Localización y condiciones generales de los ensayos

El trabajo se llevó a cabo en el laboratorio de Mejoramiento Genético de la Unidad Científico Tecnológica de Base Los Palacios, perteneciente al Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), en el municipio Los Palacios, provincia Pinar del Río, Cuba. Se utilizaron semillas de seis genotipos de arroz de tipo índica, cuatro nuevas líneas obtenidas por hibridaciones en la propia institución y los testigos INCA LP-5 e INCA LP-7, de ciclo corto-medio, respectivamente.

ENSAYO 1

El test de germinación estándar se realizó en condiciones de laboratorio, usando placas Petri de 9 cm de diámetro por 1,5 cm de altura y se colocaron 25 semillas por placa, con un diseño Completamente Aleatorizado y tres repeticiones, donde los genotipos constituyeron los tratamientos. Para mantener las condiciones de humedad, en las placas, se colocó en el fondo de éstas papel de filtro y, durante todo el experimento, se mantuvieron las condiciones de humedad adicionando, periódicamente, agua destilada. Se realizó el conteo de germinación a los siete días de iniciada la prueba y se evaluaron el número de plántulas obtenidas, identificando el número de plántulas normales y anormales. Se determinó, además, la longitud del coleóptilo y de la radícula a las plántulas normales por placa, al quinto día después de la siembra, estos datos se expresa en cm, y se consideran un indicador del vigor.

Se calculó el índice de vigor (Iv) con los valores obtenidos en cada evaluación mediante la fórmula $\mathrm{I}\mathrm{v}\mathrm{ }=\mathrm{ }(\mathrm{C}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{c}\mathrm{i}\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{e}\mathrm{n}\mathrm{t}\mathrm{o}\mathrm{ }\mathrm{d}\mathrm{e}\mathrm{l}\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{e}\mathrm{ó}\mathrm{p}\mathrm{t}\mathrm{i}\mathrm{l}\mathrm{o}\mathrm{ }\mathrm{ }+\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{C}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{c}\mathrm{i}\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{e}\mathrm{n}\mathrm{t}\mathrm{o}\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{d}\mathrm{e}\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{l}\mathrm{a}\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{r}\mathrm{a}\mathrm{d}\mathrm{í}\mathrm{c}\mathrm{u}\mathrm{l}\mathrm{a})\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{x}\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{\%}\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{d}\mathrm{e}\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{g}\mathrm{e}\mathrm{r}\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}\mathrm{a}\mathrm{c}\mathrm{i}\mathrm{ó}\mathrm{n}$ :

ENSAYO 2

La siembra se realizó en bandejas de cepellón de 46 x 70 cm, a razón de una semilla por sitio, con un sustrato suelo-materia orgánica 1:1. El tamaño de los alvéolos es de 2,5 x 2,5 cm, profundidad de 7,0 cm y la distancia entre plántulas fue aproximadamente de 3 cm. Se sembraron 30 semillas de cada genotipo y se utilizó un diseño Completamente Aleatorizado con tres repeticiones, en el que los genotipos constituyeron los tratamientos. Se realizaron conteos de emergencia de la semilla durante diez días y se evaluaron las variables siguientes:

x_i: número de plántulas emergidas por día.

n_i: número de días después de la siembra.

n: número de conteo.

Tg: Tiempo de germinación de las semillas.

Ni: Número de semillas germinadas el día Di.

Di: Tiempo transcurrido desde la siembra.

Análisis de la información

Para ambos ensayos se utilizó la metodología adaptada por González y Orozco, 1996 (66. González Zertuche, L. y Orozco Segovia, A. ‘‘Métodos de análisis de datos en la germinación de semillas, un ejemplo: Manfreda brachystachya’’, Boletín de la Sociedad Botánica de México, no. 58, 1996, pp. 15-30, ISSN 0185-3619.).

Las variables expresadas en porciento se transformaron ( $arcosen\sqrt{\%}$ ), por no cumplir con las pruebas de normalidad. Los datos obtenidos se procesaron mediante un análisis de varianza de clasificación simple (ANOVA) y se docimaron las medias con la Prueba de Rangos Múltiples de Duncan al 5 %, utilizando el programa estadístico STATGRAPHICS Plus v.5.

ENSAYO 1

El análisis de varianza para los porcentajes de germinación, plantas normales y anormales y el índice de vigor mostró diferencias significativas entre los genotipos a un nivel de significación del 95 % (Tabla 1).

Los métodos de análisis de la germinación pueden clasificarse en descriptivos y analíticos, los primeros permiten hacer una evaluación preliminar de los resultados, mientras que los analíticos consisten en la aplicación de funciones matemáticas que describen el comportamiento germinativo de las semillas. Los métodos descriptivos son útiles como un primer paso en el análisis, sin embargo, para obtener objetivamente los tiempos promedio y las tasas de germinación se requiere de la aplicación de métodos analíticos, lo que ha sido objeto de estudio por diversos autores en diferentes cultivos (77. González-Amaya, L.J.; Pita, B.E.; Pinzón-Sandoval, E.H.; Cely, G.E.; Serrano, P.A.; González-Amaya, L.J.; Pita, B.E.; Pinzón-Sandoval, E.H.; Cely, G.E. y Serrano, P.A. ‘‘Efecto de tratamientos pregerminativos en semillas de Dianthus barbatus L. cv. ‘Purple’ bajo condiciones controladas’’, Revista de Ciencias Agrícolas, vol. 35, no. 1, junio de 2018, pp. 58-68, ISSN 0120-0135, DOI 10.22267/rcia.183501.83.-1111. Núñez, Á.C.; Rodríguez, S.R. y Hidalgo, D.M. ‘‘Evaluación de extractos vegetales en la germinación de semillas de arroz (oryzasativa), cultivar lp-5 en Yara, provincia Granma (Original)’’, Redel. Revista Granmense de Desarrollo Local, vol. 5, no. 2, 29 de abril de 2021, pp. 120-131, ISSN 2664-3065.).

El porcentaje de germinación tuvo sus mayores valores en el cultivar INCA LP-5 y las Líneas 3 y 4, sin diferencias estadísticas entre ellas, aunque solo la Línea 2, junto a INCA LP-7, mostró el porcentaje más alto de plántulas normales y, en correspondencia a esto, las cifras menores de plantas anormales.

Se conoce que la calidad fisiológica de la semilla depende de múltiples factores que pueden afectarla, tales como retrasos en la cosecha, situación común en nuestras condiciones tropicales, deficiencias en el desarrollo de los cultivos, retrasos en el secado de la semilla, daños mecánicos durante la recolección y trilla o en el procesamiento, el almacenamiento bajo condiciones desfavorables, las afectaciones por patógenos, entre otras (33. Intriago Paredes, A.A. Evaluación de la calidad física y fisiológica de semillas de arroz (Oryza sativa) INIAP 16 en función de las épocas de cosecha. [en línea] [Diploma], Universidad Técnica Estatal de Quevedo, Ecuador, 2011, [Consultado: 19 de julio de 2023], Disponible en: <http://repositorio.uteq.edu.ec/handle/43000/2342>, [publisher: Quevedo : UTEQ].).

La germinación es el primer paso para el desarrollo de semillas en nuevas plantas, cuando las condiciones ambientales propicias desencadenan el crecimiento (1212. Chaichana, N. ‘‘Analysis of nutritional composition, antioxidant activity and callus induction of Oryza sativa cultivars Khumthan and Norprae.’’, ScienceAsia, vol. 45, no. 6, 2019, pp. 509-514, ISSN 1513-1874, DOI: 10.2306/scienceasia1513-1874.2019.45.509., 1313. Chaipanich, V.V.; Roberts, D.L.; Yenchon, S.; Te-chato, S. y Divakaran, M. ‘‘In vitro seed germination and plantlet regeneration of Vanilla siamensis: An endemic species in Thailand’’, ScienceAsia, vol. 46, no. 3, 2020, p. 315, ISSN 1513-1874, DOI: 10.2306/scienceasia1513-1874.2020.040.). En investigaciones realizadas con el cultivar INCA LP-5, donde se evaluó el efecto de extractos de sustancias húmicas en la germinación y el crecimiento de plántulas, se apreció para todos los tratamientos el efecto fisiológico deseado sobre la germinación (más del 90 % de las semillas germinaron), sin embargo, se comprobó que las diluciones empleadas de los extractos húmicos utilizados no afectaron el porcentaje de germinación de las semillas de arroz (88. Galbán-Méndez, J.M.; Martínez-Balmori, D.; González-Viera, D.; Galbán-Méndez, J.M.; Martínez-Balmori, D. y González-Viera, D. ‘‘Efecto de extractos de sustancias húmicas en la germinación y el crecimiento de plántulas de arroz (Oryza sativa L.), cv. INCA LP-5’’, Cultivos Tropicales, vol. 42, no. 1, marzo de 2021, ISSN 0258-5936, [Consultado: 19 de julio de 2023], Disponible en: <http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362021000100005&lng=es&nrm=iso&tlng=es>.).

En trabajos realizados en Brasil, donde evaluaron la germinación, se muestran los registros a los 15 días y los resultados mostraron que el porcentaje de plantas normales, anormales y de semillas no germinadas, así como la energía germinativa y las plantas fueron afectadas por el peso específico de las semillas (1414. Gómez Ibarra, R.A.; Kruger, R.D.; Pachecoy, M.I.; Herber, L.G.; Fontana, M.L.; Gómez Ibarra, R.A.; Kruger, R.D.; Pachecoy, M.I.; Herber, L.G. y Fontana, M.L. ‘‘Arroz: implicancia del peso específico de granos en la calidad de semillas’’, Fave. Sección ciencias agrarias, vol. 20, no. 2, diciembre de 2021, pp. 21-31, ISSN 1666-7719, DOI https://doi.org/10.14409/fa.v20i2.10622.).

Otros autores, en la búsqueda de la reducción de las pérdidas de productividad causadas por organismos patógenos, realizaron un ensayo con el objetivo de evaluar el potencial citogenotóxico de extractos acuosos de Syzygium aromaticum como posible tratamiento alternativo de semillas de quinua y descubrieron que variables como el índice de velocidad de germinación, la emergencia, el índice de velocidad de emergencia y la longitud de la raíz no mostraron diferencias significativas, en comparación con el tratamiento testigo (1515. Fernando Lidório, H.; Cardoso Sobrinho, J.; Farias Menegaes, J.; Russi Nunes, U.; de Senna Pereira, J.; Bosio Tedesco, S.; Arrué Melo, A. y Lorensi Leivas, A. ‘‘Cytogenotoxicity potential of Syzygium aromaticum extract, an alternative treatment for Chenopodium quinoa seed’’, Biotecnología Vegetal, vol. 20, no. 4, diciembre de 2020, pp. 290-297, ISSN 2074-8647, https://revista.ibp.co.cu/index.php/BV/article/view/679/pdf.).

Asimismo, al estudiar el factor tipo de secado, se obtuvo un mayor porcentaje de germinación (plántulas normales) con el secado a estufa (56,8%), que superó estadísticamente al secado al sol (37,6 %). Se confirmó, además, que los cultivares incrementaron el porcentaje de plántulas normales en función del incremento de los días de secado (1616. Julon, T. y Segundo, R. Determinación de la duración e intensidad de la latencia en semilla de arroz ( conquista, esperanza, fortaleza, capirona, ferom y moro) [en línea] [Diploma], Universidad Nacional de San Martin - Tarapoto, 2014, Disponible en: <http://hdl.handle.net/11458/659>.).

En otros trabajos sobre el tema, se ha encontrado que la masa del grano y el porcentaje de germinación (junto con la masa seca y la longitud de los brotes) eran las características principales responsables de las diferencias en la velocidad de germinación entre 50 variedades de arroz aromático (1717. Bhandarkar, S.; Sharm, B.; Parikh, M.; K Nair, S. y Gaurha, D. ‘‘Evaluation of variations in seed vigour characters of traditional aromatic rice (Oryza sativa L.) accessions of Chhattisgarh using multivariate technique’’, International Journal of Chemical Studies, vol. 6, no. 5, 1 de enero de 2018, pp. 348-353, https://www.chemijournal.com/archives/2018/vol6issue5/PartG/6-4-576-226.pdf.).

El índice de vigor sobresale en INCA LP-5, seguido de la Línea 2, con diferencias estadísticas entre ellas y las líneas 1, 3 y 4, junto al cultivar INCA LP-7, alcanzaron los índices más bajos.

En este sentido, varios autores plantean que el vigor de las semillas puede ser entendido como la suma de atributos que confiere a la semilla el potencial para germinar, emerger y establecer rápidamente una población adecuada de plántulas normales, bajo una amplia diversidad de condiciones ambientales. Generalmente, las semillas muy vigorosas tienen muchas ventajas en la producción agrícola, como resistencia a estreses adversos, emergencia rápida y mejora del rendimiento (1818. Guo, T.; Yang, J.; Li, D.; Sun, K.; Luo, L.; Xiao, W.; Wang, J.; Liu, Y.; Wang, S.; Wang, H. y Chen, Z. ‘‘Integrating GWAS, QTL, mapping and RNA-seq to identify candidate genes for seed vigor in rice (Oryza sativa L.)’’, Molecular Breeding, vol. 39, no. 6, 30 de mayo de 2019, p. 87, ISSN 1572-9788, DOI 10.1007/s11032-019-0993-4, https://link.springer.com/article/10.1007/s11032-019-0993-4.).

En estudios sobre la longevidad de las semillas de los genotipos de arroz, al analizar parámetros como la longitud de la plántula, su masa seca e índice de vigor de la plántula, se observa que estos parámetros disminuyen gradualmente entre los genotipos durante el tiempo de almacenamiento, lo que puede deberse a la diferencia genotípica inherente (1919. Kumar, V.; Opena, J.; Valencia, K.; Ho, T.; Son, N.; Donayre, D.K.; Janiya, J. y Johnson, D. ‘‘Rice Weed Management in Southeast Asia’’ [en línea], eds. Rao, A.N. y Matsumoto, H., Weed management in Rice in the Asian-Pacific Region, edit. Asian-Pacific Weed Science Society (APWSS); The Weed Science Society of Japan, Japan and Indian Society of Weed Science, India, 1 de septiembre de 2017, pp. 282-307, ISBN 978-81-931978-4-4, https://core.ac.uk/pdf/219475057.pdf, Disponible en: <https://www.researchgate.net/publication/336169908_Rice_Weed_Management_in_Southeast_Asia>.).

En la Figura 1 se observan los resultados del análisis de varianza para la longitud del coleóptilo y la radícula. Para la primera variable no existen diferencias significativas entre los genotipos, mientras que en la longitud de la radícula, INCA LP-5 mostró el mayor valor seguido de la Línea 2, superando ambas los 4 cm.

La International Seed Testing Association considera el proceso de germinación de una semilla como el establecimiento de un estado metabólicamente activo, manifestado fisiológicamente por la división celular y por la diferenciación. La primera expresión de este proceso es la emergencia de la radícula y se suele considerar que una semilla ha germinado cuando la radícula alcanza una longitud mayor de 3 mm (44. Rodríguez Quilón, I.; Adam, G. y Duran Altisent, J.M. ‘‘Ensayos de germinación y análisis de viabilidad y vigor en semillas’’, Agricultura Revista Agropecuaria, no. 912, noviembre de 2008, pp. 836-842, ISSN 0002-1334, https://oa.upm.es/45493/.).

Se plantea, además, que el arroz es único entre los cereales por su capacidad de germinar, no solo cuando está sumergido, sino también en condiciones anaeróbicas. La germinación de este bajo inmersión o anoxia se caracteriza por un coleóptilo más prolongado y un retraso en la emergencia de la radícula. En investigaciones donde se analizaron accesiones de arroz de tipo japónica templadas y tropicales se muestra una gran variabilidad en la longitud de los coleóptilos (2020. Nghi, K.N.; Tondelli, A.; Valè, G.; Tagliani, A.; Marè, C.; Perata, P. y Pucciariello, C. ‘‘Dissection of coleoptile elongation in japonica rice under submergence through integrated genome-wide association mapping and transcriptional analyses’’, Plant, Cell & Environment, vol. 42, no. 6, 2019, pp. 1832-1846, ISSN 1365-3040, DOI 10.1111/pce.13540.).

En trabajos realizados en Tailandia, cuando se evaluó la respuesta de la germinación de nueve cultivares de arroz bajo lluvia ácida simulada, los resultados mostraron que la germinación de la semilla de arroz disminuyó después de la exposición a este factor. La lluvia ácida redujo, significativamente, la longitud de la raíz de la plántula, la proporción de raíz a brote y las raíces de la corona por plántula (2121. Pradi Vendruscolo, E.; Alcântara Rodrigues, A.H.; Correa, S.R.; Seleguini, A.; Ferreira de Lima, S.; Pradi Vendruscolo, E.; Alcântara Rodrigues, A.H.; Correa, S.R.; Seleguini, A. y Ferreira de Lima, S. ‘‘Different soaking times and niacin concentrations affect yield of upland rice under water deficit conditions’’, Agronomía Colombiana, vol. 37, no. 2, agosto de 2019, pp. 166-172, ISSN 0120-9965, DOI 10.15446/agron.colomb.v37n2.72765.).

ENSAYO 2

El porcentaje de emergencia en el tiempo se grafica en la Figura 2, los testigos INCA LP-5 e INCA LP-7 alcanzaron el 50% de semillas emergidas a los 7 y 10 días, respectivamente, mientras que las líneas 1, 3 y 4 sobrepasaron esta cifra al día 9 y la línea 2 a los 11 días.

Para incrementar la producción es necesario la utilización de semillas de alta calidad, asociada a prácticas agronómicas correctas, sin embargo, actualmente, la tasa de utilización de semillas certificadas no alcanza los niveles demandados, situación similar se presenta en la producción de arroz en Cuba. Las semillas deterioradas poseen baja germinación y vigor, por consiguiente, tienden a producir plantas débiles con reducido potencial de rendimiento. Se presume que lotes de semillas de arroz con diferentes niveles de calidad fisiológica presentan desempeño diferenciando en la emergencia en campo y en la fase inicial del crecimiento de las plántulas (33. Intriago Paredes, A.A. Evaluación de la calidad física y fisiológica de semillas de arroz (Oryza sativa) INIAP 16 en función de las épocas de cosecha. [en línea] [Diploma], Universidad Técnica Estatal de Quevedo, Ecuador, 2011, [Consultado: 19 de julio de 2023], Disponible en: <http://repositorio.uteq.edu.ec/handle/43000/2342>, [publisher: Quevedo : UTEQ].).

Para todos los caracteres que se muestran en la Tabla 2, existen diferencias significativas entre tratamientos y el testigo INCA LP-5 supera estadísticamente al resto de los genotipos en todos ellos.

En la variable índice de velocidad de emergencia, la Línea 3 e INCA LP-7, sin diferencia significativa entre estas, fueron superiores a las líneas restantes. En otros trabajos, donde se estudia la influencia de la época de cosecha en el índice de velocidad de emergencia se obtuvo que las semillas cosechadas a los 25 días después de la floración presentaron los mayores valores, disminuyendo con el retraso en la cosecha del arroz (33. Intriago Paredes, A.A. Evaluación de la calidad física y fisiológica de semillas de arroz (Oryza sativa) INIAP 16 en función de las épocas de cosecha. [en línea] [Diploma], Universidad Técnica Estatal de Quevedo, Ecuador, 2011, [Consultado: 19 de julio de 2023], Disponible en: <http://repositorio.uteq.edu.ec/handle/43000/2342>, [publisher: Quevedo : UTEQ].).

En la variable porcentaje de emergencia, excepto la Línea 1, las demás no tuvieron diferencias con el testigo INCA LP-7 y todos fueron superados por INCA LP-5. En investigaciones realizadas con arroz rojo, aunque no se presentan diferencias en el porcentaje de emergencia entre este y los cultivares, el índice de la tasa de emergencia muestra que el arroz rojo emergió primero que las variedades. Estos resultados sugieren que la capacidad de interferencia que tiene el arroz rojo se debe, principalmente, a la alta velocidad con que germina, emerge y crece en los primeros estados de desarrollo de la planta (2222. Clavijo P., J. y Baker, J.B. ‘‘Germinación, emergencia y crecimiento temprano de arroz rojo y cuatro variedades de arroz’’, Agronomía Colombiana, vol. 5, 1988, pp. 3-7, https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/handle/unal/33770/20931-70783-1-PB.pdf?sequence=1., [Accepted: 2019-06-27T23:03:28Z].).

El coeficiente de velocidad de germinación mostró una diferencia significativa entre la mayoría de los genotipos. La Línea 1 fue superior a la Línea 3 e INCA LP-7 y estas, a su vez, lograron valores estadísticamente diferentes por encima de las Líneas 2 y 4.

La literatura consultada plantea que la clasificación de los genotipos, en cuanto a la velocidad de germinación, fue constante a lo largo de los años y las condiciones de disponibilidad de agua y las barreras a la absorción de agua, en la cáscara y el pericarpio, eran determinantes de la velocidad de germinación (2323. Chao, S.; Mitchell, J. y Fukai, S. ‘‘Factors Determining Genotypic Variation in the Speed of Rice Germination’’, Agronomy, vol. 11, no. 8, agosto de 2021, p. 1614, ISSN 2073-4395, DOI 10.3390/agronomy11081614.).

Otros trabajos señalan que, es probable, que las diferencias genotípicas en la velocidad de germinación, en condiciones favorables, tengan un gran efecto en el tiempo necesario para que las plántulas emerjan en el campo lo que, a su vez, tendría una implicación significativa en el vigor temprano y el rendimiento de grano en condiciones más secas (2424. Fukai, S. y Wade, L.J. ‘‘Chapter 2 - Rice’’ [en línea], eds. Sadras, V.O. y Calderini, D.F., Crop Physiology Case Histories for Major Crops, edit. Academic Press, Cambridge, USA, 1 de enero de 2021, pp. 44-97, ISBN 978-0-12-819194-1, [Consultado: 19 de julio de 2023], Disponible en: <https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128191941000025>.).

Por otra parte, algunos autores plantean que se requieren variedades con germinación rápida para un vigor temprano, particularmente cuando la sequía temprana puede afectar el rendimiento de grano y, también, en campos con malezas (2525. Yamane, K.; Garcia, R.; Imayoshi, K.; Mabesa-Telosa, R. c.; Banayo, N. p. m. c.; Vergara, G.; Yamauchi, A.; Sta.Cruz, P. y Kato, Y. ‘‘Seed vigour contributes to yield improvement in dry direct-seeded rainfed lowland rice’’, Annals of Applied Biology, vol. 172, no. 1, 2018, pp. 100-110, ISSN 1744-7348, DOI 10.1111/aab.12405., 1818. Guo, T.; Yang, J.; Li, D.; Sun, K.; Luo, L.; Xiao, W.; Wang, J.; Liu, Y.; Wang, S.; Wang, H. y Chen, Z. ‘‘Integrating GWAS, QTL, mapping and RNA-seq to identify candidate genes for seed vigor in rice (Oryza sativa L.)’’, Molecular Breeding, vol. 39, no. 6, 30 de mayo de 2019, p. 87, ISSN 1572-9788, DOI 10.1007/s11032-019-0993-4, https://link.springer.com/article/10.1007/s11032-019-0993-4.) . Otros sugieren que el porcentaje y la velocidad de germinación se reducen levemente cuando el arroz se cultivó con déficit hídrico (2626. Abdul Rahman, S.M. y Ellis, R.H. ‘‘Seed quality in rice is most sensitive to drought and high temperature in early seed development’’, Seed Science Research, vol. 29, no. 4, diciembre de 2019, pp. 238-249, ISSN 0960-2585, 1475-2735, DOI 10.1017/S0960258519000217.).

Location and general conditions of the tests

The work was carried out at the Genetic Improvement laboratory of the Scientific and Technological Unit of Los Palacios Base, belonging to the National Institute of Agricultural Sciences (INCA) in Los Palacios municipality, Pinar del Río province, Cuba. Seeds of six indica rice genotypes were used, four new lines obtained by hybridization in the institution itself and the INCA LP-5 and INCA LP-7 controls, of short and medium cycles, respectively.

TRIAL 1

The standard germination test was carried out under laboratory conditions, using Petri dishes of 9 cm in diameter and 1.5 cm in height, with 25 seeds per dish, with a completely randomized design and three replications, where the genotypes constituted the treatments. To maintain humidity conditions in the plates, filter paper was placed at the bottom of the plates and humidity conditions were maintained throughout the experiment by periodically adding distilled water. Germination was counted seven days after the initiation of the test and the seedlings obtained were evaluated, identifying the number of normal and abnormal seedlings. The length of the coleoptile and radicle of the normal seedlings per plate was also determined on the fifth day after sowing, these data are expressed in cm, and are considered an indicator of vigor.

The vigor index (Iv) was calculated with the values obtained in each evaluation using the formula $Iv=(Coleoptilegrowth+Radiclegrowth)x\%germination$ :

TRIAL 2

Sowing was carried out in 46 x 70 cm root ball trays at a rate of one seed per site with a 1:1 soil-organic matter substrate. The size of the alveoli is 2.5 x 2.5 cm, depth of 7.0 cm and the distance between seedlings was approximately 3 cm. Thirty seeds of each genotype were sown and a completely randomized design with three replications was used, the genotypes constituted the treatments. Seed emergence counts were performed for ten days and the following variables were evaluated:

x_i: number of seedlings emerged per day.

n_i: number of days after sowing.

n: number of counts.

Tg: Seed germination time.

Ni: Number of seeds germinated on day Di.

Di: Time elapsed since sowing.

Information analysis

For both tests, the methodology adapted by González and Orozco, 1996 (66. González Zertuche, L. y Orozco Segovia, A. ‘‘Métodos de análisis de datos en la germinación de semillas, un ejemplo: Manfreda brachystachya’’, Boletín de la Sociedad Botánica de México, no. 58, 1996, pp. 15-30, ISSN 0185-3619.) was used.

Variables expressed in percent were transformed (arcosen√(%)), because they did not comply with normality tests. The data obtained were processed by means of a simple rank analysis of variance (ANOVA), and the means were determined with the Duncan's Multiple Range Test at 5 %, using the STATGRAPHICS Plus v.5 statistical program.

TRIAL 1

The analysis of variance for germination percentages, normal and abnormal plants and vigor index showed significant differences among genotypes at a 95 % significance level (Table 1).

Germination analysis methods can be classified into descriptive and analytical, the former allowing a preliminary evaluation of the results, while the analytical methods consist of the application of mathematical functions that describe the germination behavior of the seeds. Descriptive methods are useful as a first step in the analysis; however, to objectively obtain average times and germination rates, the application of analytical methods is required, which has been studied by several authors in different crops (77. González-Amaya, L.J.; Pita, B.E.; Pinzón-Sandoval, E.H.; Cely, G.E.; Serrano, P.A.; González-Amaya, L.J.; Pita, B.E.; Pinzón-Sandoval, E.H.; Cely, G.E. y Serrano, P.A. ‘‘Efecto de tratamientos pregerminativos en semillas de Dianthus barbatus L. cv. ‘Purple’ bajo condiciones controladas’’, Revista de Ciencias Agrícolas, vol. 35, no. 1, junio de 2018, pp. 58-68, ISSN 0120-0135, DOI 10.22267/rcia.183501.83.-1111. Núñez, Á.C.; Rodríguez, S.R. y Hidalgo, D.M. ‘‘Evaluación de extractos vegetales en la germinación de semillas de arroz (oryzasativa), cultivar lp-5 en Yara, provincia Granma (Original)’’, Redel. Revista Granmense de Desarrollo Local, vol. 5, no. 2, 29 de abril de 2021, pp. 120-131, ISSN 2664-3065.).

The germination percentage achieved its highest values in the cultivar INCA LP-5 and Lines 3 and 4, without statistical differences between them, although only Line 2, together with INCA LP-7, showed the highest percentage of normal seedlings and, correspondingly, the lowest numbers of abnormal plants.

It is known that the physiological quality of the seed depends on multiple factors that can affect it, such as delays in harvesting, a common situation in our tropical conditions, deficiencies in crop development, and delays in seed drying, mechanical damage during harvesting and threshing or in processing, storage under unfavorable conditions, pathogenic affectations, among others (33. Intriago Paredes, A.A. Evaluación de la calidad física y fisiológica de semillas de arroz (Oryza sativa) INIAP 16 en función de las épocas de cosecha. [en línea] [Diploma], Universidad Técnica Estatal de Quevedo, Ecuador, 2011, [Consultado: 19 de julio de 2023], Disponible en: <http://repositorio.uteq.edu.ec/handle/43000/2342>, [publisher: Quevedo : UTEQ].).

Germination is the first step in the development of seeds into new plants when favorable environmental conditions trigger growth (1212. Chaichana, N. ‘‘Analysis of nutritional composition, antioxidant activity and callus induction of Oryza sativa cultivars Khumthan and Norprae.’’, ScienceAsia, vol. 45, no. 6, 2019, pp. 509-514, ISSN 1513-1874, DOI: 10.2306/scienceasia1513-1874.2019.45.509., 1313. Chaipanich, V.V.; Roberts, D.L.; Yenchon, S.; Te-chato, S. y Divakaran, M. ‘‘In vitro seed germination and plantlet regeneration of Vanilla siamensis: An endemic species in Thailand’’, ScienceAsia, vol. 46, no. 3, 2020, p. 315, ISSN 1513-1874, DOI: 10.2306/scienceasia1513-1874.2020.040.). In research carried out with the cultivar INCA LP-5, where the effect of extracts of humic substances on germination and seedling growth was evaluated, the desired physiological effect on germination was observed for all treatments (more than 90 % of seeds germinated), however, it was proved that the dilutions used of the humic extracts did not affect the germination percentage of rice seeds (88. Galbán-Méndez, J.M.; Martínez-Balmori, D.; González-Viera, D.; Galbán-Méndez, J.M.; Martínez-Balmori, D. y González-Viera, D. ‘‘Efecto de extractos de sustancias húmicas en la germinación y el crecimiento de plántulas de arroz (Oryza sativa L.), cv. INCA LP-5’’, Cultivos Tropicales, vol. 42, no. 1, marzo de 2021, ISSN 0258-5936, [Consultado: 19 de julio de 2023], Disponible en: <http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362021000100005&lng=es&nrm=iso&tlng=es>.).

In works carried out in Brazil, where germination was evaluated, the records at 15 days are shown, and the results showed that the percentage of normal plants, abnormal and non-germinated seeds, as well as the germination energy and plants were affected by the specific weight of the seeds (1414. Gómez Ibarra, R.A.; Kruger, R.D.; Pachecoy, M.I.; Herber, L.G.; Fontana, M.L.; Gómez Ibarra, R.A.; Kruger, R.D.; Pachecoy, M.I.; Herber, L.G. y Fontana, M.L. ‘‘Arroz: implicancia del peso específico de granos en la calidad de semillas’’, Fave. Sección ciencias agrarias, vol. 20, no. 2, diciembre de 2021, pp. 21-31, ISSN 1666-7719, DOI https://doi.org/10.14409/fa.v20i2.10622.).

Other authors, in the search for the reduction of productivity losses caused by pathogenic organisms, conducted a trial with the objective of evaluating the cytotoxic potential of aqueous extracts of Syzygium aromaticum as a possible alternative treatment of quinoa seeds and found that variables such as germination speed index, emergence, emergence speed index and root length did not show significant differences in comparison with the control treatment (1515. Fernando Lidório, H.; Cardoso Sobrinho, J.; Farias Menegaes, J.; Russi Nunes, U.; de Senna Pereira, J.; Bosio Tedesco, S.; Arrué Melo, A. y Lorensi Leivas, A. ‘‘Cytogenotoxicity potential of Syzygium aromaticum extract, an alternative treatment for Chenopodium quinoa seed’’, Biotecnología Vegetal, vol. 20, no. 4, diciembre de 2020, pp. 290-297, ISSN 2074-8647, https://revista.ibp.co.cu/index.php/BV/article/view/679/pdf.).

Likewise, when studying the drying type factor, a higher germination percentage (normal seedlings) was obtained with oven drying (56.8 %), which statistically surpassed sun drying (37.6 %). It was also confirmed that the cultivars increased the percentage of normal seedlings as a function of the increase in the days of drying (1616. Julon, T. y Segundo, R. Determinación de la duración e intensidad de la latencia en semilla de arroz ( conquista, esperanza, fortaleza, capirona, ferom y moro) [en línea] [Diploma], Universidad Nacional de San Martin - Tarapoto, 2014, Disponible en: <http://hdl.handle.net/11458/659>.).

In other works, on the subject, it has been found that grain weight and germination percentage (together with dry weight and shoot length) were the main characteristics responsible for the differences in germination speed among 50 aromatic rice varieties (1717. Bhandarkar, S.; Sharm, B.; Parikh, M.; K Nair, S. y Gaurha, D. ‘‘Evaluation of variations in seed vigour characters of traditional aromatic rice (Oryza sativa L.) accessions of Chhattisgarh using multivariate technique’’, International Journal of Chemical Studies, vol. 6, no. 5, 1 de enero de 2018, pp. 348-353, https://www.chemijournal.com/archives/2018/vol6issue5/PartG/6-4-576-226.pdf.).

The vigor index excels in INCA LP-5, followed by Line 2, with statistical differences among them, and lines 1, 3 and 4, together with the cultivar INCA LP-7, reached the lowest indexes.

In this sense, several authors state that seed vigor can be understood as the sum of attributes that confer to the seed the potential to germinate, emerge and quickly establish an adequate population of normal seedlings under a wide diversity of environmental conditions. Generally, very vigorous seeds have many advantages in agricultural production, such as resistance to adverse stresses, rapid emergence, and improved yield (1818. Guo, T.; Yang, J.; Li, D.; Sun, K.; Luo, L.; Xiao, W.; Wang, J.; Liu, Y.; Wang, S.; Wang, H. y Chen, Z. ‘‘Integrating GWAS, QTL, mapping and RNA-seq to identify candidate genes for seed vigor in rice (Oryza sativa L.)’’, Molecular Breeding, vol. 39, no. 6, 30 de mayo de 2019, p. 87, ISSN 1572-9788, DOI 10.1007/s11032-019-0993-4, https://link.springer.com/article/10.1007/s11032-019-0993-4.).

In studies on seed longevity of rice genotypes, when analyzing parameters such as seedling length, seedling dry weight, and seedling vigor index, it is observed that these parameters gradually decrease among genotypes during storage time, which may be due to inherent genotypic difference (1919. Kumar, V.; Opena, J.; Valencia, K.; Ho, T.; Son, N.; Donayre, D.K.; Janiya, J. y Johnson, D. ‘‘Rice Weed Management in Southeast Asia’’ [en línea], eds. Rao, A.N. y Matsumoto, H., Weed management in Rice in the Asian-Pacific Region, edit. Asian-Pacific Weed Science Society (APWSS); The Weed Science Society of Japan, Japan and Indian Society of Weed Science, India, 1 de septiembre de 2017, pp. 282-307, ISBN 978-81-931978-4-4, https://core.ac.uk/pdf/219475057.pdf, Disponible en: <https://www.researchgate.net/publication/336169908_Rice_Weed_Management_in_Southeast_Asia>.).

Figure 1 shows the results of the analysis of variance for coleoptile and radicle length. For the first variable there were no significant differences between genotypes, while for radicle length INCA LP-5 showed the highest value followed by Line 2, both exceeding 4 cm.

The International Seed Testing Association considers the germination process of a seed as the establishment of a metabolically active state, physiologically manifested by cell division and differentiation. The first expression of this process is the emergence of the radicle, and a seed is usually considered to have germinated when the radicle reaches a length greater than 3 mm (44. Rodríguez Quilón, I.; Adam, G. y Duran Altisent, J.M. ‘‘Ensayos de germinación y análisis de viabilidad y vigor en semillas’’, Agricultura Revista Agropecuaria, no. 912, noviembre de 2008, pp. 836-842, ISSN 0002-1334, https://oa.upm.es/45493/.).

It is also suggested that rice is unique among cereals in its ability to germinate not only when submerged but also under anaerobic conditions. Germination under submerged or anoxic conditions is characterized by a longer coleoptile and delayed radicle emergence. In researches where temperate and tropical japonica rice accessions were analyzed, a great variability in coleoptile length was shown (2020. Nghi, K.N.; Tondelli, A.; Valè, G.; Tagliani, A.; Marè, C.; Perata, P. y Pucciariello, C. ‘‘Dissection of coleoptile elongation in japonica rice under submergence through integrated genome-wide association mapping and transcriptional analyses’’, Plant, Cell & Environment, vol. 42, no. 6, 2019, pp. 1832-1846, ISSN 1365-3040, DOI 10.1111/pce.13540.).

In work conducted in Thailand, when the germination response of nine rice cultivars was evaluated under simulated acid rain, the results showed that rice seed germination decreased after exposure to this factor. Acid rain significantly reduced seedling root length, root-to-shoot ratio, and crown roots per seedling (2121. Pradi Vendruscolo, E.; Alcântara Rodrigues, A.H.; Correa, S.R.; Seleguini, A.; Ferreira de Lima, S.; Pradi Vendruscolo, E.; Alcântara Rodrigues, A.H.; Correa, S.R.; Seleguini, A. y Ferreira de Lima, S. ‘‘Different soaking times and niacin concentrations affect yield of upland rice under water deficit conditions’’, Agronomía Colombiana, vol. 37, no. 2, agosto de 2019, pp. 166-172, ISSN 0120-9965, DOI 10.15446/agron.colomb.v37n2.72765.).

TRIAL 2

The percentage of emergence over time is plotted in Figure 2, INCA LP-5 and INCA LP-7 controls reached 50 % of emerged seeds at 7 and 10 days, respectively, while lines 1, 3 and 4 exceeded this figure at day 9 and line 2 at 11 days.

To increase production it is necessary to use high quality seeds, associated with correct agronomic practices, however, currently the rate of use of certified seeds does not reach the demanded levels, a similar situation occurs in rice production in Cuba. Deteriorated seeds have low germination and vigor, therefore, they tend to produce weak plants with reduced yield potential. It is presumed that batches of rice seeds with different levels of physiological quality show differing performance in field emergence and in the initial phase of seedling growth (33. Intriago Paredes, A.A. Evaluación de la calidad física y fisiológica de semillas de arroz (Oryza sativa) INIAP 16 en función de las épocas de cosecha. [en línea] [Diploma], Universidad Técnica Estatal de Quevedo, Ecuador, 2011, [Consultado: 19 de julio de 2023], Disponible en: <http://repositorio.uteq.edu.ec/handle/43000/2342>, [publisher: Quevedo : UTEQ].).

For all the traits shown in Table 2, there are significant differences between treatments and the INCA LP-5 control statistically outperforms the rest of the genotypes in all of them.

Line 3 and INCA LP-7, with no significant difference between them, were superior to the remaining lines in the emergence speed index variable. In other studies on the influence of harvest time on the emergence speed index, it was found that seeds harvested 25 days after flowering presented the highest values, decreasing with the delay in rice harvest (33. Intriago Paredes, A.A. Evaluación de la calidad física y fisiológica de semillas de arroz (Oryza sativa) INIAP 16 en función de las épocas de cosecha. [en línea] [Diploma], Universidad Técnica Estatal de Quevedo, Ecuador, 2011, [Consultado: 19 de julio de 2023], Disponible en: <http://repositorio.uteq.edu.ec/handle/43000/2342>, [publisher: Quevedo : UTEQ].).

In the emergence percentage variable, except for Line 1, the others had no differences with the INCA LP-7 control and all were surpassed by INCA LP-5. In research conducted with red rice, although there are no differences in the percentage of emergence between this and the cultivars, the emergence rate index shows that the red rice emerged before the varieties. These results suggest that the interference capacity of red rice is mainly due to the high speed at which it germinates, emerges and grows in the early stages of plant development (2222. Clavijo P., J. y Baker, J.B. ‘‘Germinación, emergencia y crecimiento temprano de arroz rojo y cuatro variedades de arroz’’, Agronomía Colombiana, vol. 5, 1988, pp. 3-7, https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/handle/unal/33770/20931-70783-1-PB.pdf?sequence=1., [Accepted: 2019-06-27T23:03:28Z].).

The germination speed coefficient showed a significant difference among most genotypes. Line 1 was superior to Line 3 and INCA LP-7 and these in turn achieved statistically different values above Lines 2 and 4.

The literature consulted suggests that the ranking of genotypes, in terms of germination speed, was constant over the years and the conditions of water availability and barriers to water absorption, in the peel and pericarp, were important determinants of germination speed (2323. Chao, S.; Mitchell, J. y Fukai, S. ‘‘Factors Determining Genotypic Variation in the Speed of Rice Germination’’, Agronomy, vol. 11, no. 8, agosto de 2021, p. 1614, ISSN 2073-4395, DOI 10.3390/agronomy11081614.).

Other work indicates that genotypic differences in germination speed under favorable conditions are likely to have a large effect on the time required for seedlings to emerge in the field, which in turn would have a significant implication on early vigor and grain yield under drier conditions (2424. Fukai, S. y Wade, L.J. ‘‘Chapter 2 - Rice’’ [en línea], eds. Sadras, V.O. y Calderini, D.F., Crop Physiology Case Histories for Major Crops, edit. Academic Press, Cambridge, USA, 1 de enero de 2021, pp. 44-97, ISBN 978-0-12-819194-1, [Consultado: 19 de julio de 2023], Disponible en: <https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128191941000025>.).

On the other hand, some authors suggest that varieties with rapid germination are required for early vigor, particularly when early drought can affect grain yield and also in weedy fields (2525. Yamane, K.; Garcia, R.; Imayoshi, K.; Mabesa-Telosa, R. c.; Banayo, N. p. m. c.; Vergara, G.; Yamauchi, A.; Sta.Cruz, P. y Kato, Y. ‘‘Seed vigour contributes to yield improvement in dry direct-seeded rainfed lowland rice’’, Annals of Applied Biology, vol. 172, no. 1, 2018, pp. 100-110, ISSN 1744-7348, DOI 10.1111/aab.12405., 1818. Guo, T.; Yang, J.; Li, D.; Sun, K.; Luo, L.; Xiao, W.; Wang, J.; Liu, Y.; Wang, S.; Wang, H. y Chen, Z. ‘‘Integrating GWAS, QTL, mapping and RNA-seq to identify candidate genes for seed vigor in rice (Oryza sativa L.)’’, Molecular Breeding, vol. 39, no. 6, 30 de mayo de 2019, p. 87, ISSN 1572-9788, DOI 10.1007/s11032-019-0993-4, https://link.springer.com/article/10.1007/s11032-019-0993-4.). Others suggest that germination percentage and speed of germination are slightly reduced when rice was grown under water deficit (2626. Abdul Rahman, S.M. y Ellis, R.H. ‘‘Seed quality in rice is most sensitive to drought and high temperature in early seed development’’, Seed Science Research, vol. 29, no. 4, diciembre de 2019, pp. 238-249, ISSN 0960-2585, 1475-2735, DOI 10.1017/S0960258519000217.).