Original article

Enhancing germination and seedling growth in Vitex doniana Sweet for horticultural prospects and conservation of genetic resources

Amélioration de la germination et de la croissance de Vitex doniana Sweet pour l’horticulture et la conservation des ressources génétiques

Mejora de la germinación y del crecimiento de Vitex doniana Sweet para la horticultura y la conservación de los recursos genéticos.

¹ Hortic. Genet. Unit, Fac. Agron. Sci, Univ. Abomey-Calavi, 01 BP 526, Tripostal Cotonou, Rep. Benin
² Bioversity Int., West Central Afr. office, 08 BP 0932, Cotonou, Rep. Benin
ndanikou@gmail.com
³ Ntl. Agric. Res. Inst. Benin (INRAB), BP 884 Cotonou, Repub Benin
⁴ Fac. Life Sci., Hochschule Rhein-Waal, Marie-Curie-Straße 1, D-47533 Kleve, Germany

^* Correspondence and reprints

Received: 17 September 2013
Accepted: 3 December 2013

Abstract

Introduction. Many fruit trees with a hard seed coat exhibit seed dormancy, posing problems for their regeneration. Vitex doniana, an indigenous multipurpose but threatened fruit and vegetable tree that supports the livelihoods of many households in West Africa, is a typical example. Materials and methods. In our research, we evaluated five dormancy-breaking treatments. We tested the effects of sulphuric acid at 95% concentration (T1); 3 d sun-drying + 48 h soaking in tap water (T2); 3 d alternation of 8 h sun-drying + 1 h soaking in tap water (T3); 2 weeks sun-drying with regular watering in the daytime (T4); and physical shock (T5). These treatments were compared with two controls (T0 and Tc), with seeds from two different sources. The germination percentage, mean germination time, time to first germination and time to threshold germination (20%) were compared; the seedling height, diameter and biomass produced were monitored for 15 weeks. We used generalised linear models and correlation tests to compare the effects of the various treatments on germination and seedling growth. Results and discussion. T3 significantly enhanced seed germination in V. doniana (72% after 12 months). T4 best promoted homogeneity in germination (p < 0.01), followed by T3. The best seedling growth was obtained with T4 and T3. Alternation of sun-drying followed by soaking of seeds, a technique with almost no cost, improved seed germination in V. doniana and, in 33 d, just over 1 month, 20% germination can be achieved. Vitex doniana is a fast-growing species (at the nursery stage), in contrast to the common opinion. Conclusion. Our method should be further investigated to assess the adequate soaking and drying length so as to speed up germination and reach homogenous cohorts.

Résumé

Introduction. De nombreuses espèces d’arbres fruitiers ayant des graines à téguments durs présentent une dormance problématique pour leur régénération. Vitex doniana, une plante légumière et fruitière autochtone à usage multiple, mais menacée, qui permet la subsistance de nombreux ménages en Afrique de l’Ouest, est un exemple typique. Matériel et méthodes. Dans notre étude, nous avons évalué cinq traitements de levée de la dormance des semences. Nous avons testé l’effet de l’acide sulfurique à une concentration de 95 % (T1) ; 3 j de séchage au soleil + 48 h de trempage dans l’eau courante (T2) ; 3 j d’alternance de 8 h de séchage au soleil + 1 h de trempage dans l’eau courante (T3) ; 2 semaines de séchage au soleil avec un arrosage régulier pendant la journée (T4) ; et choc physique (T5). Ces traitements ont été comparés à deux témoins (T0 et Tc), constitués respectivement de semences provenant de deux sources différentes. Le taux de germination du lot (ou traitement), le temps moyen pour la germination des semences du lot, le temps pour la première germination dans le lot et le temps pour atteindre le seuil de 20 % de germination ont été comparés ; puis la hauteur, le diamètre au collet des plantules et la production de feuilles ont été suivis pendant 15 semaines. Nous avons utilisé les modèles linéaires généralisés, les modèles mixtes et les tests de corrélation pour comparer les effets des différents traitements sur la germination et la croissance des plantules. Résultats et discussion. T3 a considérablement amélioré la germination de V. doniana (72 % après 12 mois). T4 a donné la meilleure homogénéité de la germination (p < 0,01), suivi de T3. La meilleure croissance des plantules a été obtenue avec les traitements T4 et T3. L’alternance du séchage au soleil suivie par un trempage des semences dans l’eau courante, une technique presque sans coût, a amélioré la germination des graines de V. doniana et 20 % de taux de germination ont pu être obtenus en 33 j, soit en un peu plus d’un mois. Contrairement à l’opinion habituelle, V. doniana est une espèce à croissance rapide (en pépinière). Conclusion. Des recherches devraient être poursuivies afin de déterminer la durée optimale de l’alternance séchage-trempage permettant d’accélérer la germination des graines et d’obtenir des populations homogènes.

Resumen

Introducción. Muchas especies de árboles frutales con semillas de tegumentos duros presentan una latencia problemática para su regeneración. Un ejemplo típico es Vitex doniana, una planta leguminosa y frutal autóctona de uso múltiple, aunque amenazada, que permite la subsistencia de numerosos hogares en África del Oeste. Material y métodos. En nuestro estudio, evaluamos cinco tratamientos de levantamiento de la latencia de las semillas. Testeamos el efecto del ácido sulfúrico en una concentración del 95% (T1); 3 d de secado al sol + 48 h de inmersión en agua corriente (T2); 3 d de alternancia de 8 h de secado al sol + 1 h de inmersión en el agua corriente (T3); 2 semanas de secado al sol con un regado regular durante el día (T4); y choque físico (T5). Estos tratamientos se compararon con dos testigos (T0 y Tc), constituidos respectivamente de semillas procedentes de dos fuentes diferentes. Se compararon el índice de germinación del lote (o tratamiento), el tiempo medio para la germinación de las semillas del lote, el tiempo para la primera germinación en el lote y el tiempo para alcanzar el tope del 20% de germinación, a continuación durante 15 semanas se hizo el seguimiento de la altura, el diámetro en el cuello de las plántulas y la producción de hojas. Utilizamos los modelos lineares generalizados, los modelos mixtos y los tests de correlación para comparar los efectos de los diferentes tratamientos en la germinación y el crecimiento de las plántulas. Resultados y discusión. T3 mejoró considerablemente la germinación de V. doniana (el 72% después de 12 meses). T4 dio una mejor homogeneidad de la germinación (p < 0,01), seguido de T3. El mejor crecimiento de las plántulas se obtuvo con los tratamientos T4 y T3. La alternancia del secado al sol seguido por una inmersión de las semillas en agua corriente, una técnica casi sin coste, mejoró la germinación de las semillas de V. doniana y el 20% de índice de germinación pudo obtenerse en 33 d, es decir casi 1 mes. Contrariamente a la opinión habitual, V. doniana es una especie de crecimiento rápido (en vivero). Conclusión. Deberían realizarse más investigaciones con el fin de determinar la duración óptima de la alternancia secado-inmersión que favorezca la germinación de las semillas, y obtener las poblaciones homogéneas.