, J.V.D.S., Barreto, G.G., Gomes, R.D.S.S., Silva, E.C. & Nascimento, L.C. 2019. Sanitary and physiological quality of ‘purple’ corn (Zea mays L.) seeds submitted to thermotherapy. Arquivos do Instituto Biológico, 86: e1222018, ISSN: 1808-1657. https://doi.org/10.1590/1808-1657001222018. and Morales Pizarro et al. 2023Morales Pizarro, A., Rivas Chero, A. A., Zapata Córdova, A. C., García Guevara, E., Ruesta López, M. & Peña-Castillo, R. 2023. Efecto de diferentes dosis de ácido giberélico en la germinación de papaya (Carica papaya L.) variedad criolla. Chilean Journal of Agricultural & Animal Sciences, 39(3): 392-400, ISSN: 0719-3890. https://doi.org/10.29393/CHJAA39-35EDAM60035. ). The main form of propagation of carob tree is through seeds (sexual form), which have a very rigid testa (Ewens et al. 2022Ewens, M., Felker, P. & Paterson, A. 2022. Genetic improvement in Prosopis. En Prosopis as a Heat Tolerant Nitrogen Fixing Desert Food Legume (pp. 139-156). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-823320-7.00015-8. ), which is why different scarification (stratification) strategies have been used: mechanical, thermal and chemical, which favor seed germination (Bhansali 2010Bhansali, R.R. 2010. Biology and Multiplication of Prosopis species Grown in the Thar Desert. In K. G. Ramawat (Ed.), Desert Plants (pp. 371-406). Springer Berlin Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-02550-1_18. ). Based on the above, the objective of this study was to characterize the carob fruit and seed and evaluate chemical and biological scarification in the germination of carob seeds collected from the soil and the tree

Materials and Methods

The study was carried out in the laboratory of the Academic Department of Plant Morphophysiology, belonging to the National University of Piura, Peru, with coordinates 5°11'40.2'' S, 80°37´58.2'' W at 30 m o.s.l. (figure 1). The research was conducted from November 2023 to January 2024.

Plant material: In the collection of seeds, healthy, vigorous trees were selected from the Pariñas district, Talara province, Piura Region, located at 4°31'26.6" S, 81°12'26.2" W, at 15 m o.s.l. (figure 1). The fruits were collected based on two criteria: criterion 1 (directly from the tree) and criterion 2 (fallen on the soil).

Characterization of fruits and seeds: Fruit characterization was performed on 50 pods (fruits). The following were evaluated: length (L), width (W), and weight (W). For seed characterization, a total of 100 seeds were selected. Their L, W, W, and shape were determined.

The shape of the seed was determined by the relation between the width (W) and length (L): W/L>1 (flattened or ovoid), L/W=1 (spherical), W/L<1 (elongated or oblong), using the scale proposed by Peña-Castillo et al. (2023)Peña-Castillo, R., Murillo, M., Galecio-Julca, M., Calero Merino, M., Chanduvi-García, R., Javier-Alva, J., Álvarez, L., Quiroz-Calderón, M.V., Granda-Wong, C. & Morales-Pizarro, A. 2023. Efecto de aplicaciones foliares de magnesio y hierro sobre la productividad de lima ácida (Citrus aurantifolia Swingle). Idesia (Arica), 41(3): 105-113, ISSN: 2218-3620. https://doi.org/10.4067/S0718-34292023000300105. .

Products used: It was worked with commercial Thinner products (toluene, methyl acetate, methyl alcohol, 2-butoxyethanol and 4-methylpentan-2-one; Peruvian Chemical Products Corporation S.A. Av. César Vallejo 1851 - El Agustino Lima - Peru) and biol or biofertilizer was provided by the Department of Plant Morphophysiology, prepared using the technique of Chanduví-García et al. (2023)Chanduví-García, R., Sandoval-Panta, M.A., Peña-Castillo, R., Javier-Alva, J., Álvarez, L.Á., Quiroz-Calderón, M.V., Granda-Wong, C., Aguilar-Anccota, R., Galecio-Julca, M. & Morales-Pizarro, A. 2023. Biofertilizante y su Correlación entre Parámetros Productivos y de Calidad en Limón Sutil (Citrus aurantifolia Swingle). Terra Latinoamericana, 41: e1685, ISSN: 2395-8030. https://doi.org/10.28940/terra.v41i0.1685. .

Seed scarification treatments: The seeds were disinfected with 70 % alcohol for five seconds. Then, they were subjected to various scarification treatments: soaking in distilled water for 48 h (T0), 5 % tinner for 1 h (T1), 15 % tinner for 1 h (T2), 25 % tinner for 1 h (T3), 35 % tinner for 1 h (T4), 25 % biol for 20 min (T5), 50 % biol for 20 min (T6) and 75 % biol for 20 min (T7). Later, the seeds were sown in Petri dishes containing sterile paper towels moistened with distilled water. Each Petri dish contained 20 carob seeds and formed a repetition. Seed germination was evaluated for 15 d at 25±2 °C using the following variables:

Germination percentage (GP): The GP was determined using the formula proposed by Brown and Mayer (1988)Brown, R.F. & Mayer, D.G. 1988. Representing Cumulative Germination. 1. A Critical Analysis of Single-value Germination Indices. Annals of Botany, 61(2): 117-125, ISSN: 1095-8290. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.aob.a087534. , where GP = (total germinated seeds/total sown seeds) * 100. Seeds were considered germinated when they had 2 mm of radicle length.

Germination speed (GS): It was calculated using the formula proposed by Maguire (1962)Maguire, J.D. 1962. Speed of Germination-Aid In Selection And Evaluation for Seedling Emergence And Vigor. Crop Science, 2(2): 176-177, ISSN: 1435-0653. https://doi.org/10.2135/cropsci1962.0011183X000200020033x. , where GS = number of germinated seeds / germination time.

Germination index (GI): It was calculated with the formula proposed by Scott et al. (1984)Scott, S.J., Jones, R.A. & Williams, W.A. 1984. Review of Data Analysis Methods for Seed Germination. Crop Science, 24(6): 1192-1199, ISSN: 1435-0653. https://doi.org/10.2135/cropsci1984.0011183X002400060043x. , where:

GI = ∑ (the number of germinated seeds on the nth day * number of days after sowing) / total number of seeds sown.

First day of germination: The germination start time was evaluated using the method proposed by Gutiérrez-Gutiérrez et al. (2022)Gutiérrez-Gutiérrez, O.G., Rivero-Hernández, O., Vega-Mares, J.H. & Melgoza-Castillo, A. 2022. Patrones de germinación en gramíneas presentes en el Desierto Chihuahuense. Botanical Sciences, 100(4): 989-999, ISSN: 2007-4476. https://doi.org/10.17129/botsci.3007. .

Statistical analysis: For the characterization of fruits and seeds, the arithmetic mean (mean), standard deviation (SD) and coefficient of variation (CV) were used. The study was carried out in a completely random design (CRD) with eleven treatments and five repetitions per treatment. The ​​obtained values were analyzed using ANOVA (analysis of variance) and Tukey's multiple comparison of means test (P ≤ 0.05).

Results

Characterization of fruit and seed: The carob fruit (pod) had a length of 19.12 cm, a width of 12.10 mm, and a fruit weight of 7.58 g. The seed showed a length of 6.62 mm, width of 2.39 mm, weight of 0.05 g and the L/W ratio was 0.36 (table 1).

Germination variables: In the GP (tree), T4 with 32.5 % was significantly higher than the other treatments, followed by T3 with 23.75 % (table 2). In the GP (soil), T3 exceeded T0 by 20 %, being significantly higher than the other treatments (table 2). The highest GP was from seeds, whose fruits were collected from the soil compared to those harvested directly from the tree.

In the GS (tree), T4 with 0.43 germinated seeds per day significantly exceeded the other treatments (table 2), and in the GS (soil), the treatments did not has significant differences, with values between 0.5 to 0.87 germinated seeds per day (table 2). The highest GS values were obtained from fruits collected from the soil.

In the GI (tree), T4 with 3.41 obtained the highest GI, being superior to the other treatments. The GI (soil) treatments did not has significant differences with values between 3.34 to 5.36 (table 2), which showed that the highest GI is obtained from the samples extracted from the soil.

In the FGD (tree), the T0 and T5 treatments germinated in a shorter time by 1.5 days (table 2). However, the FGD (soil), T0 germinated in 1 day, being its germination significantly faster, showing that the FGD was in seeds from the soil zone.

Discussion

In the characterization of fruits and seeds are agree with the research carried out by Prokopiuk et al. (2000)Prokopiuk, D., Cruz, G., Grados, N., Garro, O. & Chiralt, A. 2000. Estudio comparativo entre frutos de Prosopis alba y Prosopis pallida. Multequina, 9(1): 35-45, ISSN: 1852-7329. in the identification of Prosopis pallida, currently renamed Neltuma piurensis (L. Vasquez, Escurra & Huaman) CE Hughes & GP Lewis (Hughes et al. 2022Hughes, C.E., Ringelberg, J.J., Lewis, G.P. & Catalano, S.A. 2022. Disintegration of the genus Prosopis L. (Leguminosae, Caesalpinioideae, mimosoid clade). PhytoKeys, 205: 147-189, ISSN: 1314-2003. https://doi.org/10.3897/phytokeys.205.75379. ). However, the seed width was smaller at 2.39 mm (table 1), showing that the environment influences on the carob genotype. The seed's L/W ratio indicates an oblong shape (Peña-Castillo et al. 2023Peña-Castillo, R., Murillo, M., Galecio-Julca, M., Calero Merino, M., Chanduvi-García, R., Javier-Alva, J., Álvarez, L., Quiroz-Calderón, M.V., Granda-Wong, C. & Morales-Pizarro, A. 2023. Efecto de aplicaciones foliares de magnesio y hierro sobre la productividad de lima ácida (Citrus aurantifolia Swingle). Idesia (Arica), 41(3): 105-113, ISSN: 2218-3620. https://doi.org/10.4067/S0718-34292023000300105. ).

Germination variation is influenced by the collection area, as well as the fruit (pod) maturity, sugar content, and storage time (Ludeña Gutiérrez et al. 2021Ludeña Gutiérrez, A.L., Colomer Winter, A., Castillo Chung, L.B., Peña Castillo, R. & Timana Rojas, S. 2021. Cuantificación de hidroximetilfurfuralen la algarrobina por concentración a vacío. Revista Universidad y Sociedad, 13(6): 250-257, ISSN: 2218-3620. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2218-36202021000600250. ). Likewise, Henciya et al. (2017)Henciya, S., Seturaman, P., James, A.R., Tsai, Y.H., Nikam, R., Wu, Y.C., Dahms, H.U. & Chang, F.R. 2017. Biopharmaceutical potentials of Prosopis spp. (Mimosaceae, Leguminosa). Journal of Food and Drug Analysis, 25(1): 187-196, ISSN: 2224-6614. https://doi.org/10.1016/j.jfda.2016.11.001. mention the presence of phytochemicals: alkaloids, flavonoids, terpenes, tannins, phenolic compounds (quinones) in fruits and seeds of Neltuma/Prosopi spp., which are in higher concentrations in freshly harvested fresh fruits, which influences on seed germination. However, dried pods used in animal feeding should not exceed 40 % of phytochemicals substances of those freshly harvested (Ruiz-Nieto et al. 2020Ruiz-Nieto, J.E., Hernández-Ruiz, J., Hernández-Marín, J., Mendoza-Carrillo, J., Abraham-Juárez, M., Isiordia-Lachica, P.M. & Mireles-Arriaga, A.I. 2020. Mesquite (Prosopis spp.) tree as a feed resource for animal growth. Agroforestry Systems, 94(4): 1139-1149, ISSN: 1572-9680. https://doi.org/10.1007/s10457-020-00481-x. ). De Sousa Leite et al. (2018)De Sousa, M., Freitas, L.A., De Queiroz, F., De Sousa, T. & Barros Torres, S. 2018. Germination of spineless Bromelia laciniosa Mart. Ex Schult (Bromeliaceae) seeds subjected to chemical scarification. Idesia, 36(4): 135-137, ISSN: 0718-3429. https://dx.doi.org/10.4067/S0718-34292018005002102. show that the physiological maturity of the seed directly influences on the germination and vigor of the seed.

Regarding the results of this research, seeds from the soil showed the highest GP with chemical scarification with Thinner at 25 % (T3) and biological with Biol at 75 % (T7). These results are consistent with Abdala et al. (2020)Abdala, N.R., Bravo, S. & Acosta, M. 2020. Germinación y efectos del almacenamiento de frutos de Prosopis ruscifolia (Fabaceae). Bosque (Valdivia), 41(2): 103-111, ISSN: 0717-9200. https://doi.org/10.4067/S0717-92002020000200103. in that chemical scarification based on sulfuric acid for three minutes had the highest GP compared to physical and thermal scarification. The effect of chemicals alters, degrades and softens the seed coat composed of hydrophobic and lignified substances (macrosclereids) present in the seeds of Neltuma/Prosopis genus. This lignified layer is responsible for preserving, protecting and preventing the imbibition of the seed. In addition, De Sousa Leite et al. (2018)De Sousa, M., Freitas, L.A., De Queiroz, F., De Sousa, T. & Barros Torres, S. 2018. Germination of spineless Bromelia laciniosa Mart. Ex Schult (Bromeliaceae) seeds subjected to chemical scarification. Idesia, 36(4): 135-137, ISSN: 0718-3429. https://dx.doi.org/10.4067/S0718-34292018005002102. increased the GP of Bromelia laciniosa seeds to 83 % with acetone for 90 min in mature seeds and to 60 % in immature seeds compared to the control with 40 % and 35 %, respectively. Similarly, these authors reduced the germination days to 15 (mature seed) and 25 (immature seed), days after sowing (DAS), compared to a control that began germination at 45 and 55 DAS, respectively. Rivera Curi et al. (2020)Rivera, J.C., Cabrera, R.M. & Bulnes, C.F. 2020. Micropropagación de Prosopis pallida (Humb y Bonpl. Ex Willd.) Kunth a partir de yemas apicales. Revista Colombiana de Biotecnología, 22(1): 18-26, ISSN: 1909-8758. https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v22n1.70949. obtained the highest GP with 33.3 % in P. pallida seeds, treated with 100 % acetone for 10 min, being higher than the control with a GP of 30 %.

Carob seeds treated with biol significantly improved GP. These results are consistent with those described by Ruesta-López et al. (2024)Ruesta-López, M., Zurita-Chinguel, L., Lizano-Pintado, M., Delgado-Vite, M., Zapata-Durand, D., Jiménez-Castillo, J., Peña-Castillo, R., Galecio-Julca, M., Chanduví-García, R. & Morales-Pizarro, D.A. 2024. Bioestimulante y tiempos de imbibición sobre la germinación de semillas de maracuyá (Passiflora edulis S., passifloraceae). Tropical and Subtropical Agroecosystems, 27(2):076 ISSN: 1870-0462. https://doi.org/10.56369/tsaes.5199. in passion fruit (Passiflora edulis S.) seeds treated with 5 % biol, increasing GP to 80 % during 12 h of imbibition. However, at 24 h the GP was lower with 8.33 %. According to Chanduví-García et al. (2023)Chanduví-García, R., Sandoval-Panta, M.A., Peña-Castillo, R., Javier-Alva, J., Álvarez, L.Á., Quiroz-Calderón, M.V., Granda-Wong, C., Aguilar-Anccota, R., Galecio-Julca, M. & Morales-Pizarro, A. 2023. Biofertilizante y su Correlación entre Parámetros Productivos y de Calidad en Limón Sutil (Citrus aurantifolia Swingle). Terra Latinoamericana, 41: e1685, ISSN: 2395-8030. https://doi.org/10.28940/terra.v41i0.1685. , Galecio-Julca et al. (2023)Galecio-Julca, M., Neira-Ojeda, M., Chanduví-García, R., Peña-Castillo, R., Álvarez-Bernaola, L.A., Granda-Wong, C., Lindo-Seminario, D., Saavedra-Alberca, E., Javier-Alva, J. & Morales-Pizarro, A. 2023. Efecto de la eficacia de los microorganismos nativos y la composta en tres pisos altitudinales en el cultivo de quinua (Chenopodium quinoa) variedad INIA 415-Pasankalla. Terra Latinoamericana, 41: e1622, ISSN: 2395-8030. https://doi.org/10.28940/terra.v41i0.1622. and Morocho-Romero et al. (2024)Morocho-Romero, H., Peña-Castillo, R., Chanduví-García, R., Vilchez-Navarro, S., Quiroz-Calderón, M., Calero-Merino, M., Galecio-Julca, M., Javier-Alva, J., Cruz-Grimaldo, C. & Morales-Pizarro, D.A. 2024. Influence of Organic Fertization on the Fruit Morphology and Production of Mango (Mangifera Indica L.) Var. Kent. Tropical and Subtropical Agroecosystems, 27(3): 137, ISSN: 1870-0462. https://doi.org/10.56369/tsaes.5606. , the biol has carboxylic acids, humic acids and microorganisms, which weaken the seed coat and increase the GP. Utello et al. (2023)Utello, M.J., Tarico, J.C., Demaestri, M.A. & Plevich, J.O. 2023. Evaluación de tratamientos pregerminativos en semillas de Prosopis caldenia. Bosque (Valdivia), 44(1): 37-45, ISSN: 0717-9200. https://doi.org/10.4067/s0717-92002023000100037. show that heat treatments reduce the growth of embryonic roots compared to chemical or mechanical treatments performed on seeds.

The highest germination speed is in seeds extracted from the soil with treatments based on Thinner at 25 % (T3) and Biol at 75 % (T7). These products weaken the seed layer of carob seed, which facilitates seed imbibition or hydration; activating various metabolic processes that initiate seed germination and gas exchange (Batista Sánchez et al. 2017Batista, D., Murillo, B., Nieto, A., Alcaráz, L., Troyo, E., Hernández, L.G. & Ojeda Silvera, C.M. 2017. Mitigación de NaCl por efecto de un bioestimulante en la germinación de Ocimum basilicum L. Terra Latinoamericana, 35(4): 309-320, ISSN: 2395-8030. https://doi.org/10.28940/terra.v35i4.317. and Utello et al. 2023Utello, M.J., Tarico, J.C., Demaestri, M.A. & Plevich, J.O. 2023. Evaluación de tratamientos pregerminativos en semillas de Prosopis caldenia. Bosque (Valdivia), 44(1): 37-45, ISSN: 0717-9200. https://doi.org/10.4067/s0717-92002023000100037. ). Ruesta-López et al. (2024)Ruesta-López, M., Zurita-Chinguel, L., Lizano-Pintado, M., Delgado-Vite, M., Zapata-Durand, D., Jiménez-Castillo, J., Peña-Castillo, R., Galecio-Julca, M., Chanduví-García, R. & Morales-Pizarro, D.A. 2024. Bioestimulante y tiempos de imbibición sobre la germinación de semillas de maracuyá (Passiflora edulis S., passifloraceae). Tropical and Subtropical Agroecosystems, 27(2):076 ISSN: 1870-0462. https://doi.org/10.56369/tsaes.5199. mention that passion fruit seeds exposed to 5 % biol for 12 h, increase the GS to 1.5 germinated seeds per day, surpassing the control. The positive effect of the biostimulant (biol) significantly influences on cell multiplication, promoting the development and emergence of the radicle (Mendivil-Lugo et al. 2019Mendivil-Lugo, C., Nava-Pérez, E., Armenta-Bojórquez, A.D., Ruelas-Ayala, R.D. & Félix-Herrán, J.A. 2019. Elaboración de un abono orgánico tipo bocashi y su evaluación en la germinación y crecimiento del rábano. Biotecnia, 22(1): 17-23, ISSN: 1665-1456. https://doi.org/10.18633/biotecnia.v22i1.1120. ). The highest GI was obtained with seeds collected from the soil with chemical treatments T3 (tinner 25 %) and organic treatments T6 (biol 50 %) and T7 (biol 75 %). These results coincide with those reported by Abdala et al. (2020)Abdala, N.R., Bravo, S. & Acosta, M. 2020. Germinación y efectos del almacenamiento de frutos de Prosopis ruscifolia (Fabaceae). Bosque (Valdivia), 41(2): 103-111, ISSN: 0717-9200. https://doi.org/10.4067/S0717-92002020000200103. , indicating that chemical scarification (sulfuric acid) improves the germination speed index (GSI). On the other hand, Utello et al. (2023) report that mechanical scarification (sanding) was superior to chemical (sulfuric acid) and thermal scarification, improving the uniformity and spontaneity of the germination process, being a key factor in the propagation stage in the nursery. Coa et al. (2014)Coa, M., Méndez, J.R., Silva, R. & Mundarain, S. 2014. Evaluación de métodos químicos y mecánicos para promover la germinación de semillas y producción de fosforitos en café (Coffea arábica) var. Catuaí Rojo. Idesia (Arica), 32(1): 43-53, ISSN: 0718-3429. https://dx.doi.org/10.4067/S0718-34292014000100006. mention that the combined effect of mechanical scarification and imbibition at 12 and 24 h of the seeds, improved the GI compared to chemical treatments (sulfuric acid and muriatic acid) and without scarification with imbibition. On the other hand, Ruesta-López et al. (2024)Ruesta-López, M., Zurita-Chinguel, L., Lizano-Pintado, M., Delgado-Vite, M., Zapata-Durand, D., Jiménez-Castillo, J., Peña-Castillo, R., Galecio-Julca, M., Chanduví-García, R. & Morales-Pizarro, D.A. 2024. Bioestimulante y tiempos de imbibición sobre la germinación de semillas de maracuyá (Passiflora edulis S., passifloraceae). Tropical and Subtropical Agroecosystems, 27(2):076 ISSN: 1870-0462. https://doi.org/10.56369/tsaes.5199. improved the GI in passion fruit seeds treated with 5 % biol.

The FDG was lower at T0 (48 h imbibition) in seeds from the soil (1 d) and from the tree (1.5 d). The results of the study differ from those obtained by Abdala et al. (2020)Abdala, N.R., Bravo, S. & Acosta, M. 2020. Germinación y efectos del almacenamiento de frutos de Prosopis ruscifolia (Fabaceae). Bosque (Valdivia), 41(2): 103-111, ISSN: 0717-9200. https://doi.org/10.4067/S0717-92002020000200103. , who show that chemical scarification (sulfuric acid) accelerates the beginning of germination. Morales Pizarro et al. (2023)Morales Pizarro, A., Rivas Chero, A. A., Zapata Córdova, A. C., García Guevara, E., Ruesta López, M. & Peña-Castillo, R. 2023. Efecto de diferentes dosis de ácido giberélico en la germinación de papaya (Carica papaya L.) variedad criolla. Chilean Journal of Agricultural & Animal Sciences, 39(3): 392-400, ISSN: 0719-3890. https://doi.org/10.29393/CHJAA39-35EDAM60035. show that the imbibition time and the concentration of stimulants influences on the FDG. Similarly, Ruesta-López et al. (2024)Ruesta-López, M., Zurita-Chinguel, L., Lizano-Pintado, M., Delgado-Vite, M., Zapata-Durand, D., Jiménez-Castillo, J., Peña-Castillo, R., Galecio-Julca, M., Chanduví-García, R. & Morales-Pizarro, D.A. 2024. Bioestimulante y tiempos de imbibición sobre la germinación de semillas de maracuyá (Passiflora edulis S., passifloraceae). Tropical and Subtropical Agroecosystems, 27(2):076 ISSN: 1870-0462. https://doi.org/10.56369/tsaes.5199. accelerated the FDG by imbibition of seeds for 12 h and 24 h. However, when passion fruit seeds were treated with higher concentrations of biol, the FDG was delayed.

Conclusions

The morphometric characteristics of the fruit and seeds coincide with those from Neltuma piurensis genus. However, the seed width shows to be larger than those described for this species. Seed maturity is a key factor in seed germination of Neltuma spp. genus. The chemical pre-germination treatment with Tinner (T3), followed by the organic treatment with biol (T7), improved the germination variables GP (62.5 % and 56.25 %), GS (0.87 and 0.75 germinated seeds per day) and GI (5.36 and 4.79) and the FDG was given a DAS with T0, the best values ​​were showed by seeds from the soil.

Introducción

El algarrobo es una especie arbórea nativa de la región Piura, conocida inicialmente como Prosopis pallida y renombrada como Neltuma piurensis (L. Vasquez, Escurra y Huaman) CE Hughes y GP Lewis (Hughes et al. 2022Hughes, C.E., Ringelberg, J.J., Lewis, G.P. & Catalano, S.A. 2022. Disintegration of the genus Prosopis L. (Leguminosae, Caesalpinioideae, mimosoid clade). PhytoKeys, 205: 147-189, ISSN: 1314-2003. https://doi.org/10.3897/phytokeys.205.75379. ). Actualmente, este forestal pertenece a la familia Fabaceae, subfamilia Caesalpinioideae (Hughes et al. 2022Hughes, C.E., Ringelberg, J.J., Lewis, G.P. & Catalano, S.A. 2022. Disintegration of the genus Prosopis L. (Leguminosae, Caesalpinioideae, mimosoid clade). PhytoKeys, 205: 147-189, ISSN: 1314-2003. https://doi.org/10.3897/phytokeys.205.75379. ). La distribución del algarrobo en América se extiende desde las zonas áridas hasta las zonas tropicales. En el Perú, el algarrobo es una especie representativa de los bosques secos del norte, extendiéndose desde la región Tumbes hasta el norte de La Libertad (Rivera et al. 2020Rivera, J.C., Cabrera, R.M. & Bulnes, C.F. 2020. Micropropagación de Prosopis pallida (Humb y Bonpl. Ex Willd.) Kunth a partir de yemas apicales. Revista Colombiana de Biotecnología, 22(1): 18-26, ISSN: 1909-8758. https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v22n1.70949. ). El algarrobo es de gran interés socioeconómico y ecológico en la región Piura (Caycho et al. 2023Caycho, E., La Torre, R. & Orjeda, G. 2023. Assembly, annotation and analysis of the chloroplast genome of the Algarrobo tree Neltuma pallida (subfamily: Caesalpinioideae). BMC Plant Biology, 23(1): 570, ISSN: 1471-2229. https://doi.org/10.1186/s12870-023-04581-5. ). Se usa como forraje para ganado caprino, ovino y bovino. Además, se utiliza como material de construcción, medicina artesanal y gastronomía local (Depenthal y Meitzner Yoder 2018Depenthal, J. & Meitzner Yoder, L.S. 2018. Community Use and Knowledge of Algarrobo (Prosopis pallida) and Implications for Peruvian Dry Forest Conservation. Revista de Ciencias Ambientales, 52(1): 49-70, ISSN: 2215-3896. https://doi.org/10.15359/rca.52-1.3. ). El fruto de algarrobo está compuesto por vaina (90 %) y semilla (10 %) y se emplea en la alimentación humana y animal (Silva et al. 2000Silva, M. P., Martínez, M. J., Coirini, R., Brunetti, M. A., Balzarini, M. & Karlin, U. 2000. Valoración nutritiva del fruto del algarrobo blanco (Prosopis chilensis) bajo distintos tipos de almacenamiento. Multequina, 9(1): 65-74, ISSN: 1852-7329. https://www.scielo.org.ar/scielo.php?pid=S1852-73292000000100008&script=sci_arttext. y Salazar Zarzosa et al. 2021Salazar Zarzosa, P.C., Mendieta-Leiva, G., Navarro-Cerrillo, R.M., Cruz, G., Grados, N. & Villar, R. 2021. An ecological overview of Prosopis pallida, one of the most adapted dryland species to extreme climate events. Journal of Arid Environments, 193(1): 104576, ISSN: 1095-922X. https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2021.104576. ). Dado su alto valor nutricional (carbohidratos, fibra, proteínas y azúcares) (Ludeña Gutiérrez et al. 2021Ludeña Gutiérrez, A.L., Colomer Winter, A., Castillo Chung, L.B., Peña Castillo, R. & Timana Rojas, S. 2021. Cuantificación de hidroximetilfurfuralen la algarrobina por concentración a vacío. Revista Universidad y Sociedad, 13(6): 250-257, ISSN: 2218-3620. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2218-36202021000600250. ), este fruto ha demostrado ser un buen alimento forrajero e incrementar el peso de cabras (Silva et al. 2000Silva, M. P., Martínez, M. J., Coirini, R., Brunetti, M. A., Balzarini, M. & Karlin, U. 2000. Valoración nutritiva del fruto del algarrobo blanco (Prosopis chilensis) bajo distintos tipos de almacenamiento. Multequina, 9(1): 65-74, ISSN: 1852-7329. https://www.scielo.org.ar/scielo.php?pid=S1852-73292000000100008&script=sci_arttext. ) y conejos (Macías-Rodríguez y Usca-Méndez 2017Macías-Rodríguez, E. & Usca-Méndez, J. 2017. Utilización de la harina de algarrobo (Prosopis pallida) en la alimentación de conejos en crecimiento, engorde. Revista Ciencia UNEMI, 10(22): 105-110, ISSN: 2528-7737. https://www.redalyc.org/journal/5826/582661263011/html. ), además de que reduce los costos de producción. Diversos estudios han informado que los algarrobos mejoran las características fisicoquímicas y biológicas de los suelos áridos y semiáridos (Santos-Jallath et al. 2012Santos-Jallath, J., Castro-Rodríguez, A., Huezo-Casillas, J. & Torres-Bustillos, L. 2012. Arsenic and heavy metals in native plants at tailings impoundments in Queretaro, Mexico. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 37-39: 10-17, ISSN: 1464-1895. https://doi.org/10.1016/j.pce.2011.12.002. y Depenthal y Meitzner Yoder 2018Depenthal, J. & Meitzner Yoder, L.S. 2018. Community Use and Knowledge of Algarrobo (Prosopis pallida) and Implications for Peruvian Dry Forest Conservation. Revista de Ciencias Ambientales, 52(1): 49-70, ISSN: 2215-3896. https://doi.org/10.15359/rca.52-1.3. ).

En las últimas décadas, esta especie está amenazada por la actividad antropogénica no sostenible como la extensión agrícola, la expansión urbana, el cambio climático y el estrés por factores bióticos y abióticos. Debido a esto, se ha categorizado como una especie vulnerable, según el Decreto Supremo N° 043-2006-AG que categoriza a las especies amenazadas de flora silvestre (Organismo de Supervisión de los Recursos Forestales y de Fauna Silvestre 2013Organismo de Supervisión de los Recursos Forestales y de Fauna Silvestre. 2013. Decreto Supremo N.° 043-2006-AG - Aprueban Categorización de Especies Amenazadas de Flora Silvestre. https://www.gob.pe/institucion/osinfor/normas-legales/792195-043-2006-ag-aprueban-categorizacion-de-especies-amenazadas-de-flora-silvestre.). En la actualidad, existen limitadas investigaciones enfocadas a la propagación sexual mediante semillas de algarrobo. Por lo cual, es necesario buscar estrategias de escarificación que incrementen la germinación de las semillas (Asif et al. 2020Asif, M.J., Ali, A., Mazhar, M.Z., Tanvir, A., Zia, B., Anmbreen, I., Anjum, M.Z. & Mahr, M.S. 2020. Effect of different pre-treatments on seed germination of Prosopis juliflora and Dalbergia sissoo: A step towards mutation breeding. Journal of Forest Science, 66(2): 80-87, ISSN: 1805-935X. https://doi.org/10.17221/64/2019-JFS. ) y la información técnica en la propagación de esta especie.

La germinación de la semilla es la fase inicial del desarrollo de las plántulas, la cual inicia con la absorción del agua, dando origen a una secuencia de procesos metabólicos hasta la emergencia de la radícula (Huang et al. 2020Huang, H., Ran, J., Li, X., Wang, Z., Chen, R., Wu, F., Ye, M., Jia, F., Niklas, K. J. & Deng, J. 2020. A General Model for Seed and Seedling Respiratory Metabolism. The American Naturalist, 195(3): 534-546, ISSN: 1537-5323. https://doi.org/10.1086/707072. , Xu et al. 2023Xu, N., Lu, B., Wang, Y., Yu, X., Yao, N., Lin, Q., Xu, X. & Lu, B. 2023. Effects of salt stress on seed germination and respiratory metabolism in different Flueggea suffruticosa genotypes. PeerJ, 11: e15668, ISSN: 2167-8359. https://doi.org/10.7717/peerj.15668. y Ruesta-López et al. 2024Ruesta-López, M., Zurita-Chinguel, L., Lizano-Pintado, M., Delgado-Vite, M., Zapata-Durand, D., Jiménez-Castillo, J., Peña-Castillo, R., Galecio-Julca, M., Chanduví-García, R. & Morales-Pizarro, D.A. 2024. Bioestimulante y tiempos de imbibición sobre la germinación de semillas de maracuyá (Passiflora edulis S., passifloraceae). Tropical and Subtropical Agroecosystems, 27(2):076 ISSN: 1870-0462. https://doi.org/10.56369/tsaes.5199. ). Un buen desarrollo inicial de las semillas favorece a la adaptabilidad y vigor inicial de las plántulas e influye de manera directa en el rendimiento del cultivo (Vieira et al. 2019Vieira, H., Martins, J.V.D.S., Barreto, G.G., Gomes, R.D.S.S., Silva, E.C. & Nascimento, L.C. 2019. Sanitary and physiological quality of ‘purple’ corn (Zea mays L.) seeds submitted to thermotherapy. Arquivos do Instituto Biológico, 86: e1222018, ISSN: 1808-1657. https://doi.org/10.1590/1808-1657001222018. y Morales Pizarro et al. 2023Morales Pizarro, A., Rivas Chero, A. A., Zapata Córdova, A. C., García Guevara, E., Ruesta López, M. & Peña-Castillo, R. 2023. Efecto de diferentes dosis de ácido giberélico en la germinación de papaya (Carica papaya L.) variedad criolla. Chilean Journal of Agricultural & Animal Sciences, 39(3): 392-400, ISSN: 0719-3890. https://doi.org/10.29393/CHJAA39-35EDAM60035. ). La principal forma de propagación del algarrobo es mediante semillas (forma sexual), las que presentan una testa muy rígida (Ewens et al. 2022Ewens, M., Felker, P. & Paterson, A. 2022. Genetic improvement in Prosopis. En Prosopis as a Heat Tolerant Nitrogen Fixing Desert Food Legume (pp. 139-156). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-823320-7.00015-8. ), por lo que se han usado diferentes estrategias de escarificación (estratificación): mecánica, térmica y química, que favorecen la germinación de las semillas (Bhansali 2010Bhansali, R.R. 2010. Biology and Multiplication of Prosopis species Grown in the Thar Desert. In K. G. Ramawat (Ed.), Desert Plants (pp. 371-406). Springer Berlin Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-02550-1_18. ). A partir de lo antes mencionado, el objetivo de este estudio fue caracterizar el fruto y semilla de algarrobo y evaluar la escarificación química y biológica en la germinación de semillas de algarrobo, recolectadas de suelo y árbol.

Materiales y Métodos

El estudio se desarrolló en el laboratorio del Departamento Académico de Morfofisiología Vegetal, perteneciente a la Universidad Nacional de Piura, Perú, con coordenadas 5°11'40.2'' S, 80°37´58,2'' O a 30 m.s.n.m (figura 1). La investigación se llevó a cabo en noviembre del 2023 a enero del 2024.

Material vegetal: En la recolección de semillas, se seleccionaron árboles sanos, vigorosos del distrito de Pariñas, provincia de Talara, Región Piura, ubicada a 4°31'26.6" S, 81°12'26.2" W, a 15 m.s.n.m. (figura 1). Los frutos se recolectaron a partir de dos criterios: criterio 1 (directamente del árbol) y criterio 2 (caídos en el suelo).

Caracterización de frutos y semillas: La caracterización de frutos se realizó sobre la base de 50 vainas (frutos). Se evaluó: largo (L), ancho (A) y peso (P). En la caracterización de semillas se seleccionaron 100 semillas. Se determinó L, A, P y forma.

La forma de la semilla se determinó mediante la relación entre el ancho (A) y largo (L): A/L>1 (aplanado u ovoide), L/A=1 (esférica), A/L<1 (alargada u oblonga), con el uso de la escala propuesta por Peña-Castillo et al. (2023)Peña-Castillo, R., Murillo, M., Galecio-Julca, M., Calero Merino, M., Chanduvi-García, R., Javier-Alva, J., Álvarez, L., Quiroz-Calderón, M.V., Granda-Wong, C. & Morales-Pizarro, A. 2023. Efecto de aplicaciones foliares de magnesio y hierro sobre la productividad de lima ácida (Citrus aurantifolia Swingle). Idesia (Arica), 41(3): 105-113, ISSN: 2218-3620. https://doi.org/10.4067/S0718-34292023000300105. .

Productos empleados: Se trabajó con los productos Thinner comercial (tolueno, acetato de metilo, alcohol metílico, 2-butoxietanol y 4-metilpentan-2-ona; corporación peruana de productos químicos S.A.Av. César Vallejo 1851 - El Agustino Lima - Perú) y el biol o biofertilizante fue proporcionado por el Departamento de Morfofisiología Vegetal, elaborado bajo la técnica de Chanduví-García et al. (2023)Chanduví-García, R., Sandoval-Panta, M.A., Peña-Castillo, R., Javier-Alva, J., Álvarez, L.Á., Quiroz-Calderón, M.V., Granda-Wong, C., Aguilar-Anccota, R., Galecio-Julca, M. & Morales-Pizarro, A. 2023. Biofertilizante y su Correlación entre Parámetros Productivos y de Calidad en Limón Sutil (Citrus aurantifolia Swingle). Terra Latinoamericana, 41: e1685, ISSN: 2395-8030. https://doi.org/10.28940/terra.v41i0.1685. .

Tratamientos de escarificación de semillas: Las semillas se desinfectaron con alcohol al 70 % durante cinco segundos. Posteriormente, se sometieron a los diferentes tratamientos de escarificación: remojo en agua destilada por 48 h (T0), tinner al 5 % por 1 h (T1), tinner al 15 % por 1 h (T2), tinner al 25 % por 1 h (T3), tinner al 35 % por 1 h (T4), biol al 25 % por 20 min (T5), biol al 50 % por 20 min (T6) y biol al 75 % por 20 min (T7). Posteriormente, las semillas se sembraron dentro de placas Petri, que contenían papel toalla estéril, humedecido con agua destilada. Cada placa Petri albergó 20 semillas de algarrobo y conformó una repetición.

La germinación de las semillas se evaluó durante 15 d a 25±2 °C por medio de las siguientes variables:

Porcentaje de germinación (PG): El PG se determinó mediante la fórmula planteada por Brown y Mayer (1988)Brown, R.F. & Mayer, D.G. 1988. Representing Cumulative Germination. 1. A Critical Analysis of Single-value Germination Indices. Annals of Botany, 61(2): 117-125, ISSN: 1095-8290. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.aob.a087534. , donde PG = (total de semillas germinadas/total de semillas sembradas) *100. Se consideraron semillas germinadas cuando presentaron 2 mm de longitud de radícula.

Velocidad de germinación (VG): Se calculó mediante la fórmula propuesta por Maguire (1962)Maguire, J.D. 1962. Speed of Germination-Aid In Selection And Evaluation for Seedling Emergence And Vigor. Crop Science, 2(2): 176-177, ISSN: 1435-0653. https://doi.org/10.2135/cropsci1962.0011183X000200020033x. , donde VG = número de semillas germinadas / tiempo de germinación.

Índice de germinación (IG): Se calculó con la fórmula propuesta por Scott et al. (1984)Scott, S.J., Jones, R.A. & Williams, W.A. 1984. Review of Data Analysis Methods for Seed Germination. Crop Science, 24(6): 1192-1199, ISSN: 1435-0653. https://doi.org/10.2135/cropsci1984.0011183X002400060043x. , donde:

IG = ∑ (el número de semillas germinadas el n-ésimo día * número de días después de la siembra) / número total de semillas sembradas.

Primer día de germinación: Se evaluó el tiempo de inicio de la germinación mediante lo propuesto por Gutiérrez-Gutiérrez et al. (2022)Gutiérrez-Gutiérrez, O.G., Rivero-Hernández, O., Vega-Mares, J.H. & Melgoza-Castillo, A. 2022. Patrones de germinación en gramíneas presentes en el Desierto Chihuahuense. Botanical Sciences, 100(4): 989-999, ISSN: 2007-4476. https://doi.org/10.17129/botsci.3007. .

Análisis estadístico: Para la caracterización de frutos y semillas se utilizó la media aritmética (media), desviación estándar (DS) y coeficiente de variación (CV). El estudio se llevó a cabo en un diseño completamente al azar (DCA) con once tratamientos y cinco repeticiones por tratamiento. Los valores obtenidos se analizaron mediante un ANOVA (análisis de varianza) y la prueba de comparación múltiple de medias de Tukey (P ≤ 0.05).

Resultados

Caracterización del fruto y semilla: El fruto (vaina) de algarrobo presentó una longitud de 19.12 cm, con un ancho de 12.10 mm, y un peso de fruto de 7.58 g. La semilla mostró un largo de 6.62 mm, ancho de 2.39 mm, peso de 0.05 g y la relación entre L/A fue de 0.36 (tabla 1).

Variables de germinación: En el PG (árbol), el T4 con 32.5 % fue significativamente superior a los demás tratamientos, seguido de T3 con 23.75 % (tabla 2). En el PG (suelo), el T3 superó en un 20 % a T0, siendo significativamente superior a los demás tratamientos (tabla 2). El mayor PG fue de semillas, cuyos frutos se recolectaron del suelo con respecto a los cosechados directamente del árbol.

En la VG (árbol), el T4 con 0.43 semillas germinadas por día superó significativamente los demás tratamientos (tabla 2), y en la VG (suelo), los tratamientos no presentaron diferencias significativas, con valores entre 0.5 a 0.87 semillas germinadas por día (tabla 2). Los mayores valores de la VG se obtuvieron de frutos recolectados del suelo.

En el IG (árbol), el T4 con 3.41 obtuvo el mayor IG, siendo superior a los demás tratamientos. El IG (suelo), los tratamientos no presentaron diferencias significativas con valores entre 3.34 a 5.36 (tabla 2), lo que mostró que el mayor IG se obtiene de las muestras extraídas del suelo.

En el PDG (árbol), los tratamientos T0 y T5 germinaron en un menor tiempo en 1.5 días (tabla 2). Sin embargo, el PDG (suelo), el T0 germinó en 1 día, siendo su germinación significativamente más acelerada, mostrando que el PDG se presentó en semillas procedentes de la zona del suelo.

Discusión

En la caracterización de frutos y semillas concuerdan con la investigación realizada por Prokopiuk et al. (2000)Prokopiuk, D., Cruz, G., Grados, N., Garro, O. & Chiralt, A. 2000. Estudio comparativo entre frutos de Prosopis alba y Prosopis pallida. Multequina, 9(1): 35-45, ISSN: 1852-7329. en la identificación de Prosopis pallida, en la actualidad renombrada como Neltuma piurensis (L. Vasquez, Escurra & Huaman) CE Hughes & GP Lewis (Hughes et al. 2022Hughes, C.E., Ringelberg, J.J., Lewis, G.P. & Catalano, S.A. 2022. Disintegration of the genus Prosopis L. (Leguminosae, Caesalpinioideae, mimosoid clade). PhytoKeys, 205: 147-189, ISSN: 1314-2003. https://doi.org/10.3897/phytokeys.205.75379. ). Sin embargo, en el ancho de la semilla fue menor con 2.39 mm (tabla 1), lo que demostró que el medio ambiente influye en el genotipo de algarrobo. La relación L/A de la semilla indica que presenta forma oblonga (Peña-Castillo et al. 2023Peña-Castillo, R., Murillo, M., Galecio-Julca, M., Calero Merino, M., Chanduvi-García, R., Javier-Alva, J., Álvarez, L., Quiroz-Calderón, M.V., Granda-Wong, C. & Morales-Pizarro, A. 2023. Efecto de aplicaciones foliares de magnesio y hierro sobre la productividad de lima ácida (Citrus aurantifolia Swingle). Idesia (Arica), 41(3): 105-113, ISSN: 2218-3620. https://doi.org/10.4067/S0718-34292023000300105. ).

La variación de la germinación se ve influenciada por la zona de recolección, así como: la madurez del fruto (vaina), el contenido de azúcares y el tiempo de almacenamiento (Ludeña Gutiérrez et al. 2021Ludeña Gutiérrez, A.L., Colomer Winter, A., Castillo Chung, L.B., Peña Castillo, R. & Timana Rojas, S. 2021. Cuantificación de hidroximetilfurfuralen la algarrobina por concentración a vacío. Revista Universidad y Sociedad, 13(6): 250-257, ISSN: 2218-3620. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2218-36202021000600250. ). Asimismo, Henciya et al. (2017)Henciya, S., Seturaman, P., James, A.R., Tsai, Y.H., Nikam, R., Wu, Y.C., Dahms, H.U. & Chang, F.R. 2017. Biopharmaceutical potentials of Prosopis spp. (Mimosaceae, Leguminosa). Journal of Food and Drug Analysis, 25(1): 187-196, ISSN: 2224-6614. https://doi.org/10.1016/j.jfda.2016.11.001. mencionan la presencia de fitoquímicos: alcaloides, flavonoides, terpenos, taninos, compuestos fenólicos (quinonas) en frutos y semillas de Neltuma/Prosopis spp., los cuales se presentan en mayores concentraciones en frutos frescos recién cosechados, lo que influye en la germinación de semillas. No obstante, vainas secas empleadas en la alimentación animal no deben exceder 40 % de sustancias fitoquímicas de las recién cosechadas (Ruiz-Nieto et al. 2020Ruiz-Nieto, J.E., Hernández-Ruiz, J., Hernández-Marín, J., Mendoza-Carrillo, J., Abraham-Juárez, M., Isiordia-Lachica, P.M. & Mireles-Arriaga, A.I. 2020. Mesquite (Prosopis spp.) tree as a feed resource for animal growth. Agroforestry Systems, 94(4): 1139-1149, ISSN: 1572-9680. https://doi.org/10.1007/s10457-020-00481-x. ). De Sousa Leite et al. (2018)De Sousa, M., Freitas, L.A., De Queiroz, F., De Sousa, T. & Barros Torres, S. 2018. Germination of spineless Bromelia laciniosa Mart. Ex Schult (Bromeliaceae) seeds subjected to chemical scarification. Idesia, 36(4): 135-137, ISSN: 0718-3429. https://dx.doi.org/10.4067/S0718-34292018005002102. indican que la madurez fisiológica de la semilla influye en forma directa en la germinación y vigor de la semilla.

Con respecto a los resultados de la presente investigación, las semillas procedentes del suelo presentaron el mayor PG con la escarificación química con Thinner al 25 % (T3) y biológica con biol al 75 % (T7). Estos resultados coinciden con Abdala et al. (2020)Abdala, N.R., Bravo, S. & Acosta, M. 2020. Germinación y efectos del almacenamiento de frutos de Prosopis ruscifolia (Fabaceae). Bosque (Valdivia), 41(2): 103-111, ISSN: 0717-9200. https://doi.org/10.4067/S0717-92002020000200103. en la escarificación química a base de ácido sulfúrico durante tres minutos con el mayor PG frente a la escarificación física y térmica. El efecto de los productos químicos altera, degrada y ablanda la cubierta seminal compuesta por sustancias hidrofóbicas y lignificadas (macroesclereidas) que presentan las semillas del género Neltuma/Prosopis. Esta lámina lignificada es la responsable de conservar, proteger y evitar la imbibición de la semilla. Además, De Sousa Leite et al. (2018)De Sousa, M., Freitas, L.A., De Queiroz, F., De Sousa, T. & Barros Torres, S. 2018. Germination of spineless Bromelia laciniosa Mart. Ex Schult (Bromeliaceae) seeds subjected to chemical scarification. Idesia, 36(4): 135-137, ISSN: 0718-3429. https://dx.doi.org/10.4067/S0718-34292018005002102. incrementaron el PG de semillas de Bromelia laciniosa a 83 % con acetona durante 90 min en semillas maduras y en inmaduras a 60 % ante el testigo con 40 % y 35 %, respectivamente. De igual manera estos autores redujeron los días de germinación a 15 (semilla madura) y 25 (semilla inmadura), días después de la siembra (DDS), ante testigo que inicio su germinación a los 45 y 55 DDS, respectivamente. Rivera et al. (2020)Rivera, J.C., Cabrera, R.M. & Bulnes, C.F. 2020. Micropropagación de Prosopis pallida (Humb y Bonpl. Ex Willd.) Kunth a partir de yemas apicales. Revista Colombiana de Biotecnología, 22(1): 18-26, ISSN: 1909-8758. https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v22n1.70949. obtuvieron el mayor PG con 33.3 % en semillas de P. pallida, tratadas con acetona 100 % durante 10 min, siendo superior al testigo con un PG de 30 %.

Las semillas de algarrobo, tratadas con biol mejoraron significativamente el PG. Estos resultados coinciden con los descritos por Ruesta-López et al. (2024)Ruesta-López, M., Zurita-Chinguel, L., Lizano-Pintado, M., Delgado-Vite, M., Zapata-Durand, D., Jiménez-Castillo, J., Peña-Castillo, R., Galecio-Julca, M., Chanduví-García, R. & Morales-Pizarro, D.A. 2024. Bioestimulante y tiempos de imbibición sobre la germinación de semillas de maracuyá (Passiflora edulis S., passifloraceae). Tropical and Subtropical Agroecosystems, 27(2):076 ISSN: 1870-0462. https://doi.org/10.56369/tsaes.5199. en semillas de maracuyá (Passiflora edulis S.), tratadas con biol 5 % incrementando el PG a 80 % durante 12 h de imbibición. Sin embargo, a 24 h el PG fue menor con 8.33 %. De acuerdo con Chanduví-García et al. (2023)Chanduví-García, R., Sandoval-Panta, M.A., Peña-Castillo, R., Javier-Alva, J., Álvarez, L.Á., Quiroz-Calderón, M.V., Granda-Wong, C., Aguilar-Anccota, R., Galecio-Julca, M. & Morales-Pizarro, A. 2023. Biofertilizante y su Correlación entre Parámetros Productivos y de Calidad en Limón Sutil (Citrus aurantifolia Swingle). Terra Latinoamericana, 41: e1685, ISSN: 2395-8030. https://doi.org/10.28940/terra.v41i0.1685. , Galecio-Julca et al. (2023)Galecio-Julca, M., Neira-Ojeda, M., Chanduví-García, R., Peña-Castillo, R., Álvarez-Bernaola, L.A., Granda-Wong, C., Lindo-Seminario, D., Saavedra-Alberca, E., Javier-Alva, J. & Morales-Pizarro, A. 2023. Efecto de la eficacia de los microorganismos nativos y la composta en tres pisos altitudinales en el cultivo de quinua (Chenopodium quinoa) variedad INIA 415-Pasankalla. Terra Latinoamericana, 41: e1622, ISSN: 2395-8030. https://doi.org/10.28940/terra.v41i0.1622. y Morocho-Romero et al. (2024)Morocho-Romero, H., Peña-Castillo, R., Chanduví-García, R., Vilchez-Navarro, S., Quiroz-Calderón, M., Calero-Merino, M., Galecio-Julca, M., Javier-Alva, J., Cruz-Grimaldo, C. & Morales-Pizarro, D.A. 2024. Influence of Organic Fertization on the Fruit Morphology and Production of Mango (Mangifera Indica L.) Var. Kent. Tropical and Subtropical Agroecosystems, 27(3): 137, ISSN: 1870-0462. https://doi.org/10.56369/tsaes.5606. , el biol presenta ácidos carboxílicos, ácidos húmicos y microorganismos, los que debilitan la cubierta de la semilla e incrementan el PG. Utello et al. (2023)Utello, M.J., Tarico, J.C., Demaestri, M.A. & Plevich, J.O. 2023. Evaluación de tratamientos pregerminativos en semillas de Prosopis caldenia. Bosque (Valdivia), 44(1): 37-45, ISSN: 0717-9200. https://doi.org/10.4067/s0717-92002023000100037. indican que los tratamientos térmicos reducen el crecimiento de raíces embrionarias en comparación con los químicos o mecánicos que se realizan en las semillas.

La mayor velocidad de germinación se presenta en semillas extraídas del suelo con los tratamientos a base de Thinner al 25 % (T3) y biol al 75 % (T7). Estos productos influyen en el debilitamiento de la capa seminal de la semilla de algarrobo, lo que facilita la imbibición o hidratación de la semilla; activando diversos procesos metabólicos que inician la germinación de la semilla, y el intercambio gaseoso (Batista Sánchez et al. 2017Batista, D., Murillo, B., Nieto, A., Alcaráz, L., Troyo, E., Hernández, L.G. & Ojeda Silvera, C.M. 2017. Mitigación de NaCl por efecto de un bioestimulante en la germinación de Ocimum basilicum L. Terra Latinoamericana, 35(4): 309-320, ISSN: 2395-8030. https://doi.org/10.28940/terra.v35i4.317. y Utello et al. 2023Utello, M.J., Tarico, J.C., Demaestri, M.A. & Plevich, J.O. 2023. Evaluación de tratamientos pregerminativos en semillas de Prosopis caldenia. Bosque (Valdivia), 44(1): 37-45, ISSN: 0717-9200. https://doi.org/10.4067/s0717-92002023000100037. ). Ruesta-López et al. (2024)Ruesta-López, M., Zurita-Chinguel, L., Lizano-Pintado, M., Delgado-Vite, M., Zapata-Durand, D., Jiménez-Castillo, J., Peña-Castillo, R., Galecio-Julca, M., Chanduví-García, R. & Morales-Pizarro, D.A. 2024. Bioestimulante y tiempos de imbibición sobre la germinación de semillas de maracuyá (Passiflora edulis S., passifloraceae). Tropical and Subtropical Agroecosystems, 27(2):076 ISSN: 1870-0462. https://doi.org/10.56369/tsaes.5199. mencionan que semillas de maracuyá expuesta a biol 5 % durante 12 h, incrementan la VG a 1.5 semillas germinadas por día, superando al testigo. El efecto positivo del bioestimulante (biol) influye significativamente en la multiplicación celular promoviendo el desarrollo y emergencia de la radícula (Mendivil-Lugo et al. 2019Mendivil-Lugo, C., Nava-Pérez, E., Armenta-Bojórquez, A.D., Ruelas-Ayala, R.D. & Félix-Herrán, J.A. 2019. Elaboración de un abono orgánico tipo bocashi y su evaluación en la germinación y crecimiento del rábano. Biotecnia, 22(1): 17-23, ISSN: 1665-1456. https://doi.org/10.18633/biotecnia.v22i1.1120. ).

El mayor IG se obtuvo con semillas recolectadas del suelo con los tratamientos químicos T3 (tinner 25 %) y orgánicos T6 (biol 50 %) y T7 (biol 75 %). Estos resultados coinciden con los informados por Abdala et al. (2020)Abdala, N.R., Bravo, S. & Acosta, M. 2020. Germinación y efectos del almacenamiento de frutos de Prosopis ruscifolia (Fabaceae). Bosque (Valdivia), 41(2): 103-111, ISSN: 0717-9200. https://doi.org/10.4067/S0717-92002020000200103. , lo que indica que la escarificación química (ácido sulfúrico) mejora el índice de velocidad de germinación (IVG). Por otro lado, Utello et al. (2023)Utello, M.J., Tarico, J.C., Demaestri, M.A. & Plevich, J.O. 2023. Evaluación de tratamientos pregerminativos en semillas de Prosopis caldenia. Bosque (Valdivia), 44(1): 37-45, ISSN: 0717-9200. https://doi.org/10.4067/s0717-92002023000100037. reportan que la escarificación mecánica (lijado) fue superior a la química (ácido sulfúrico) y térmica, mejorando la uniformidad y espontaneidad del proceso germinativo siendo un factor clave en la etapa de propagación en vivero. Coa et al. (2014)Coa, M., Méndez, J.R., Silva, R. & Mundarain, S. 2014. Evaluación de métodos químicos y mecánicos para promover la germinación de semillas y producción de fosforitos en café (Coffea arábica) var. Catuaí Rojo. Idesia (Arica), 32(1): 43-53, ISSN: 0718-3429. https://dx.doi.org/10.4067/S0718-34292014000100006. mencionan que el efecto combinado de la escarificación mecánica y la imbibición a 12 y 24 h de las semillas, mejoraron el IG frente a los tratamientos químicos (ácido sulfúrico y ácido muriático) y sin escarificación con imbibición. Por otra parte, Ruesta-López et al. (2024)Ruesta-López, M., Zurita-Chinguel, L., Lizano-Pintado, M., Delgado-Vite, M., Zapata-Durand, D., Jiménez-Castillo, J., Peña-Castillo, R., Galecio-Julca, M., Chanduví-García, R. & Morales-Pizarro, D.A. 2024. Bioestimulante y tiempos de imbibición sobre la germinación de semillas de maracuyá (Passiflora edulis S., passifloraceae). Tropical and Subtropical Agroecosystems, 27(2):076 ISSN: 1870-0462. https://doi.org/10.56369/tsaes.5199. mejoraron el IG en semillas de maracuyá tratadas con biol 5 %.

El PDG fue menor en el T0 (imbibición 48 h) en semillas procedentes del suelo (1 d) como del árbol (1.5 d). Los resultados del estudio difieren de los obtenidos por Abdala et al. (2020)Abdala, N.R., Bravo, S. & Acosta, M. 2020. Germinación y efectos del almacenamiento de frutos de Prosopis ruscifolia (Fabaceae). Bosque (Valdivia), 41(2): 103-111, ISSN: 0717-9200. https://doi.org/10.4067/S0717-92002020000200103. , quienes indican que la escarificación química (ácido sulfúrico) acelera el inicio de germinación. Morales Pizarro et al. (2023)Morales Pizarro, A., Rivas Chero, A. A., Zapata Córdova, A. C., García Guevara, E., Ruesta López, M. & Peña-Castillo, R. 2023. Efecto de diferentes dosis de ácido giberélico en la germinación de papaya (Carica papaya L.) variedad criolla. Chilean Journal of Agricultural & Animal Sciences, 39(3): 392-400, ISSN: 0719-3890. https://doi.org/10.29393/CHJAA39-35EDAM60035. indican que el tiempo de imbibición y la concentración de estimulantes influyen en el PDG. De igual forma, Ruesta-López et al. (2024)Ruesta-López, M., Zurita-Chinguel, L., Lizano-Pintado, M., Delgado-Vite, M., Zapata-Durand, D., Jiménez-Castillo, J., Peña-Castillo, R., Galecio-Julca, M., Chanduví-García, R. & Morales-Pizarro, D.A. 2024. Bioestimulante y tiempos de imbibición sobre la germinación de semillas de maracuyá (Passiflora edulis S., passifloraceae). Tropical and Subtropical Agroecosystems, 27(2):076 ISSN: 1870-0462. https://doi.org/10.56369/tsaes.5199. aceleró el PDG con la imbibición de semillas a 12 h y 24 h. Sin embargo, cuando las semillas de maracuyá fueron tratadas con mayores concentraciones de biol retrasan el PDG.

Conclusiones

Las características morfométricas del fruto y semillas coindicen con las del género Neltuma piurensis. Sin embargo, en el ancho de la semilla muestra ser superior a las descritas en esta especie. La madurez de la semilla es un factor clave en la germinación de semillas del género Neltuma spp. El tratamiento pregerminativo químico con Tinner (T3), seguido del orgánico con biol (T7), mejoran las variables de germinación PG (62.5 % y 56.25 %), VG (0.87 y 0.75 semillas germinadas por días) y IG (5.36 y 4.79) y el PDG se dio un DDS con el T0, los mejores valores se presentaron de semillas procedentes del suelo.