Utilización de la espectroscopía de reflectancia en el infrarrojo cercano (NIRS) para la identificación de semillas de leguminosas forrajeras y malezas objetables

Abstract

Las semillas de malezas objetables de los principales cultivos de leguminosas forrajeras en Uruguay se caracterizan por ser difíciles de separar en el proceso de limpieza de lotes de semillas. Su identificación y cuantificación es de carácter relevante para asegurar la calidad del lote de semillas. El objetivo de este trabajo es analizar las posibilidades de utilizar la tecnología NIRS (Reflectancia en el Infrarrojo Cercano) en el análisis de semillas. Para esto se plantearon dos experimentos: Experimento 1: Determinar la capacidad del NIRS para reconocer a nivel de especie las diferentes semillas de leguminosas forrajeras y malezas objetables. Experimento 2: Determinar la capacidad del NIRS de cuantificar semillas de malezas objetables en semillas de trébol blanco. En el experimento 1, se utilizaron semillas de 5 especies de leguminosas forrajeras (Medicago sativa, Lotus corniculatus, Trifolium repens, Trifolium pratense y Trifolium alexandrinum) que se obtuvieron de lotes de semilla Fundación procedentes de la Estación Experimental La Estanzuela y semillas de 15 especies de malezas objetables (Ammi visnaga, Ammi majus, Anthemis cotula, Apium leptophyllum, Carduus acanthoides, Centaurea calcitrapa, Cirsium vulgare, Coleostephus myconis, Echium plantagineum, Plantago lanceolata, Plantago myosurus, Rumex crispus, Rumex conglomeratus, Rumex pulcher y Silene gallica.) que se colectaron en el campo, se trillaron, maquinaron y purificaron bajo lupa para asegurar 99,9% de pureza física. Las muestras de semillas de las diferentes especies se analizaron con el instrumento NIRS 6500 (NIRSystem, Silver Spring, MD, USA). Se utilizaron muestras de 5 gramos de semillas de cada una de las especies con 4 repeticiones, a excepción de Anthemis cotula que se utilizaron 2 repeticiones. Con todos los datos de reflectancia para las muestras de semillas y el número de referencia para cada especie se desarrolló una ecuación de calibración que posteriormente se validó con un set de 20 muestras externas desconocidas por el instrumento NIRS (una para cada especie). En el experimento 2, se prepararon muestras de 2 gramos de Trifolium repens con diferentes contaminaciones (% en peso) de semillas de una misma maleza objetable. Este procedimiento se repitió para las diferentes malezas objetables. La metodología de análisis es la misma que la utilizada en el experimento 1. La diferencia es que se obtienen 15 ecuaciones de calibración y validación, una por cada maleza objetable utilizada como contaminante. Para desarrollar la ecuación de calibración (una por maleza) se utilizaron 4 repeticiones por cada contaminación. También se valida la ecuación con un set de muestras externas, para esto se utilizan 6 muestras (una para cada contaminación). Los resultados para el experimento 1 indican que el NIRS es capaz de identificar correctamente las semillas de leguminosas forrajeras a excepción de Medicago sativa e identificar correctamente las semillas de malezas objetables a excepción de Echium plantagineum, Rumex pulcher y Plantago myosurus. Los resultados para el experimento 2 indican que hubo una notoria diferencia en la habilidad del NIRS en identificar las diferentes semillas de malezas objetables usadas como contaminantes a diferentes concentraciones en trébol blanco. Se observa en general que el NIRS es capaz de diferenciar distintas purezas permitiendo diferenciar altas de bajas y presenta mayores dificultades en diferenciar purezas parecidas. Se logra una mejor predicción del porcentaje de pureza física de trébol blanco cuando se utilizan como contaminante las semillas de las malezas Anthemis cotula; Coleostephus myconis y Silene gallica.