ES2226837T3 - Medio de germinacion de semillas. - Google Patents

Abstract

Medio de germinación de semillas (2), que comprende una capa superior (4) formada a partir de un papel de seda con un peso de aproximadamente de 10 a 30 g/m2, estando recubierto o impregnado el papel de seda con un agente hidrófugo, de tal suerte que el papel de seda es permeable a los gases, pero sustancialmente impermeable al agua en forma líquida; una capa inferior (6) formada a partir de un material biodegradable que absorbe el agua; disponiéndose las semillas (8) por debajo de la capa superior; teniendo esta última eventualmente una pluralidad de perforaciones a fin de ayudar al rompimiento de la capa superior para permitir el crecimiento de plántulas nacidas de las semillas mediante germinación a través de la susodicha capa.

Description

Medio de germinación de semillas.

La invención se refiere a un medio de germinación de semillas para fomentar la germinación y establecimiento de semillas, especialmente en ambientes hostiles, en los que el agua, los nutrientes, el clima, la contaminación química y las condiciones del suelo podrían ser factores restrictivos.

Antecedentes de la invención

La desertificación, la salinización y la erosión del suelo son problemas significativos y crecientes en muchas partes del mundo. Generalmente están causados por el cambio climático, la población en rápido crecimiento, la escasez de agua y la pérdida de terreno agrícola para el desarrollo. Este proceso ejerce, muchas veces, una presión sin precedentes para la productividad incrementada partiendo de unos recursos de la tierra en disminución y no renovables. Con frecuencia esto da lugar a la contaminación del suelo con sales (procedentes de riego contaminado, agua subterránea y uso de abonos) que eventualmente hace imposible cultivar alimentos o, incluso, salvar cosechas. Esto, a su vez, acelera la degradación del suelo y lleva a la desertificación.

Uno de los pocos modos para anular la salinización consiste en regar los suelos contaminados con agua limpia para hacer desaparecer los contaminantes salinos. Muchas veces esto no resulta posible debido a la falta de agua pura. Una alternativa es establecer especies tolerantes a la sal (por ejemplo, pistacho, cebada y remolacha azucarera), luego minimizar el uso del agua y subsecuentemente "embeber" sales en las cosechas segadas. Este es un proceso gradual, que permitirá una gama más amplia de cosechas menos tolerantes ser cultivadas a plazo más largo.

Se han hecho varias propuestas para proveer medios de germinación de semillas, los cuales proveen a las semillas de agua, nutrientes y protección durante la fase de germinación.

La US-A-5,189,833 da a conocer una disposición, en la cual semillas de césped germinan en una capa delgada de medio cultivo pulverizado sobre una malla de polipropileno no tejido tendido sobre la parte superior de una membrana impermeable. Después de unos pocos días de germinación, la malla que lleva el medio portador de simientes, se puede levantar, enrollar y luego extender sobre un lecho de césped debidamente acondicionado y preparado. Se apreciará que este tipo de disposición no es apropiada ni adecuada para el cultivo de cosechas en condiciones ambientales adversas.

La solicitud de Patente australiana AU-A-81394/75 da a conocer una malla portadora de semillas, la cual comprende unas capas superior e inferior unidas entre sí con un adhesivo de látex, quedando unidas las semillas entre las capas. La capa inferiores un material permeable al agua, tal como paja, fibras de coco, musgo de turba o virutas de madera mientras que la capa superior o de cubrición está formada a base de materiales de una textura más fina que la capa inferior, tal como polvo de fibra de coco o serrín unidos entre sí mediante látex. La malla portadora de las semillas de AU-A-81394/75 se describe como siendo particularmente útil en la preparación de céspedes o prados.

La solicitud de Patente francesa FR-A-2505607 da a conocer un medio no laminar para la germinación de semillas, el cual comprende una capa plegada de un material plástico transparente, tal como polietileno, que tiene unido a los bordes de la cara inferior del mismo un medio portador de simientes soluble en el agua o degradable, tal como papel. En la práctica, las semillas germinan por debajo de la capa de plástico transparente ya medida que crecen las plántulas, alzan la capa transparente lejos del medio hidrosoluble / degradable. De este modo, la capa transparente se despliega gradualmente y se lleva hacia arriba por el crecimiento de las plántulas y, por consiguiente, permanece en su lugar sobre la parte superior de las plantas para mantener un efecto de invernadero.

La solicitud de Patente francesa FR-A-2440438 da a conocer un medio portador de semillas basado en la turba, el cual comprende una capa inferior formada de material fibroso permeable al agua, tal como fibras de celulosa o tela de muselina, una capa intermedia de turba que contiene las semillas y unos aditivos; y opcionalmente una capa superior que también es permeable al agua y puede estar formada a base de un material como, por ejemplo, muselina. Aunque la FR-A-2440438 manifiesta que los medios se consideran económicos para uso a gran escala, tal como plantaciones en regiones áridas, por ejemplo desiertos, también se pone de relieve que una ventaja del medio turboso comparado con las láminas de polietileno, es que permite la penetración del agua de lluvia.

La solicitud de Patente internacional WO-A-96/28010 da a conocer un medio de germinación de semillas en forma de hoja o lámina, que tiene unas capas superior e inferior y semillas dispuestas entre ellas. Las capas superior e inferior están formadas preferentemente de un material de papel biodegradable. A fin de ayudar al anclaje del medio en el suelo subyacente o, en el caso de zonas desérticas, arena, el medio se hiende longitudinalmente para permitir su extensión en sentido lateral a fin de formar una celosía o rejilla abierta. Sin embargo, se ha comprobado que un problema con la disposición de rejilla dada a conocer en la WO-A-96/28010 es que tiene tendencia a desecarse demasiado rápidamente. En particular, cuando se estira para ensanchar la rejilla, se elevan los bordes de las aberturas de la rejilla descubriendo la capa inferior del medio y aumentando la pérdida de agua. También el levantamiento de los bordes da por resultado el de las semillas lejos del suelo, que actúa inhibiendo la germinación de las plantas de semillas, posiblemente a través de formación de etileno en el medio.

La solicitud de Patente británica N° 1,566,161 da a conocer un medio de germinación de semillas, que comprende una capa superior formada partiendo de un papel que tiene un peso de 18 g/m^{2}, una capa inferior formada de un material biodegradable higroscópico y de semillas dispuestas entre ellas. Sin embargo, un problema con los medios de germinación de semillas de la GB 1,566,161 es que tienden a desecarse rápidamente en condiciones ambientales adversas.

La solicitud de Patente francesa FR 2,534,444 da a conocer un medio para la germinación de semillas, el cual comprende una capa de polietileno, por ejemplo, a la que se añaden en la cara inferior una o más tiras portadoras de semillas de un material sustancialmente soluble en el agua. Un cuidadoso posicionado de las tiras inferiores facilita el posicionamiento correcto de las semillas en depresiones formadas en el suelo preparado previamente. Una desventaja con el medio de germinación de semillas de la Patente FR 2,534,444 es que se requiere una gran cantidad de esfuerzo para colocar exactamente las semillas en posición en el suelo preparado previamente. El medio para la germinación de semillas de FR 2,534,444 no resulta idóneo para aplicaciones a gran escala.

Sumario de la invención

Es un objeto de la presente invención proveer un medio de germinación de semillas, que evite los problemas inherentes en muchos medios conocidos y que permita que las semillas germinen efectivamente dentro de un rango de diferentes tipos de medio ambiente, particularmente zonas áridas y semiáridas, en las cuales han arraigado la salinidación del suelo y la desertificación. Otro objeto de la invención consiste en proveer unos medios de ayuda a la germinación y desarrollo de plantas de semillas o plántulas en tierras contaminadas con materiales orgánicos e inorgánicos, tales como disolventes y metales pesados.

Por consiguiente, la invención provee un medio para la germinación de semillas, el cual comprende una capa superior formada a base de un papel de seda que tiene un peso de unos 10 a 30 g/m^{2} siendo revestido el papel de seda con un agente impermeable al agua, de manera que el papel de seda sea permeable a gases, pero sustancialmente impermeable al agua en forma líquida; una capa inferior formada a base de un material biodegradable higroscópico; disponiéndose las semillas por debajo de la capa superior; y la capa superior que tiene opcionalmente una pluralidad de perforaciones para ayudar al rompimiento de la capa superior para permitir que las plántulas que germinan partiendo de las semillas crezcan a través de la misma.

Aunque el término "medio de germinación de semillas" se emplee más arriba y en las reivindicaciones que acompañan a esta memoria, también se usan en la especificación los términos "matriz de semillas" y "malla de semillas", y ambos términos se consideran sinónimos del "medio de germinación de semillas" a no ser que el contexto indique otra cosa.

El medio de germinación de semillas de la invención es de estructura laminar y generalmente comprende unas capas unidas entre sí de manera que las capas no se pueden separar fácilmente sin destruirlas. A este respecto, los medios se distinguen de los medios dados a conocer en FR-A-2505607, que son de una disposición no laminar, en la cual las láminas u hojas superior e inferior se unen solamente en sus respectivos bordes, de tal modo que se puede levantar la lámina superior alejándola de la lámina inferior mediante la acción de la planta en crecimiento.

La capa superior opcionalmente tiene una pluralidad de perforaciones, a través de las cuales podrán crecer las plántulas. Esta clase de perforaciones se prefiere cuando las plántulas son de una naturaleza más delicada o menos robusta, y son insuficientemente fuertes para forzar su camino a través de la capa superior. Sin embargo, cuando las plántulas son de una naturaleza más robusta y suficientemente fuertes para abrirse paso a través de la capa superior, se podrían omitir las perforaciones.

La capa inferior también se puede proveer de una pluralidad de perforaciones para permitir que las raíces que emergen de las semillas crezcan a través de ella.

El papel de seda recubierto, a base del cual se forma la capa superior, será parcialmente permeable al vapor de agua, pero, sin embargo, proveerá algunas propiedades de barrera con respecto al vapor de agua. Una función principal de la capa superior es minimizar la pérdida de agua del medio a través de evaporación y mantener las semillas en posición cuando se exponen al viento, lluvia o riego intenso.

El término "papel de seda", como se emplea aquí, se refiere a un material de peso ligero con una resistencia mecánica relativamente escasa que, por lo general, tiene un peso de aproximadamente 10 a 30 g/m^{2}, más habitualmente de 15 a 25 g/m^{2}, por ejemplo desde 17 g/m^{2} hasta 24 g/m^{2}. El papel de seda generalmente tiene suficiente resistencia mecánica para permitirle mantenerse intacto durante su fabricación y colocación, pero, de preferencia, es suficientemente débil cuando se humedece para permitir que las plántulas más fuertes crezcan a través del mismo. Para grados más fuertes o gramajes de papel de seda, por ejemplo papeles en los extremos superiores de los gramajes o gamas de peso consignados más arriba, podrían estar presentes en la capa superior unas perforaciones para ayudar al crecimiento de las plantas de semillas, particularmente cuando las plantas son de insuficiente fuerza para abrirse paso o "punzonar" a través del papel de seda.

El papel de seda se puede satinar para dar una superficie pulida y un ejemplo de un papel satinado es el papel de sulfiro que se puede adquirir en Kruger Tissue, Church Stretton, Stropshire, U.K.

A fin de prever las necesarias propiedades de impermeabilización al agua, el papel de seda se puede recubrir con un material hidrófugo, tal como una cera o revestimiento polímero permeable a los gases. En general, el recubrimiento de agente hidrófugo es relativamente delgado, por ejemplo de menos de unas 10 micras de espesor. Se selecciona la capa delgada de material hidrófugo a fin de dar unas propiedades hidrófugas durante un corto periodo de tiempo hasta que la plántula se asiente, pero contribuye relativamente poco si, en todo caso, a la resistencia o solidez del papel de seda. Ejemplos de polímeros hidrófugos incluyen polímeros bioerosionables y/o polímeros, que se hidrolizan o, sino, se disgregan lentamente en presencia de agua, aire, luz ultravioleta o calor, o bajo la acción de un ataque microbiano. En el caso de una forma de realización alternativa, el papel de seda se puede impregnar con un material hidrófugo, por ejemplo un adhesivo hidrófugo (tal como "Mystolene PS" que se puede adquirir en Catomance PLC, UK), el cual puede contener un polímero hidrófugo como queda definido anteriormente.

Las capas superior e inferior se unen generalmente entre sí por medio de un adhesivo. El adhesivo suele ser uno que es no fitósico y muy preferentemente es con base de agua. Ejemplos de este tipo de adhesivos son el almidón, los derivados de almidón, alcohol polivinilo (PVA) y etileno vinilo acetato (EVA), facultativamente en combinación con otros adhesivos. El adhesivo puede ser aplicado de tal manera y en una tal cantidad que impregne la capa superior proveyendo unas propiedades hidrófugas a la capa superior. Cuando el adhesivo en sí es de una capacidad hidrófuga insuficiente, se le puede añadir un agente hidrófugo. El adhesivo es, preferentemente, uno que sea biodegradable o bioerosionable.

La capa inferior es una capa absorbente, que se puede hacer partiendo de una amplia gama de materiales biodegradable, incluyendo papel verjurado o acanillado al aire, por ejemplo, un papel verjurado unido por medio de látex, por ejemplo un papel formado a base de pulpa de borra y un aglomerante de látex; papel de desecho o reciclado; u otros basados en fibras o desperdicios. La selección de un adecuado material absorbente para la capa inferior dependerá del coste, disponibilidad de materias primas y de agua para el riego; del tipo de suela, método de riego, grado de capilaridad requerida y la cantidad de agua que debe ser retenida en el medio para facilitar el afianzamiento de la planta de semilla o plántula. En el caso de una forma de realización preferida, se usa papel verjurado al aire, de 38-150 g/m^{2}, para formar la capa inferior, este tipo de forma de material se puede adquirir en Walkisoft of Steinfurt, Alemania. Estos papeles verjurados contienen, por lo general, aproximadamente un 85% de pulpa de borra y un 15% de aglomerante de látex aunque se pueden emplear mayores o menores cantidades de aglomerante como se desee. Cuando la disponibilidad de agua no es un factor limitador, la capa inferior podría ser relativamente no absorbente, por ejemplo, se podría estar formada partiendo de papel para periódicos u otro material reciclado.

La capa inferior puede ser una simple capa o puede comprender una pluralidad de dos, tres o cuatro capas, por ejemplo. Como ocurre con la capa superior, la capa inferior puede estar perforada para ayudar a la penetración de raíces, que emergen de las semillas, aunque con plantas que presentan un crecimiento de las raíces fuerte, esto pudiera ser innecesario. La capa superior y/o la capa inferior se pueden colorear ventajosamente o tratar para manipular las condiciones climáticas (por ejemplo para absorber o reflejar calor) y para suprimir el crecimiento de malas hierbas por debajo del medio. Por ejemplo, el medio o, al menos, las superficies del mismo se pueden proveer en una variedad de colores para ayudar al calentamiento / enfriamiento del suelo o para excluir la luz a fin de suprimir las malas hierbas y ayudar al afianzamiento de la planta. El medio podrá tener diferentes colores en sus superficies superior e inferior para aumentar o reducir la absorción de la radiación en una superficie y producir el efecto opuesto en su otra superficie.

A fin de maximizar la supresión de malas hierbas, las perforaciones en las capas superior e inferior no son coincidentes preferentemente, asegurando de esta forma que el medio no se pueda expandir para formar una rejilla o retícula en la manera dada a conocer en WO-A-96/28010 y, por consiguiente, previniendo las malas hierbas, que crecen a través de las mismas. Las perforaciones pueden ser unos agujeros o rajas de cualquier forma, pero en la capa superior, de preferencia presentan la forma de ranuras. Las capas superior e inferior pueden tener diferentes números de perforaciones, y las perforaciones en las respectivas capas pueden ser de la misma forma general o de una forma diferente. En general, la ubicación y tamaño de las perforaciones y cortes dependerán del tamaño, forma y tipo de las semillas.

Además de las semillas, se puede colocar una gama de materiales discrecionales por debajo de la capa superior.

Por ejemplo, fertilizantes o abonos, micro nutrientes (tales como zinc, cobre, boro y extractos de algas marinas), vitaminas, ácido húmico, algas yodíferas y sus cenizas, azúcares, aminoácidos, estimuladores del crecimiento de las plantas y hormonas, reguladores de pH tales como cal y azufre, agentes aglutinantes de las sales, tales como yeso (sulfato cálcico) y absorbentes tales como carbón activado se pueden incorporar al medio bien sea mediante formulación con el adhesivo o mediante aplicación directa a una u otra de las superficies interiores como un gránulo de spray o polvo de spray. Los agentes reguladores del pH se pueden usar para regular la acidez del ambiente inmediato y agentes tales como el yeso y el carbón vegetal activado pueden minimizar el impacto de contaminantes químicos adversos y de sal en el suelo o medio, así como para mejorar la germinación, y/o para ayudar y acelerar la fijación de la planta. Compuestos aglomerantes de sales, compuestos de tamponado y de regulación del pH y absorbentes se aplican generalmente entre unos 20 g/m^{2} y 200 g/m^{2} más habitualmente de 50 a 150 g/m^{2} por ejemplo, aproximadamente 100 g/m^{2}. En el caso del absorbente, carbón activado, se usan, por lo general, concentraciones más bajas.

El tamponado y otros agentes químicos u orgánicos proveen unos medios de contrarrestar el impacto de los contaminantes químicos adversos en el suelo o medio, así como así como mejorar la germinación y/o ayudar y acelerar la fijación de la planta. Así pues, por ejemplo, la cal provee un tampón contra bajo pH, el yeso provee un medio de contrarrestar la elevada salinidad mientras que los minerales arcillosos tales como zeolita, caolinita, bentonita cálcica y montmorillonita contrarrestan los altos niveles de abono o de contaminación química en el suelo.

Se podrían añadir el medio abonos y micro nutrientes bien sea mediante incorporación al adhesivo o aplicarse directamente a una u otra de las superficies interiores, como un spray, gránulo o polvo. Si se aplica en altos niveles, los fertilizantes o abonos producirán un alto nivel de EC (electro conductividad) en el medio, lo cual agostará y matará a las plántulas emergentes. En consecuencia, la concentración de aplicación, el tipo de abono utilizado y el régimen de liberación requieren generalmente un control cuidadoso. Típicamente, se usan abonos con base de sustancias orgánicas ya que este tipo de abonos liberan nitrógeno más lentamente permitiendo la inclusión de unas concentraciones más elevadas en el medio sin riesgo de daño a las plántulas o plantas de semillero. Una aplicación típica sería de un material granular, con base de sustancias orgánicas, entre 10 y 100 gramos por metro cuadrado (g/m^{2}), más típicamente 30-80 g/m^{2}. Los fertilizantes pueden variar considerablemente en sus contenidos de potasio, fósforo y nitrógeno, pero un abono eficaz en el medio de la invención contiene un 16% de nitrógeno, un 10% fósforo y un 10% de potasio más micro nutrientes.

Se pueden incluir hidrorretenedores y agentes de humectación, que pueden ser materiales sintéticos o naturales (tales como minerales arcilloso, por ejemplo, bentonita sódica - que se puede aplicar hasta 100 g/m^{2} - o productos de gelatina, o agentes surfactivos tales como surfactivos no iónicos, aniónicos, catiónicos y antotéricos u otros auxiliares de la humectación) para incrementar la higroscopia del medio. Ejemplos de esta clase de sustancias hidrorretenedoras incluyen geles polímeros tales como geles de oxitileno (PEO), geles de sílice y los llamados "súper absorbentes", tales como polímeros acrílicos súper absorbentes (por ejemplo poliacrilamida), que se podrán agregar al medio entre 5 y 100 g/m^{2}, de preferencia, de 10 a 40 g/m^{2}, por ejemplo, hasta unos 30 g/m^{2} en función del uso. La poliacrilamida para uso agrícola se puede adquirir en una gama de proveedores, incluyendo, por ejemplo, la firma Gloveroft Ltd. Los geles de polioxitileno, que se prefieren particularmente en ambientes muy hostiles, tales como suelos altamente salinos, se pueden obtener de la firma SmartTech Ltd. De Glasgow, U.K., siendo un gel particular de PEO (polioxietileno) polietileno degradado óxido copoliuretano hidrogel.

En el caso de agentes de humectación, estos ayudan a dispersar el agua a través del medio, y permiten el empleo de formas de papel u otro substrato menos absorbentes.

Por lo tanto, una ventaja del medio para la germinación de semillas de la invención, es que mejoran la utilización de agua. Como tales, pueden ser usados para reducir la demanda de agua en situaciones (como, por ejemplo, el cultivo de arroz) en las que normalmente pudieran necesitarse cantidades de agua relativamente grandes para permitir la realización de la germinación o para suprimir el crecimiento de malas hierbas. Además, no sólo se puede utilizar el medio de la invención de germinación de semillas ventajosamente para facilitar la realización del cultivo o crecimiento en terrenos hostiles, sino que también se puede usar en condiciones mas benignas, por ejemplo en agricultura y horticultura, por ejemplo en el cultivo de maíz, soja y hortalizas para ensaladas.

Se pueden incorporar por debajo de la capa superior y preferentemente entre las capas pesticidas (por ejemplo, herbicidas, funguicidas, insecticidas y nematicidas). Aunque se pueden usar semillas tratadas con pesticidas / micro nutrientes, los pesticidas se pueden incorporar al medio alternativo o adicionalmente o absorberse en el mismo. Esto podría reducir la concentración de pesticida (y fertilizante) en contacto directo con la semilla permitiendo el uso de una gama mas amplia de productos en proporciones más elevadas sin causar fitotoxicidad, reduciendo la necesidad de aplicaciones en el campo y dosis de ingrediente activo.

Las semillas y con carácter optativo los agentes de siembra tales como los agentes de propagación de origen vegetal, animal o fúngico se pueden unir o mantener mediante presión física a una densidad predeterminada entre las capas del medio. La densidad de siembra dependerá, por lo general, de la población de plantas requerida y de los factores ambientales o de campo, por ejemplo. Las semillas pueden ser tratadas ventajosamente con pesticidas del tipo referido al indicado más arriba.

En aquellos casos en los que la capa inferior se forme de una pluralidad de láminas u hojas, cada capa por separado se puede impregnar con un diferente aditivo. Así pues, por ejemplo, una lámina superior puede llevar las semillas mientras que los nutrientes de la planta se pueden llevar por una lámina subyacente.

Se podrán usar agentes biológicos tales como esporas bacterianas y agentes de propagación de hongos (por ejemplo, micorrizas) u otros agentes de propagación para estimular el afianzamiento de la planta en medios hostiles y/o proveer un medio de biodegradación de las capas superior e inferior. Las bacterias y los hongos del suelo pueden taponar plántulas contra los contaminantes del suelo (por ejemplo, metales pesados) y se podrían incorporar para atacar las capas superior y/o inferior a fin de fomentar la destrucción y la rotura a través de las plántulas. Los agentes biológicos típicos podrían incluir una cualquiera o más de lo siguiente:

(a)

hongos micorrizas vesiculares arbusculares que formarán asociaciones simbióticas con las raíces emergentes y las bacterias del suelo para estimular el establecimiento, en especial en condiciones extremas (por ejemplo, Micro Manufacture by Plant Health Care Inc. o Symbio Limited de Great Bookham, R.U.);

(b)

Pseudomonas spp. que fijan el nitrógeno y estimularán la germinación de semillas;

(c)

Bacillus spp. Para aumentar la siembra y estimular el desarrollo de materia orgánica en el suelo;

(d)

Streptomicetaceas spp. o Trichoderna spp. para desalentar la formación de enfermedad en el medio;

(e)

Otras bacterias para la solubilización del fósforo y nitrificantes; y

(f)

Bacterias u hongos reproducidos o seleccionados para inmovilizar, solubilizar o inactivar una gama específica de contaminantes del suelo, tales como hidrocarburos, sustancias tóxicas, por ejemplo, cianuro y metales pesados; y

(g)

Otros microorganismos que degradan la celulosa, el almidón y otros polisacáridos.

Las mezclas de activadores bacterianos del crecimiento de las plantas, que se pueden utilizar en el medio de germinación de semillas, de la invención, incluyen productos disponibles en el comercio, tales como "biopPak" (fabricado por Plant Health Care Inc.) y "orgánica" Activador de crecimiento de las plantas (fabricado por Organica Ltd.).

Dependiendo de los materiales usados, de la unión de las capas superior e inferior se puede crear un efecto translaminar, que acrecienta el desplazamiento del agua a través del medio procedente de una fuente de riego. El uso de una capa semi-impermeable en la parte superior reduce la pérdida de agua procedente de la capa absorbente, los súper absorbentes entre las capas reducen la demanda de agua.

El medio de la invención se puede proveer con y/o en unión con tubos de riego. Por ejemplo, uno o más tubos de riego se pueden insertar o intercalar entre las capas superior e inferior o unir a una o ambas superficies exteriores del medio. Los tubos de riego se pueden utilizar juntamente con bombas solares, por ejemplo, o bombas mecánicas termo sensibles, que regulan la distribución del agua de acuerdo con los requisitos del medio en un conjunto dado de condiciones ambientales. Los tubos de riego útiles en el medio de la invención pueden incluir tubos de riego por goteo, que pueden ser tubos polímeros con unas perforaciones a lo largo de su longitud, o tubos formados mediante el plegado de láminas de un material polímero tal como polietileno y soldando por puntos los bordes para formar una juntura permeable a través de la cual puede escapar agua durante su uso.

El medio de la invención se puede proveer de unos medios de refuerzo para incrementar su resistencia física. Los medios de refuerzo se pueden hacer suficientemente robustos para permitir el uso del medio como un medio de anclaje a tierra en, por ejemplo, aplicaciones de ingeniería civil, por ejemplo, en el refuerzo de taludes, orillas o riberas. En el caso de una forma de realización, los medios de refuerzo pueden tomar la forma de una malla o red hecha a base de un metal o material plástico, o puede tomar la forma de un refuerzo fibroso, tal como una malla fibrosa.

Cuando están presentes los medios de refuerzo se aseguran preferentemente a la superficie superior del medio, por ejemplo mediante unión por adhesivo. Al asegurar los medios de refuerzo a la superficie exterior, el medio se mantiene firmemente en su sitio o emplazamiento. Además, los tubos de riego se pueden colocar entre los medios de refuerzo y el medio, manteniendo en su sitio los medios de refuerzo a los tubos de riego por tanto tiempo como se necesite, para facilitar el mantenimiento a largo plazo. Una aplicación concreta de una disposición estructural de esta naturaleza consiste en la estabilización y mantenimiento de terraplenes empinados o, si no, inestables, tales como terraplenes para carreteras y vías férreas, o estériles de minería o como una cubrición sobre vertederos de residuos.

Un medio reforzado o no reforzado se puede usar para estabilizar una superficie de terreno, pero en tales casos como terraplenes (por ejemplo terraplenes de arcenes), donde el terreno pudiera ser particularmente inestable, podría resultar preferible el medio reforzado.

La humedad procedente de adhesivos aplicados durante la fabricación podría ser absorbida inicialmente en la capa inferior y cualesquiera súper absorbentes presentes y el agua absorbida pudieran ser embebidos subsiguientemente por las semillas que conducen a un grado de pregerminación. Como una alternativa para alentar o fomentar la pregerminación en esta forma, las semillas podrían ser pretatadas antes de la fabricación para embeber previamente la humedad mediante una o más de una serie de técnicas, que incluyen fermentación y tratamiento químico. La ventaja de regerminar las semillas estriba en que reduce grandemente el tiempo de afianzamiento de la planta, y reduce la necesidad de humedad después de su colocación, sin detrimento a la semilla. Sin embargo, donde las semillas están regerminadas, se debe cuidar (por ejemplo, mediante tratamiento de las semillas o regulación de la humedad) de evitar el ataque fúngico y/o microbiano sobre las semillas o el deterioro fisiológico.

Breve descripción de los dibujos

Ahora se ilustrará la invención, pero no se limitará por referencia a los modos de realización representados en los dibujos anexos, de los cuales:

La figura 1 es una vista desde un lado de una longitud del medio, de acuerdo con una forma de realización de la invención;

La figura 2 es un alzado en corte vertical a lo largo de la línea I-I en la figura 1;

La figura 3 es una vista parcial en sección o corte transversal esquemática, que ilustra el empleo del medio;

La figura 4 es un alzado lateral esquemático de un aparato para fabricar un medio del tipo representado en las figuras 1 y 2;

La figura 5a es una vista lateral de un rodillo porta cuchillas del tipo utilizado en el aparato de la figura 4;

La figura 5b ilustra esquemáticamente la disposición de la semilla y los deflectores de guía aditivos y su relación espacial con el rodillo porta cuchillas de la figura 5a.

La figura 6 es una vista esquemática frontal, que ilustra el medio de la invención instalado en el substrato del suelo; y

La figura 7 es una vista esquemática frontal, que ilustra una disposición alternativa en un substrato del suelo.

Descripción detallada de las formas de realización preferentes

Con referencia ahora a las figuras 1 y 2, un medio 2 de conformidad con una forma de realización de la invención comprende una capa superior 4 y una capa inferior 6. La capa superior 4 está formada a base de un papel de seda de peso ligero, que en el caso de esta forma de realización presenta un gramaje de 22 gramos por metro cuadrado de papel de sulfito (disponible en la firma Kruger Tissue Group), el cual es permeable a los gases, y parcialmente permeable al vapor de agua. La superficie de la capa de papel de seda se trata con un recubrimiento de una cera durante la elaboración del medio de germinación a fin de volverlo impermeable al agua en forma líquida. La capa inferior 6 está formada a base de un gramaje de 38-150 g/m^{2} de papel verjurado o encanillado al aire, tal como el papel verjurado de 38g, que se puede adquirir en la firma Walkisoft GMBH, Steinfurt, Alemania.

Dispuestas entre las capas superior e inferior 4, 6 están las semillas 8, las cuales se podrán recubrir contativamente (por ejemplo, con uno o más pesticidas). También se pueden disponer entre las capas otros agentes deseables, siendo ejemplos de los mismos las sustancias súper absorbentes para aumentar la capacidad del medio de llevar / retener agua (tal como "Gel de intumescencia" - adquirible en la Firma Glowcroft Ltd., Gloucester, R.U.) agentes de taponamiento y bacterias y hongos benéficos, como quedan descritos más arriba.

Las capas superior e inferior 4, 6 se unen entre sí por medio de una capa de adhesivo 10, que, en el caso de esta forma de realización, comprende PVA (alcohol polivinílico): El PVA puede contener uno o más agentes, tales como pesticidas (por ejemplo, herbicidas, funguicidas, insecticidas, nematicidas), micro nutrientes de la planta (tales como zinc, cobre, boro), abonos o fertilizantes orgánicos e inorgánicos, reguladores del crecimiento de las plantas (por ejemplo, extracto de algas marinas), estimuladores del crecimiento de las plantas y hormonas, agentes de taponado y reguladores del pH (por ejemplo, cal y azufre), y agentes aglutinantes de las sales tales como yeso (sulfato cálcico) y especies microbianas beneficiosas al crecimiento de las plantas y desarrollo y/o que degradan la celulosa u otros polisacáridos a fin de efectuar una biodegradación controlada de las dos capas de papel.

El adhesivo se puede aplicar en una tal manera y en una tal cantidad remojarse o empaparse en la capa superior (4), proveyendo, de este modo, a la capa superior de unas propiedades hidrófugas, al menos temporalmente.

En el caso de que el adhesivo por sí no proporcione las deseadas propiedades hidrófugas, se puede incluir en el adhesivo unos aditivos hidrófugos tales como resina de coleóptero. En el caso de que se provea la hidrofugación mediante el adhesivo que penetra en la capa superior, se podría omitir el recubrimiento hidrófugo referido a lo anterior.

Tanto la capa superior como la capa inferior 4, 6 están perforadas por una serie de hendiduras, siendo designadas las hendiduras en la capa superior 4 por el número 12 en la figura 2, y no siendo representadas las ranuras en la capa inferior 6. Las hendiduras en las capas superior e inferior 4, 6 no coinciden y, por consiguiente, el medio no se puede ensanchar en una forma de celosía o enrejado en la manera del medio representado en WO 96/28010. Las hendiduras proveen unas líneas de debilidad en las capas, lo que permite el rompimiento de las capas por las plántulas emergentes de manera que estas últimas pueden crecer a través de las mismas. Si se desea, se puede prescindir de las hendiduras en la capa inferior 6.

En las figuras 4 y 5 se representa un aparato para fabricar el medio de las figuras 1 y 2. Así pues, el aparato comprende un bastidor 20 al cual se fija giratoriamente un husillo o árbol 22, sobre el cual se monta un rollo 24 del papel verjurado al aire, que constituirá la capa inferior 6; y un husillo y núcleo del rollo 26, sobre el cual se recoge el medio acabado. Colocados entre los husillos 22 y 26, en secuencia, hay un rodillo aplicador de adhesivo 28, unos rodillos conductores o de guía 29, una estación de siembra con tambor 30, una primera estación pulverizadora hidrófuga 40, y con carácter optativo un par de rodillos o cilindros porta cuchillas 42 (que se pueden omitir sino se necesitan perforaciones en la capa inferior o si los rodillos o cilindros laminadores en la estación de unión están provistos de cuchillas). Una tolva distribuidora de semillas 56 y un aplicador de gránulos 58 van montados encima de la primera cinta continua (web) inmediatamente aguas arriba de la estación de unión y se conectan a los deflectores 34 por medio de unas vertederas 60 y 62 respectivamente. La tolva distribuidora de semillas 56 se podría utilizar como una alternativa a la estación de siembra con tambor 30 o como un medio adicional de introducir semillas en el medio.

Montado encima del husillo recogedor del producto 26 hay un husillo 46, sobre el cual va montado un rollo 48 de papel de seda, de peso ligero, que formará la capa superior 4. Dispuestos entre el husillo 46 y los cilindros laminadores en la estación de unión hay un rodillo aplicador de adhesivo 50, unos rodillos de guía 51 y una boquilla rociadora de adhesivo 52 conectada a un suministro de adhesivo acuoso (no representado).

En la práctica, un rollo continuo (web) 100 del papel verjurado al aire se arrastra a través de la máquina por medio de un eje conductor motorizado en el husillo recogedor del producto 26. La cinta continua (web) 100 se lleva alrededor del rodillo aplicador del adhesivo 28, de tal manera que se aplica una película delgada de adhesivo a la cinta continua (web) y luego pasa por debajo del tambor de siembra 30, donde las semillas se depositan en la cinta continua (web) 100 desde el tambor. Después la cinta continua (web) se desplaza a lo largo por debajo de los deflectores 34, en los que se distribuyen desde el aplicador de gránulos 58 unos gránulos de una composición que contiene un polímero súper absorbente, otros aditivos deseados, tales como taponadores y especies microbianas beneficiosas. En este momento, como una alternativa (o adición) al uso del sembrador del tambor 30, la tolva distribuidora de semillas 55 se podría emplear para depositar las semillas en la cinta continua (web). Los deflectores 34 sirven para guiar los gránulos y semillas en filas o hileras paralelas longitudinales.

En la estación de unión 36, la cinta continua (web) 102, que forma la capa superior del medio, converge con la cinta continua (web) 100, la cual ha sido recubierta previamente con un adhesivo por medio del aplicador de adhesivo y el aplicador rociador o pulverizador de adhesivo. Las dos cintas continuas (webs) 100 y 102 se arrastran entre los rodillos o cilindros 38 y se comprimen para unirlas entre sí. Si se usan cilindros o rodillos planos en la estación de unión 36, las dos cintas continuas (webs) se unirán entre sí alrededor o a través de toda su anchura. Sin embargo, se prefiere que se use un rodillo del tipo representado en la figura 5a, en cuyo caso la compresión y la unión se efectúan en líneas espaciadas a través de la anchura de las cintas continuas (webs). Merced a la configuración correcta de los rodillos 36 y deflectores 34, se pueden introducir en la cinta continua (web) en hileras las semillas y otros materiales, de tal modo que se realizan la compresión y laminación a uno y otro lado de la hilera. Esto previene cualquier daño a las semillas debido a la acción de los rodillos o cilindros, y también garantiza que se forma una unión más segura entre las dos cintas continuas (webs) en los puntos en los que no hay semillas u otros materiales. El rodillo representado en la figura 5a corta rayas en el medio al mismo tiempo que lamina entre sí las dos cintas continuas (webs), y de este modo elimina la necesidad de una estación o ranurado 40 aparte. Sin embargo, como una alternativa al uso del rodillo representado en la figura 5a, se podría emplear un rodillo que no tenga filos o aristas cortantes, y se provee una estación de corte 40 separada. Después de la fase o etapa de unión y subsiguiente enrollamiento, pudiera permanecer en el papel algo de agua procedente del adhesivo, mantenida por la cinta continua (web) 100 inferior más absorbente. Al permitir a la cinta continua (web) retener algo de agua, se puede producir una germinación parcial de la semilla o iniciación del paso de germinación. Esto puede ser ventajoso en ciertas circunstancias y, por ejemplo, puede ayudar a realizar un establecimiento más rápido de la planta cuando se pone en práctica el medio. Sin embargo, si se desea, a fin de reducir el contenido de agua de la cola o adhesivo, las cintas continuas (webs) se podrán transportar opcionalmente a través de un horno, secador o cuchilla de aire antes del enrollamiento en el rollo. La eliminación del agua antes del almacenamiento ayuda a mantener una prolongada duración de conservación en almacén para el medio.

El proceso anterior se regula preferentemente por medio de una unidad de procesado central 70 unida a los diversos motores utilizados para poner en movimiento los husillos, rodillos de compresión y semilla, adhesivo y medios de distribución de aditivos, garantizando de este modo mayor consistencia en el producto final.

El tamaño de los rollos del medio de germinación de semillas formado de acuerdo con el proceso precedente dependerá de las materias primas, el método propuesto de colocación (mediante maquinaria agrícola o a mano), y la superficie que se pretende cubrir. Sin embargo, meramente a modo de ejemplo, los rollos pueden ser de hasta 1,2 metros de ancho, 4200 metros de longitud, y podrían cubrir hasta unas 0,5 hectáreas o más.

Se apreciará que se pueden hacer diversas modificaciones al proceso descrito anteriormente. Por ejemplo, en el proceso descrito más arriba; las cintas continuas (webs) superior y, opcionalmente, la inferior se hienden por los rodillos de cuchillas. Sin embargo, en vez de cortar las hendiduras durante el proceso, se pueden cortar previamente una o ambas cintas continuas (webs). En ciertos casos, la capa inferior 6 del medio no necesita ser cortada en absoluto, siendo suficiente la fuerza de enraizamiento de la plántula germinante para forzar un camino a través de la superficie inferior del medio.

También, las figuras ilustran el medio de germinación fabricado con la capa inferior 6 del medio, que se forma por la cinta continua (web) 100 inferior, y la capa superior 4, por la cinta continua (web) 102. Sin embargo, el aparato ilustrado, y en particular el posicionado de los rodillos o cilindros de adhesivo y pulverizadores, y las boquillas de spray hidrófugo, son suficientemente versátiles, lo cual pudiera ser instalado igualmente en la configuración inversa si surgiera la necesidad.

A fin de efectuar una colocación exacta de las semillas, éstas se pueden aplicar utilizando el sembrador de tambor 30. Sin embargo, como una alternativa, la tolva de semillas / sembrador de chapa 56 o un dispositivo similar se podrían usar para esparcir la semilla en la cinta continua (web). De la misma forma se podrán agregar otros agentes biológicos, tales como esporas bacterianas. Como queda indicado más arriba, las semillas se pueden colocar en hileras utilizando los deflectores (baffles) como guías, pero no necesitan estar, sino que, en su lugar, se podrían esparcir por igual sobre toda la superficie de la cinta continua (web).

En la figura 5a se representa un típico rodillo de laminación y corte, empleado en el aparato de la invención. Cada rodillo de cuchillas comprende un husillo central o eje motor 200, sobre el cual se monta una serie de rodillos o cilindros de compresión (d), espaciadores estrechos (a) moletas o ruedas cortantes (a) y espaciadores anchos (b). Los rodillos de compresión, las moletas cortantes y los distanciadores se mantienen contra rotación en el husillo por medio de unos chaveteros (no representados), que se encajan en una ranura (no representada) en el husillo. Como se puede ver en la figura, cada par de rodillos de compresión adyacentes (d) tiene un par de moletas cortadoras (a) dispuestas entre ellas, siendo distanciados entre sí las moletas cortadoras (a) por medio de un distanciador ancho (b) y de los rodillos o cilindros de compresión (d) por medio de distanciadores estrechos (c). En la figura 5b, se representa la alineación de los deflectores o baffles con respecto a los diversos elementos de los rodillos de unión. Así pues, los intersticios entre los deflectores se alinean con los espaciadores anchos (b) de tal suerte que las semillas y otros materiales se depositan en la cinta continua (web) entre las zonas de las cintas continuas (webs) que están sometidas a compresión por los rodillos o cilindros compresores (d). Merced al posicionado de las moletas cortantes (a) de manera que se sitúen en los bordes de las zonas no unidas del medio, se forman unas líneas de debilidad que permite a las plántulas en desarrollo abrirse paso más fácilmente y crecer a través de la capa superior.

El medio de germinación de semillas de la invención se puede colocar empleando un equipo agrícola u hortícola existente, por ejemplo, la maquinaria utilizada generalmente para la colocación de revestimiento de láminas de polietileno, o equipo para proteger con estiércol y paja el campo. En general, el suelo o terreno se puede preparar antes de la colocación para producir una cama relativamente lisa y sin terrones o libre de gleba. Después se abren los surcos F a ambas lados del medio y este último se entierra parcialmente, como queda representado en las figuras 6 y 7. El soterramiento de los bordes E del medio ayuda a mantenerlo en su sitio contra la acción de, por ejemplo, los vientos. Al realizar la colocación se pueden incorporar los tubos T de riego por goteo (por ejemplo, del tipo "Drip Tape" - "Cinta de goteo" - que se puede adquirir en la Firma Wrigh Rain Limited, R.U.) o el medio podrá ser humedecido utilizando riego sobrecabeza, zanja inundación. Será cubierta la mayor parte del medio como sea posible para ayudar al afianzamiento y reducir el consumo de agua aunque el medio se puede colocar sobre la superficie si fuera necesario y se usa un sistema de seguridad apropiado. Una vez humedecido, el medio retendrá humedad para permitir que las semillas germinen. Se aplicará idealmente poca o no más humedad para fomentar un rápido enraizado profundo y auto sostenible. Sin embargo, esto pudiera no ser práctico en todas las situaciones y pudiera necesitarse agua adicional. Como una alternativa al riego por goteo, se podría emplear una forma de riego por inundación colocando el medio en una depresión en el terreno, que se pudiera formar a mano o mediante el equipo utilizado para colocar el medio, y dejando que corra el agua sobre la superficie de la capa superior.

La ventaja del medio de la presente invención consiste en que provee un ambiente local protegido, que es favorable a la germinación de semillas y el subsiguiente desarrollo de plántulas o plantas de vivero. El medio tiene una demanda de agua sustancialmente reducida, comparado con los sistemas convencionales sobrecabeza y por goteo, y se puede aplicar a la tierra utilizando un equipo existente de colocación de plástico / paja y estiércol. Otro beneficio del medio es su compatibilidad con los sistemas existentes por goteo, sobrecabeza, acequia o zanja y por inundación. Una vez que ha sido colocado el medio, hay una necesidad mínima de riego adicional. Sin embargo, si se desea, se puede incorporar un sistema de riego por goteo al medio en fábrica. Otras ventajas sustanciales son la facilidad de fabricación o elaboración del medio y su larga duración de conservación y almacenamiento. Además, el medio se puede emplear tanto en situaciones agrícolas hostiles como normales.

Ejemplos

Los siguientes ejemplos ilustran las propiedades de los diversos medios de germinación de semillas preparados en la manera descrita más arriba.

Ejemplo 1 Efecto sobre el crecimiento de plántulas de diversos aditivos

Un número de muestras se preparó usando 50 g/m^{2} (gramos por metro cuadrado peso) papel verjurado o encanillado al aire para la capa inferior y papel de seda sulfitado como la capa superior. Los materiales se cortaron en cuadrados de 10 cm^{2} antes de aplicar las semillas y diversos aditivos y luego se procedió al laminado. Para laminar entre sí las dos capas se utilizó un adhesivo con base de almidón, que incorpora un agente hidrófugo (adquirido en National Starch NS Ref. 0720185). Diversos aditivos se situaron en dos filas o hileras distintas, de 2 cm de ancho, con un intersticio de 1 cm entre las filas y en los bordes en la capa absorbente inferior. Se aplicó adhesivo a la capa superior que después se laminó para unirla a la capa inferior, usando un rodillo perfilado del tipo representado en la figura 5a. Se etiquetaron muestras y se colocaron en cápsulas de Petri de 10 cm^{2} sobre una cantidad fija de vermiculita con 10 ml de agua. Las muestras se dejaron debajo del cristal. Se observaron y registraron la germinación de semillas, en vigor y penetración de la capa superior. En la Tabla 1 abajo se muestran las cantidades de aditivos incorporados a las diversas muestras y en la Tabla 2 se muestran los efectos de los aditivos sobre el crecimiento de plántulas o plantas de vivero.

TABLA 1

1

2

TABLA 2

3

Conclusiones:

Los datos demuestran que:

(a) \begin{minipage}[t]{137mm} Las bacterias presentes en el estimulador del crecimiento de la planta tiene un efecto beneficioso sobre la fijación, afianzamiento o establecimiento de las plántulas o plantas de vivero y que además, causan una putrefacción beneficioso de las capas superior e inferior. Sin embargo puede producirse daño a las plántulas si las condiciones se mantienen demasiado húmedas. La concentración (rate) de aplicación de los PGS es probablemente demasiado alta y, de preferencia, debiera ser reducida a 1 g/m^{2} aprox. (PGS. Estimuladores del crecimiento de las platas);\end{minipage}

(b) \begin{minipage}[t]{137mm} Se ha comprobado que la cal no tiene interacción negativa con E otros materiales de ensayo;\end{minipage}

(c) \begin{minipage}[t]{137mm} Se ha comprobado que el fertilizante o abono no suprime el crecimiento de las plantas en hasta 30 g/m^{2}, y, por consiguiente se podrían probar tasa de concentración más elevadas.\end{minipage}

(d) \begin{minipage}[t]{137mm} Demasiado gel de poliacrilamida separa las capas y deja que las plántulas establezcan entre las capas más bien que estimular o fomentar la penetración de las plántulas. Por consiguiente, debería ser reducida la concentración de geles de poliacrilamida (PAG).\end{minipage}

Sobre la base de los datos de prueba obtenidos hasta la fecha, una composición preferente para su uso en los medios de germinación de semillas de la invención es como sigue:

Poliacrilamida	10 g/m^{2}
Abono o fertilizante	20 g/m^{2}
Bacterias (estimulador del crecimiento de las plantas)	1 g/m^{2}
Cal	54 g/m^{2}
Vermiculita de clase fina	5 g/m^{2}

El objetivo de la vermiculita de clase fina es mejorar la aireación y reducir el riesgo de condiciones anaeróbicas que se desarrollan en el medio.

Ejemplo 2 Germinación de especies herbáceas en suelos salinos

Se han realizado experimentos a fin de evaluar una matriz de germinación de semillas, de la invención, como un medio de promover la germinación, subsiguiente emergencia y crecimiento de ocho especies herbáceas en suelos salinos. Un suelo salino es el que tiene una conductividad eléctrica mayor de 4 dS/m. También se han efectuado experimentos para evaluar la interacción de diversos aditivos microbiológicos con las especies herbáceas.

Materiales y métodos Preparación de los sustratos de crecimiento salino

Las siguientes sales (cloruro cálcico, cloruro de magnesio y cloruro sódico) se aplicaron a un sustrato de crecimiento o cultivo esterilizado (John Innes Seed Compost) en concentraciones que eran suficientes para incrementar la conductividad eléctrica a 12 dS/m (salinidad media) y 22 dS/m (salinidad elevada) siguiendo el método Rowell (soil Science, Métodos y Aplicaciones, Publ. Longman Scientific M Thecnical, 1994). El sustrato no tratado se uso como el control y tenía una conductividad eléctrica de 2,5 dS /m. La medición de la conductividad eléctrica se efectuó como sigue: se agitaron durante una hora 20 gramos de suelo o tierra y 100 ml de sustrato, después de lo cual se dejaron reposar las suspensiones y se midió la conductividad eléctrica de los sobre nadantes utilizando un conductivímetro portátil DiST 3 o DiST 4. Estos valores se convirtieron a los representativos del extracto saturado, siguiendo el método de Rowell (1994). Los sustratos y las sales (en su caso) se mezclaron entre sí empleando un mezclador de composte para asegurar una distribución uniforme de las sales a través del sustrato.

Selección de especies herbáceas

Previa consulta con comerciantes de semillas establecidos (Pope and Chapman, Bishops Stortford, R.U.) y bibliografía técnica, se seleccionaron ocho especies herbáceas, de tolerancias a la salinidad variable. Estas incluían cultivos de amenidad o recreo y agrícolas y figuran en la tabla 3. Se llevaron a cabo pruebas o tests de germinación, mediante una técnica estándar, a 25 grados Celsius y estos pusieron de manifiesto que, al menos, el 85% de cada especie de semilla germinó dentro de 14 días a partir del comienzo del test.

TABLA 3

4

Aditivos microbiológicos

Una gama de inoculantes bacterianos y fúngicos del suelo se incorporaron a la matriz para su evaluación. Para el ensayo se seleccionó una mezcla propietaria de inoculantes (Symbio Ltd. Grear Bookham, R.U.). La mezcla incluía micorrizas vesiculares-arbusculares, pseudomonas y especies de bacilos así como una gama de otras bacterias nitrificadoras y solubilizantes del fósforo con bioestimulantes. En este ejemplo, para simplicidad, los hongos, bacterias y aditivos se conceptúan como "bugs".

Fabricación de la matriz

Se hicieron a mano muestras (0,15 /m^{2}) partiendo de un papel verjurado al aire súper absorbente (Walkisoft), el cual forma una capa inferior, y papel de sulfito perforado (Kruger Tissue, Church Stretton, Shropshire, R.U.), que forma la capa superior. Se usó un bastidor de aluminio para subdividir la capa superior en 16 tiras, cada una de 30 cm de largo, y dos hileras o filas se adjudicaron a cada cultivo. Las semillas (Westland Specialist Feed-All), gel de poliacrilamida ("Gel de intumescencia" - Glowcroft Limited) se aplicó a todos los tratamientos y los aditivos microbiológicos se aplicaron en la concentración equivalente de campo) a la mitad de los tratamientos. Las tasas de concentración de aplicación fueron las siguientes: abono o fertilizante (20g/m^{2}), gel de poliacrilamida (30g/m^{2}) y los aditivos microbiológicos a 50g/m^{2}.

Un adhesivo de PVA (polivinilalcohol) (Mystolene, Colomance PLC, Welwyn Garden City, R.U.) se aplicó a la capa superior que luego se unió a la capa inferior usando un proceso de laminación que unió las capas y encapsuló la semilla y los aditivos. Para proporcionar impermeabilización al agua se pulverizó una emulsión de cera sobre la superficie descubierta de la capa superior.

Preparación de contenedores y colocación de la matriz

Se emplearon cubetas "Sankey" (0,58 m * 0,38 m) para contener cada tratamiento. En la base de cada cubeta (3,5 litros por cubeta) se vertió arena vasta hortícola (tamaño nominal 4 mm), después de lo cual se añadieron 2 litros de agua de la red de suministro. La grava o cascajo sirvió para dos fines: en primer lugar, para prevenir el hundimiento del sustrato en la base de las cubetas y, en segundo lugar, para actuar como depósito. Después se colocó el sustrato (8 litros) sobre la grava llenada de agua, se colocó la matriz sobre el sustrato, y se soterró la mitad de la matriz.

También se sembraron directamente cubetas, sin la matriz, utilizando los mismos cultivos para determinar los beneficios de la matriz. En este caso únicamente se aplicaron las semillas. Las cantidades de grava, agua y sustrato fueron las mismas que las descritas anteriormente.

Tratamientos y diseño de los ensayos

En la tabla se resumen los tratamientos. Hubo tres cubetas para cada tratamiento y una para cada control. Todas las cubetas se colocaron en un invernadero calentado e iluminado. La temperatura media diaria fue de 20°C y las luces estuvieron encendidas durante un periodo de 12 horas cada día (08:00-20:00) proporcionando una intensidad luminosa de 61 micro mols/m^{2}/segundo.

TABLA 4

5

Después de 14 días se aplicó agua adicional y para el resto del ensayo, en respuesta a la práctica. El contenido de agua de las cubetas se mantuvo por debajo de la capacidad de campo (donde el sustrato se hundiría provocando un stress fisiológico).

Toma de muestras

Después de 28 días se segaron las hierbas desde el lado soterrado. Se puso una rejilla o enrejado (0,0015 m^{2}) sobre ambos extremos de las hileras o filas y se cortó la hierba encerrada en ellas en la superficie del suelo /superficie de la matriz. Las muestras de hierba se pusieron en bolsas de papel previamente pesadas y conjuntamente se secaron a 80° C durante 24 horas, después de las cuales se volvieron a pesar para determinar el porcentaje de materia seca de cada muestra. Además, se determinaron los números de plantas y de hojas para una de las especies, la grama de centeno o ballico tetraploide perenne o vivaz agrícola (c.v. Calibra). (N. Del T.: esta especie también se conoce en español con la denominación césped inglés). En la tabla 5 se recogen en resumen la producción media de materia seca por metro cuadrado de los diversos cultivos.

6

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Observaciones

La totalidad de las variedades testadas respondieron bien en el suelo de salinidad media y cuatro respondieron bien en el suelo de alta salinidad. Así pues, después de 7 días las variedades Numan y Calibra habían brotado los tratamientos de baja y media salinidad. Las plántulas emergidas procedían de la parte de la matriz, que se enterró. En la cubeta de control de baja salinidad las variedades Numan, Calibra, Kromi y Pernille habían emergido y en la cubeta de salinidad media únicamente había brotado la variedad Numan.

Después de 14 días la totalidad de los cultivos habían brotado de los tratamientos de salinidad baja y media y los correspondientes controles. La emergencia fue reducida a partir de los tratamientos de alta salinidad y la correspondiente cubeta de control. Durante este tiempo, se observaron depósitos de sal en el suelo y en las superficies de las matrices en los tratamientos de salinidad media y alta, incluyendo las parcelas de control.

Subsiguientemente hubo únicamente germinación limitada y emergencia procedente de la matriz que estaba descubierta y había sido colocada sobre la superficie del sustrato, especialmente donde había poco contacto entre la matriz descubierta y el sustrato adyacente. Por consiguiente, no se tomaron datos comparativos de esta área o superficie.

Después de la siega o cosecha se retiró la matriz de cada cubeta. Estaba claro que no solamente había fallado la germinación donde la matriz no fue soterrada, sino que se habían depositado cantidades sustanciales de sal entre la matriz y la superficie del sustrato, además de las sales que se depositaron sobre la superficie de la matriz descubierta.

Parece probable que el problema de la deposición de sal fue causado por una acción de "empaquetadura", por lo que el agua que contiene sales, se arrastra a través de la matriz por el gel de poliacrilamida súper absorbente a medida que la superficie superior de la matriz se deseca en el aire. Este fenómeno no dio origen a problemas apreciables con la germinación cuando la matriz estaba soterrada. Otra ventaja de soterrar la matriz consistió en que aquellas partes de la matriz que estaban soterradas en los tratamientos de salinidad baja y media, en su mayor parte se habían descompuesto después de 28 días.

Otros cultivos demostraron considerable potencial para subsiguientes ensayos: Cochise y Pernille (fescue spp.) y Numan y Calibra (rugirás spp.). Sin embargo, Pernille fue situado entre los dos cultivos agresivos de rugirás o ballico, que pudieran haber rivalizado con el bastón o cañuela de oveja (=fescue). Las producciones medias de materia seca por metro cuadrado de los siguientes cultivos: Cochise, Numan, Pernille y Calibra, se resumen en la tabla 6.

TABLA 6

7

El mayor incremento se observó dentro de los tratamientos de baja salinidad, en los que la matriz dio una clara ventaja sobre el tratamiento de sembrado directo. Hubo una aparente reducción en el rendimiento donde los "bugs" se aplicaron a la matriz. Los tratamientos medios siguieron un esquema similar. La mayor diferencia en el rendimiento ocurrió entre los tratamientos con matriz y el control. En contraste con los tratamientos bajos, Calibra produjo un rendimiento mayor de materia seca cuando se incorporaron a la matriz los "bugs". Pernille produjo unos rendimientos mayores de materia seca tanto en los niveles bajo y medio de salinidad en respuesta a los tratamientos + "bugs". Tanto Cochise como Numan aparentemente proporcionaron unos mayores rendimientos donde no se incorporaron "bugs" dentro de la matriz.

Los datos procedentes de los tratamientos de alta salinidad pusieron de manifiesto que se suprimió el crecimiento de la planta donde las semillas se sembraron directamente en el suelo salino. Tanto Cochise como Numan produjeron mayores rendimientos de materia seca procedente del tratamiento + "bugs" mientras que los rendimientos de Calibra fueron los mismos en ambos tratamientos.

Los resultados de los experimentos demostraron que las matrices de la invención promueven la fijación o establecimiento y el crecimiento de las plántulas en condiciones salinas donde, de lo contrario, no crecerán especies herbáceas. Los aditivos microbiológicos proveyeron aparentes beneficios con algunas especies herbáceas, pero con otras. El soterramiento completo de la matriz garantizó una germinación y emergencia uniformes en condiciones salinas, pero los resultados evidenciaron que se necesitan absorbentes alternativos de agentes de taponado para su uso superficial en suelos salinos, ya que los geles de poliacrilamida concentran sales en la superficie en suelos altamente salinos.

Ejemplo 3 Experimentos que ilustran el uso de matrices de germinación, que contiene agentes de taponado de PEO (polioxietileno) en suelos salinos

Se realizaron otros experimentos para testar la efectividad de las matrices de la invención mejorando el establecimiento de hierba y trébol en medios salinos y hostiles. Los tests se efectuaron en NSW, Australia. En particular, los experimentos se destinaron a determinar los materiales de taponado más apropiados, absorbentes y agentes microbiológicos para su uso en suelos salinos.

La salinidad del suelo es una importante y creciente limitación a la producción agrícola. Se causa por la acumulación de sales en la zona de enraizamiento. A niveles superiores (por encima de 6dS/m) la presencia de sal afecta a muchos cultivos o plantas y previene el establecimiento o fijación de todas, pero tolerantes especies. Un método para superar este problema es lixiviar las sales del perfil del suelo. Un riego continuo impedirá que las sales sean arrastradas retrocediendo hacia la superficie, pero, si se aplica insuficiente agua, aumentará la salinidad a medida que las sales suben a la superficie. Sin un tratamiento efectivo estos suelos se podrían perder de la producción agrícola comenzando de este modo el proceso de desertificación.

Altos niveles de salinidad en la zona de enraizamiento inhiben el establecimiento o fijación de la planta en tres formas:

1. Sequedad fisiológica causada por una reducción en la disponibilidad de agua a las plantas por el descenso del potencial osmótico, a pesar de la aparente disponibilidad de agua.

2. Efectos de toxicidad de sodio y cloruro así como falta de equilibrio iónico en la planta.

3. Deterioración estructural que conduce al cubrimiento de la capa vegetal superior.

El crecimiento de la planta en el lugar del ensayo salino se empeoró por una combinación de estos factores.

La matriz de la invención incorpora diversos taponadores y absorbentes para permitir a las plantas su establecimiento o fijación en condiciones hostiles con mínima demanda de agua. También podrían ser incluidos en la malla de semillas aditivos microbiológicos (bacterias y microrrizas). El crecimiento de la planta se mejora en ciertos ambientes, en los que las raíces de la planta han sido inoculadas con estos organismos y la inoculación es más exitosa donde semillas, bacterias y microrrizas se colocan conjuntamente en un ambiente protector.

En esta serie de experimentos, se establecieron unas parcelas de campo en Freemans Reach, cerca de Hawkesbury, NSW, Australia. Las parcelas de terreno se seleccionaron sobre la base de que tenían suelos salinos, que eran un problema importante para el granjero. La mayoría de los suelos en Freemans Reach son fangos arcillosos o barros de moldear superyacentes de arcilla, que está veteada, una característica de suelos graneados escasamente. La capa tiene una estructura débil, que se endurece cuando está seca. Los suelos tienen una salinidad de fondo de, al menos, 8 dS/m. La salinidad del suelo se ha desarrollado a través de la precolación efluente procedente de una ganadería intensiva cercana y de agua subterránea, que es inherentemente salina. Lo anterior también ha ocasionado excesivos niveles de fósforo en los suelos dentro de la zona de captación y, en consecuencia, se esperaba una reacción antagónica a alguna de las bacterias del suelo.

Se investigó el efecto de la salinidad del suelo sobre el crecimiento de especies autóctonas de hierbas y trébol, utilizando las mallas de germinación de semillas de la invención y (para fines de comparación y de control) parcelas de terreno sembradas directamente. Se llevaron a cabo los experimentos en dos fases distintas. En la primera fase, se produjeron mallas de semillas que contenían una variedad de especies (tabla 7) con una gama de taponadores e inoculantes bacterianos en diversas combinaciones (tablas 8 y 9). Se colocaron éstas y se hicieron observaciones subjetivas para determinar la gama más apropiada de aditivos. Subsecuentemente los resultados se incorporaron a parcelas de terreno más grandes de 10m. Los resultados del estudio más extensivo se evaluaron cuantitativamente usando producción de materia seca y estos se presentan más abajo (tabla 10).

Materiales y métodos

Se seleccionaron como especies indicadoras siete especies de hierba y un cultivo de trébol, como sigue:

TABLA 7

8

Las especies fueron segregadas individualmente en la primera observación y posteriormente mezcladas por las parcelas de terreno más grandes.

Se incluyeron en las evaluaciones iniciales (tablas 8 y 9) una gama de aditivos, que incluyen agentes de taponado, absorbentes de agua (productos sintéticos y minerales arcillosos) e inoculantes bacterianos.

TABLA 8

9

*Un tampón / absorbente formado a base de depolioxietileno y adquirible en Smart-Tec Ltd, Edinburg, R.U.

En el caso del trabajo inicial de la parcela de terreno, las especies herbáceas y los tréboles se mantuvieron separadas y cada especie fue colocada en dos hileras o filas adyacentes, 30cm aparte, sobre papel verjurado al aire. Se aplicaron uniformemente aditivos sobre la superficie sembrada, con la excepción de A-100, un inoculante bacteriano, que se aplicó en escala logarítmica a fin de valorar su efecto sobre la germinación de semillas y para determinar una adecuada concentración de aplicación. Después se juntó papel de seda perforado y satinado, utilizando adhesivo PVA (alcohol polivinílico), y se laminó para producir una malla de semillas. Antes de la colocación, se estudiaron los sitios para determinar el nivel de salinidad mediante la medición de la conductividad eléctrica (Ece). Generalmente, la salinidad fue de 8 dS/m con una pequeña área de 3,2 dS/m. La zona con baja salinidad se ubicó en la parte superior de la suave pendiente o ladera, en la que era posible una lixiviación aumentada de las sales. En consecuencia, esta se incluyó en el estudio como un área de control. Se escogió un terreno situado mas bajo para realizar la mayor parte de los ensayos donde eran compatible niveles superiores.

TABLA 9

10

Los rollos de muestras preparadas previamente se colocaron sobre la parte superior de camas o lechos salientes (caballones, acirates), el 9 de marzo de 2000 con controles directos de sembrados en las zonas del lugar de alta y baja salinidad. La parte superior de la cama se niveló y se desplazó la tierra al borde exterior. Las mallas se colocaron sobre la superficie nivelada y se aproximó la tierra a la malla para proveer una cubierta o cubrición de entre 10 y 20 mm. Los tratamientos de control se sembraron directamente sobre los lechos o camas al final de los tratamientos de mallas de semillas. Las semillas se sembraron en filas o hileras; luego se cubrieron éstas con la misma profundidad de suelo para imitar las parcelas de tratamiento tan estrechamente como sea posible. El riego de las parcelas de terreno fue innecesario ya que la zona sufrió niveles de aguacero sin precedentes después de la colocación. Esto dio por resultado un daño estructural del mantillo vegetal y subsiguiente recubrimiento. Siguió una escasa aireación, que proporcionó un ambiente muy hostil.

Observaciones procedentes de las parcelas de terreno preliminares

Se retrasó la emergencia hasta que la superficie del suelo se secó; el recubrimiento de la superficie de tierra inhibió la emergencia o aparición de algunas especies, especialmente en las parcelas de control. A pesar de estas condiciones, se observó el crecimiento más prominente procedente de las partes de la malla que contienen hidrogel (poliexietileno), bentonita cálcica y zeolita. Se presentó un crecimiento muy pequeño sin el uso de la malla de semillas de la invención. No fue posible contactar si hubo algún efecto derivado del uso del inoculante bacteriano A-100.

Preparación de mallas de semillas para evaluaciones en mayor escala

Las mallas de semillas se prepararon sobre la base de las observaciones anteriores con hidrogel de PEO polioxietileno, bentonita cálcica, zeolita y con y sin la inclusión de inoculante bacteriano A-100, aplicado uniformemente a 15g/m^{2}. Antes de la aplicación en filas o hileras se mezclaron las especies herbáceas y de trébol. Por lo demás, el protocolo de elaboración permaneció sin cambios.

Colocación

El 17 de marzo de 2000 se colocaron tiras de la malla de simientes y se cubrieron con 10 mm de tierra. Las condiciones del suelo eran demasiado húmedas para intentar al mismo tiempo sembrar directamente parcelas de control. Por consiguiente, se tomaron los resultados de zonas sembradas previamente, como parte del estudio inicial.

Resultados

El 23 de marzo (7 días después de la colocación) se observó la salida de la especie grama de centeno, ballico, rugirás, o césped inglés), a pesar de la precipitación pluvial de 81 mm durante el periodo de intervención. Se hicieron unas evaluaciones 20 días después de la aparición o emergencia. Se segó o recolectó el material vegetal mediante el empleo de cuadrados (0,25m x 0,25m). De cada malla se tomaron un total de 10 submuestras. En el momento de la toma de muestras se registraron los pesos en fresco y después se secó el material vegetal a 80°C durante 24 horas. 20 días después de la emergencia, el 14 de abril, se evaluó o determinó la producción total de materia seca. Los resultados se resumen en la tabla 10 y figuran en detalle en la tabla 11.

Se dio crecimiento de hierbas limitado, si alguno, en las parcelas de control salino 20 días después de la salida o aparición de las parcelas de terreno tratadas con mallas de semillas, así no resultó posible segar o cosechar y registrar partiendo de las subparcelas de terreno.

TABLA 10

11

A pesar de la lluvia adicional después de la colocación de la matriz (malla de semillas), el crecimiento en las parcelas de terreno de 10 m. fue mucho mejor que las zonas sembradas directamente con un nivel equivalente de salinidad del suelo. En una zona de la granja que ascendía en ladera, el aguacero de elevada pluviosidad había lixiviado la salinidad hasta por debajo de 2dS/m. En esta sola zona, se habían establecido tratamientos de sembrado directo, pero en otras zonas de control no se presentó ninguna emergencia.

TABLA 11

12

Conclusiones

Los resultados demostraron que el empleo de las matrices de semillas (mallas de semillas) de la invención sin aditivos da un grado de protección física por completo, pero la germinación es mucho más efectiva cuando se incluyen en la malla o matriz hidrogel de PEO (polioxietileno), bentonita cálcica y zeolita.

Los resultados también han demostrado que el súper absorbente de gel de poliacrilamida era relativamente ineficaz en las condiciones salinas encontradas en este estudio. Esto parece ser el resultado de la filotoxidad y, posiblemente, la creación de un microclima anaerobio dentro de la malla o matriz una vez que se ha formado el gel. Asimismo, existe el riesgo de acumulación de sales dentro del gel, que a su vez, inhibirá la germinación de semillas.

El soterramiento de la matriz no tiene ningún efecto perjudicial sobre la germinación ha protegido las plántulas emergentes del efecto de aguacero fuerte.

La inclusión del inoculante bacteriano A-100 no dio ninguna ventaja discernible o perceptible.

Se incrementó sustancialmente el control de las malas hierbas cuando estuvo colocada la malla o matriz de semillas, de la invención, en comparación con el sembrado directo.

Los anteriores ejemplos ilustran las ventajas de las matrices de semillas (mallas de semillas) de la invención tanto en suelos de baja salinidad como también en condiciones más hostiles de más alta salinidad.

Claims (15)

1. Medio de germinación de semillas (2), que comprende una capa superior (4) formada a partir de un papel de seda con un peso de aproximadamente de 10 a 30 g/m^{2}, estando recubierto o impregnado el papel de seda con un agente hidrófugo, de tal suerte que el papel de seda es permeable a los gases, pero sustancialmente impermeable al agua en forma líquida; una capa inferior (6) formada a partir de un material biodegradable que absorbe el agua; disponiéndose las semillas (8) por debajo de la capa superior; teniendo esta última eventualmente una pluralidad de perforaciones a fin de ayudar al rompimiento de la capa superior para permitir el crecimiento de plántulas nacidas de las semillas mediante germinación a través de la susodicha capa.

2. Medio de germinación de semillas según la reivindicación primera, en la cual el papel de seda es un material ligero con un peso de 15 a 25 g/m^{2}, por ejemplo, de 17 g/m^{2} a 24 g/m^{2}.

3. Medio de germinación de semillas, según la reivindicación primera o segunda, en el cual el papel de seda es un papel satinado.

4. Medio de germinación de semillas según una cualquiera de las reivindicaciones primera a tercera, en el cual el papel de seda es un papel de sulfito.

5. Medio de germinación de semillas, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el papel de seda ha sido recubierto con un material hidrófugo.

6. Medio de germinación de semillas según la reivindicación quinta, en el cual el material hidrófugo es una sustancia cerosa.

7. Medio de germinación de semillas según la reivindicación primera, en el cual el material hidrófugo es un polímero que está sometido a una erosión bajo la influencia del agua, de la radiación ultravioleta, del calor, de la oxidación del aire o de la degradación microbiana.

8. Medio de germinación de semillas, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las superficies superior (4) e inferior (6) van unidas entre sí por medio de un aditivo.

9. Medio de germinación de semillas según la reivindicación octava, en el que el adhesivo penetra en la capa superior mediante precolación y confiere a esta última unas propiedades hidrófugas.

10. Medio de germinación de semillas según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, el cual además comprende, por lo menos, un agente biológico para favorecer el desarrollo de las plantas y/o para romper la membrana superior y/o la capa inferior, situándose el agente biológico por debajo de la capa superior.

11. Un medio de germinación de semillas según la reivindicación primera, que tiene una estructura como queda definida en una cualquiera de las reivindicaciones primera a décima.

12. Un medio de germinación de semillas según las reivindicaciones décima o undécima en el cual los agentes biológicos son unas especies microbianas seleccionadas de entre bacterias y hongos.

13. Un medio de germinación de semillas según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual los agentes biológicos son capaces de degradar polisacáridos, tales como celulosa y almidón.

14. Un medio de germinación de semillas según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual una sustancia absorbente se sitúa entre las capas superior (4) e inferior (6).

15. Un medio de germinación de semillas según la reivindicación decimocuarta, en el cual la sustancia absorbente del agua es un gel de olioxietileno, por ejemplo un gel reticulado, tal como un hidrogel reticulado a e de un copolímero de óxido de polietileno-poliuretano.