Serviços Personalizados
Journal
Artigo
Indicadores
- Citado por SciELO
- Acessos
Links relacionados
- Similares em SciELO
Compartilhar
Revista Chapingo serie ciencias forestales y del ambiente
versão On-line ISSN 2007-4018versão impressa ISSN 2007-3828
Rev. Chapingo ser. cienc. for. ambient vol.28 no.1 Chapingo Jan./Abr. 2022 Epub 02-Fev-2024
https://doi.org/10.5154/r.rchscfa.2020.08.049
Artículo científico
Fertilización de dos grupos genéticos de Pinus patula Schiede ex Schltdl. & Cham. en un ensayo de progenies de cuatro años
1 Colegio de Postgraduados, Postgrado en Ciencias Forestales. km 36.5 carretera México-Texcoco. C. P. 56230. Montecillo, Texcoco, Estado de México, México.
2 Colegio de Postgraduados, Postgrado en Edafología. km 36.5 carretera México-Texcoco. C. P. 56230. Montecillo, Texcoco, Estado de México, México.
Introducción:
El mejoramiento genético y el manejo nutrimental son utilizados para aumentar la capacidad productiva.
Objetivo:
Analizar el efecto de fertilizantes tradicionales y de liberación controlada, así como la forma de definir las dosis (técnica o empíricamente), sobre el crecimiento de 20 familias de árboles de Pinus patula Schiede ex Schltdl. & Cham.
Materiales y métodos:
Se aplicaron cuatro tratamientos de fertilización: 1) control; 2) “técnico”, basado en análisis foliares; 3) liberación controlada (18-6-12 + 2CaO + 3.5 Mg + 2.1 Si + microelementos) y 4) mezcla de fertilizantes agrícolas en concentraciones nutrimentales semejantes al tratamiento de liberación controlada. La altura, diámetro, índice de biomasa, número de verticilos, masa foliar e inicio y cese de crecimiento se evaluaron en un grupo de 10 familias superiores y otro de 10 familias inferiores de tres años en Chignahuapan, Puebla. Los datos se analizaron con el procedimiento MIXED de SAS.
Resultados y discusión:
Los árboles no presentaron diferencias significativas en el crecimiento, producción de biomasa e inicio de crecimiento por efecto de la fertilización, pero sí por la calidad genética (P ≤ 0.05). La interacción genotipo*fertilización fue significativa; después de un año de la aplicación de fertilizantes de liberación controlada, los genotipos inferiores presentaron los valores más altos de las tasas relativas de producción de biomasa, diámetro al cuello de la raíz y altura.
Conclusiones:
Los fertilizantes de liberación controlada en dosis y condiciones ambientales adecuadas son una opción viable para promover el crecimiento de árboles jóvenes de P. patula en campo.
Palabras clave: fertilizante de liberación controlada; genotipos; nutrición forestal; tasa de crecimiento; análisis foliar
Introduction:
Genetic improvement and nutritional management are used to increase productive capacity.
Objective:
To analyze the effect of traditional and controlled-release fertilizers, as well as the way to define the doses (technically or empirically), on growth of 20 tree families of Pinus patula Schiede ex Schltdl. & Cham.
Materials and methods:
Four fertilization treatments were applied: 1) control; 2) “technical”, based on foliar analysis; 3) controlled release (18-6-12 + 2CaO + 3.5 Mg + 2.1 Si + microelements); and 4) mixture of agricultural fertilizers in nutrient concentrations similar to the controlled-release treatment. Height, diameter, biomass index, number of whorls, leaf mass, and growth initiation and cessation were evaluated in a group of 10 superior and 10 inferior three-year old families in Chignahuapan, Puebla. Data were analyzed with the MIXED procedure of SAS.
Results and discussion:
Trees showed no significant differences in growth, biomass production and growth initiation by fertilization effect, but showed significant differences by genetic quality (P ≤ 0.05). The genotype*fertilization interaction was significant; after one year of controlled-release fertilizer application, inferior genotypes had the highest values of relative rates of biomass production, diameter at root collar and height.
Conclusions:
Controlled-release fertilizers at appropriate doses and environmental conditions are a viable option to promote growth of young P. patula trees in the field.
Keywords: controlled-release fertilizer; genotypes; forest nutrition; growth rate; foliar analysis
Introducción
El género Pinus es el más utilizado para establecer plantaciones forestales comerciales a nivel mundial (Comisión Nacional Forestal [CONAFOR] & Colegio de Postgraduados [COLPOS], 2009). Pinus patula Schiede ex Schltdl. & Cham. var. patula, debido a su gran capacidad productiva, tiene gran importancia en países del hemisferio sur (Dvorak et al., 2000); sin embargo, México posee reducida superficie plantada a pesar de ser el centro de origen de la especie (Sáenz-Romero, Beaulieu, & Rehfeldt, 2011).
La disponibilidad de agua, la luz, el clima, los nutrimentos presentes en el suelo y la genética del individuo influyen en el crecimiento de los árboles. El uso de árboles genéticamente superiores con un manejo nutrimental adecuado promueve el rendimiento de las plantaciones forestales comerciales (Munsell & Fox, 2010) y es una forma de aumentar la productividad de P. patula en nuestro país. En México se reportan avances en el mejoramiento genético de P. patula a través de la identificación de individuos más productivos o con mayor calidad de madera (Bustillos-Aguirre, Vargas-Hernández, López-Upton, & Ramírez-Valverde, 2018; Valencia-Manzo & Vargas-Hernández, 2001), mediante el establecimiento y evaluación del desempeño de nuevas familias de árboles seleccionadas en su área de distribución natural.
Existen nuevas tecnologías de mayor efectividad para la nutrición de la planta como son los fertilizantes de liberación controlada, los cuales están compuestos por fertilizantes tradicionales recubiertos por una capa de polímero que, al humedecerse, se liberan lentamente al suelo por difusión, de forma que la pérdida se minimiza y se reduce el tiempo y energía requeridos para ser absorbidos (Ali & Danafar, 2015; Chandra et al., 2019; Reyes-Millalón, Gerding, & Thiers-Espinoza, 2012). Por otro lado, también se ha documentado que los fertilizantes inorgánicos son efectivos para promover el crecimiento de P. patula (Lázaro-Dzul et al., 2012; Maliondo et al., 2005; Mavimbela, Crous, Morris, & Chirwa, 2018).
El presente experimento se planteó para evaluar la respuesta de P. patula en productividad al conjuntar la calidad genética y la condición nutrimental en un ensayo de progenies. El objetivo fue analizar el efecto de los fertilizantes tradicionales y de liberación controlada, y de las dosis definidas técnica o empíricamente, sobre el crecimiento de 20 familias de árboles con calidad genética diferente, divididos en un grupo superior y otro inferior. Las hipótesis fueron: 1) el efecto de las dosis de fertilización definidas a través de análisis foliares o por conocimiento empírico (con base en experimentos previos) es similar entre sí; 2) el uso de fertilizantes de liberación controlada y fertilizantes agrícolas tradicionales produce respuestas similares en el crecimiento de los árboles; 3) el inicio y cese de crecimiento son influidos por los tratamientos de fertilización y 4) los grupos genotípicos muestran respuestas similares a la aplicación de fertilizantes.
Materiales y métodos
Área de estudio
El experimento se realizó en un ensayo de progenies de P. patula establecido en septiembre de 2015 en el predio Agua Prieta del ejido Peñuelas Pueblo Nuevo, Chignahuapan, Puebla (19° 57’ 43’’ N, 98° 06’ 11’’ O, 2 555 m de elevación). El clima es C(E)(w), semifrío subhúmedo con lluvias en verano, temperatura media anual de 13.5 °C y precipitación de entre 750 y 1 000 mm en las partes bajas y altas, respectivamente (Pérez-Soto, Figueroa-Hernández, García-Núñez, & Godínez-Montoya, 2017). El suelo está clasificado por el INEGI (Instituto Nacional de Estadística y Geografía, 2013) como Durisol y Andosol.
El ensayo de progenies está compuesto de 20 bloques con 100 familias de medios hermanos plantados en parcelas de un solo árbol por familia, colocados aleatoriamente en marco real a 3 x 3 m. Cada individuo fue parte de una familia de árboles de características fenotípicas sobresalientes, seleccionados en el bosque perteneciente al ejido (20° 00’ 11’’ N, 98° 07’ 48’’ O, 2 894 m de elevación). A los 3 años, los árboles fueron medidos y evaluados con un análisis de varianza; las medias ajustadas por efecto de los bloques (bloqueando el factor ambiental) ayudaron a determinar la calidad genética de cada grupo de familias (Salaya-Domínguez, López-Upton, & Vargas-Hernández, 2012). Se seleccionaron para el experimento 10 familias superiores y 10 de calidad genética inferior, según su desempeño en altura, para comparar su respuesta a los tratamientos de fertilización aplicados.
En junio de 2018 se realizó un muestreo de suelos y análisis foliar como diagnóstico. Las muestras de suelo se obtuvieron de los primeros 30 cm de profundidad de forma aleatoria en 12 bloques seleccionados para realizar el experimento (por sus características homogéneas en drenaje). Se generaron tres muestras compuestas y se analizaron acorde a la NOM-021-RECNAT-2000 (Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales [SEMARNAT], 2002). Las muestras foliares de tres individuos “superiores” y tres “inferiores” genéticamente se obtuvieron conforme a la metodología utilizada por Wells y Allen (1985). Las muestras se secaron en estufa por 72 horas a 70 °C, se molieron y se analizaron. Las concentraciones de N se determinaron por el método micro-Kjeldahl y las de P, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, Mn y B por espectrometría de emisión óptica de inducción de plasma acoplado (Varian ICP OES 725-ES; Mulgrave, Australia), utilizando digestiones con una mezcla de H2SO4:HClO4 (2:1, v:v) (Alcántar-González & Sandoval-Villa, 1999).
Definición de los tratamientos
El tratamiento 1 correspondió a los árboles sin aplicación de fertilizante, los cuales se consideraron como control. El tratamiento 2 o “técnico” se definió al comparar las concentraciones nutrimentales obtenidas en los análisis foliares y las concentraciones críticas reportadas por Sánchez-Parada, López-López, Gómez-Guerrero, y Pérez-Suárez (2018) para P. patula. Para corregir las deficiencias encontradas se aplicaron dosis de 91 mL de Ca, 53 mL de Mn, 10 mL de Zn y 5 mL de Fe al suelo de cada árbol, utilizando fertilizantes líquidos a concentraciones del 10 %, 4 %, 8 % y 8 % de dichos nutrimentos, respectivamente.
El tratamiento 3 se definió de forma empírica con base en otros trabajos de fertilización en especies relacionadas y condiciones similares (Reyes-Millalón et al., 2012; Štofko, 2010; Vázquez-Cisneros et al., 2018). El tratamiento consistió en la aplicación de 20 g·árbol-1 de un fertilizante de liberación controlada (porcentaje % en peso: N-NO3 = 5.80 %, N-NH4 = 6.60 %, P2O5 = 6.00 %, K2O = 12.00 %, CaO = 2.00 %, MgO = 3.50 %, Si = 2.10 %, S = 0.00 %, Fe = 0.40 %, Mn = 0.05 %, Cu = 0.04 %, Mo = 0.01 %, Zn = 0.06 % y B = 0.03 %, concentraciones reportadas por el fabricante), con un tiempo de liberación de seis meses en función de la humedad y la temperatura del suelo.
El tratamiento 4 se estableció como contraparte del anterior, a partir de fertilizantes agrícolas tradicionales como urea, fosfonitrato, sulfato de magnesio, nitrato de potasio y sulfato de cobre a dosis de 4.32, 2.76, 2.46, 5.22 y 0.04 g·árbol-1, respectivamente; además, ácido fosfórico y fertilizantes líquidos de Ca al 10 %, Mn al 4 %, Zn al 8 % y Fe al 8 % a dosis de 1.55, 0.87, 2.29, 0.13 y 0.24 mL·árbol-1, respectivamente, con el fin de asemejar las concentraciones del fertilizante de liberación controlada (excepto el Si, Mo y B).
Los tratamientos se aplicaron en septiembre de 2018, aleatorizados a nivel de bloque, de tal forma que cada tratamiento tuvo tres repeticiones. Cada repetición incluye 20 familias representadas por un solo árbol. Los tratamientos 2 y 4 se aplicaron en solución, distribuyéndolos de forma manual en la zona de goteo de las copas de los árboles. El tratamiento 3 se aplicó en la misma zona, en los cuatro puntos cardinales, colocando los gránulos en una pequeña apertura a nivel superficial del suelo que después fue cubierta.
Medición de las variables
En octubre de 2018 se realizó la medición inicial del diámetro al cuello de la raíz (DCR, cm), diámetro a la altura de 1.3 m (DIAM, cm), altura total (ALT, cm) y número de verticilos (VERT). Los diámetros se midieron con cinta diamétrica marca Lufkin® y la altura con un estadal Apex® de 5 m de altura. La medición final se realizó en noviembre del 2019.
La fenología se evaluó en días julianos mediante la determinación del inicio (YEMA_IN) en febrero (7, 11, 18 y 25) y el cese del crecimiento en altura (YEMA_F) en octubre (1, 11, 21 y 30) y noviembre (14) de 2019. En noviembre de 2019 se hizo el muestreo foliar conforme a Wells y Allen (1985). El material recolectado se secó durante tres días en estufa a 70 °C y se obtuvo la masa de 100 acículas (MASA_100, g) con una balanza de precisión a centésimas de gramo (Chyo® JK-200, Chyo Balance Corp., Japón).
Otras variables calculadas fueron la tasa de crecimiento absoluto (TCA) y la tasa relativa de producción (TRP) para el DCR, DIAM, ALT, VERT y el índice de biomasa [IB (dm3) = (DCR2 * ALT)/1000] (Álvarez, Rodríguez, & Suárez, 1999), además de la MASA_100, YEMA_IN y YEMA_F, utilizando las fórmulas de Hunt (1990):
donde,
TCA = incremento total promedio para un intervalo definido
TRP = tasa relativa de producción promedio para un intervalo definido
W(1,2) = incremento corriente y del periodo anterior para la variable evaluada (DCR, DIAM, ALT, IB y VERT)
t(1,2)
Modelo y análisis estadístico
El modelo estadístico de bloques completamente al azar permite identificar los efectos de cada factor y la interacción entre ellos, el cual corresponde a:
donde,
y ijkl = valor observado del individuo de la k-ésima familia, dentro del j-ésimo grupo genotípico, en el i-ésimo bloque anidado en el tratamiento l-ésimo de fertilización
µ = media poblacional
T l = efecto fijo del l-ésimo tratamiento de fertilización
B
i(l)
= efecto aleatorio del i-ésimo bloque anidado en el l-ésimo tratamiento de fertilización
G j = efecto fijo del j-ésimo grupo genotípico de árboles
TG jl = efecto fijo de la interacción tratamiento de fertilización y grupo genotípico
RG
ijl
= efecto aleatorio de la interacción repetición y grupo genotípico
F
k(j)
= efecto aleatorio de la k-ésima familia anidada en el grupo genotípico
TF
jkl
= efecto aleatorio de la interacción tratamiento y familia dentro del grupo genotípico
ε
jkl
= error asociado a dichos efectos
l = tratamientos 1, 2, 3 y 4
i = bloques 1, 2 y 3 por tratamiento
j = genotipos superiores e inferiores
k = 10 familias por cada grupo genotípico.
Los datos se analizaron con el procedimiento MIXED del programa estadístico SAS 9.4® utilizando el método de Máxima Verosimilitud Restringida (REML, siglas en inglés), para determinar la existencia de diferencias significativas (SAS Institute, 2015); cuando las hubo, la separación de medias se hizo mediante comparación directa entre pares (PROC MIXED).
Resultados
Análisis foliar y de suelos
Los Cuadros 1 y 2 indican que las características fisicoquímicas del suelo fueron adecuadas para el desarrollo de P. patula, aunque la materia orgánica fue baja; los nutrimentos P-Bray, Cu, Mg y K se encontraron en valores deficientes, según la NOM-021-RECNAT-2000 (SEMARNAT, 2002). Asimismo, el Cuadro 3 muestra los resultados del análisis foliar, con base en el cual se formuló la dosis de fertilización “técnica”, a partir de las deficiencias nutrimentales detectadas.
Característica fisicoquímica | Valor |
---|---|
Textura | Arcillosa |
Densidad aparente | 1.19 g·cm-3 |
Humedad gravimétrica | 28.67 % a capacidad de campo y |
(en muestras tamizadas) | 23.67 % a punto de marchitez permanente |
pH | 5.45 |
Materia orgánica | 2.45% |
Nutrimento | Concentración |
---|---|
N | 0.09% |
Fe | 21 ppm |
Mn | 35 ppm |
Ca | 8.12 cmol·kg-1 |
Zn | 0.72 ppm |
P-Bray | 14.5 ppm |
Cu | 0.90 ppm |
Mg | 1.03 cmol·kg-1 |
K | 0.26 cmol· kg-1 |
Muestra compuesta | N | P | K | Ca | Mg | Fe | Cu | Zn | Mn | B |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
(%) | (ppm) | |||||||||
Genotipos inferiores | ||||||||||
1 | 1.33 | 2 003.70 | 9 479.75 | 1 077.71 | 1 649.17 | 75.83 | 3.31 | 16.45 | 132.39 | 26.09 |
2 | 2.24 | 2 096.87 | 8 873.34 | 1 036.91 | 1 150.24 | 95.55 | 4.76 | 19.44 | 107.27 | 22.96 |
3 | 1.89 | 2 389.35 | 10 132.00 | 1 202.64 | 1 695.23 | 110.77 | 3.97 | 18.15 | 149.9 | 25.86 |
Media ± error estándar (A) | 1.82 | 2 163.31 | 9 495.03 | 1 105.75 | 1 498.21 | 94.05 | 4.02 | 18.01 | 129.85 | 24.97 |
(±0.27) | (±116.18) | (±363.42) | (±49.85) | (±174.49) | (±10.11) | (±0.42) | (±0.86) | (±12.37) | (±1.01) | |
Concentraciones críticas (B) | 1.49 | 1 300.00 | 6 300.00 | 3 300.00 | 1 400.00 | 118.69 | 2.14 | 30.6 | 187.47 | 11.25 |
Diagnóstico (A-B) | 0.33 | 863.31 | 3 195.03 | -2 194.25 | 98.21 | -24.64 | 1.88 | -12.59 | -57.62 | 13.72 |
Genotipos superiores | ||||||||||
1 | 1.68 | 2 123.03 | 7 097.34 | 1 224.90 | 1 245.67 | 92.321 | 2.92 | 22.85 | 111.76 | 23.1 |
2 | 1.82 | 2 231.16 | 9 782.76 | 1 049.83 | 1 418.61 | 82.418 | 4.28 | 19.05 | 82.73 | 25.54 |
3 | 1.54 | 1 733.35 | 8 261.08 | 895.34 | 1 359.88 | 64.121 | 2.77 | 10.62 | 86.92 | 21.49 |
Media ± error estándar (A) | 1.68 | 2 029.18 | 8 380.39 | 1 056.69 | 1 341.39 | 79.62 | 3.32 | 17.51 | 93.81 | 23.38 |
(±0.48) | (±439.04) | (±1 912.5) | (±1 111.69) | (±414.33) | (±37.45) | (±0.70) | (±11.23) | (±52.3) | (±3.6) | |
Concentraciones críticas (B) | 1.49 | 1 300.00 | 6 300.00 | 3 300.00 | 1 400.00 | 118.69 | 2.14 | 30.6 | 187.47 | 11.25 |
Diagnóstico (A-B) | 0.19 | 729.18 | 2 080.39 | -2 243.31 | -58.61 | -39.07 | 1.18 | -13.1 | -93.67 | 12.13 |
De acuerdo con los Cuadros 4 y 5, los efectos de los tratamientos de fertilización no fueron estadísticamente diferentes para las variables evaluadas. No obstante, la condición genética sí influyó significativamente en las tasas de crecimiento absoluto y relativo de producción del índice de biomasa (P ≤ 0.01), así como en las tasas relativas de producción de altura y diámetro al cuello de la raíz (P ≤ 0.05). Por su parte, la tasa de crecimiento absoluto del diámetro y el inicio del crecimiento fueron significativamente diferentes con P = 0.09.
Los tratamientos de fertilización y el grupo genético tuvieron interacción significativa (P ≤ 0.05) sobre las tasas relativas de producción del diámetro al cuello de la raíz y el índice de biomasa, de igual forma ocurrió con la tasa relativa de producción de la altura, pero a una menor significancia (P ≤ 0.10). Para dichas variables, la Figura 1 ilustra que la interacción entre tratamiento*grupo genotípico fue estadísticamente diferente (P ≤ 0.001) para el caso del tratamiento de fertilización de liberación controlada del grupo superior en contraste al mismo tratamiento del grupo inferior que generó los valores más altos. Los tratamientos control y de liberación controlada del grupo genético inferior también causaron efecto significativamente diferente (P ≤ 0.10) para las mismas variables (Figura 1), siendo el tratamiento de liberación controlada el que generó una mayor respuesta sobre los árboles. De manera particular, el tratamiento de liberación controlada del grupo genéticamente superior tuvo efecto menor (P ≤ 0.10) en la tasa de crecimiento relativo en altura total en comparación con los tratamientos de fertilización “técnica” y agrícola (Figura 1). El resto de las variables evaluadas para los efectos considerados en el Cuadro 4 no fueron estadísticamente diferentes.
Efecto | TRP IB | TRP DCR | TRP ALT | TCA IB | TCA DIAM | YEMA_IN |
---|---|---|---|---|---|---|
Pr > F | ||||||
Fertilización (F) | 0.74 | 0.8 | 0.57 | 0.83 | 0.87 | 0.94 |
Grupo genotípico (G) | 0.01 | 0.03 | 0.02 | 0.01 | 0.09 | 0.09 |
Interacción F*G | 0.02 | 0.05 | 0.1 | 0.54 | 0.51 | 0.92 |
TCA: tasa de crecimiento absoluto, TRP: tasa relativa de producción, IB: índice de biomasa, DCR: diámetro al cuello de la raíz, ALT: altura total, DIAM: diámetro a la altura de pecho, YEMA_IN: inicio del crecimiento.
Factor | Altura (cm·año-1) | Diámetro al cuello de la raíz (cm·year-1) | Índice de biomasa (dm3·year-1) | Diámetro (cm·año-1) | Verticilos (unidades·año-1) | Masa de 100 acículas (g) | Yema_in (días julianos) | Yema_f (días julianos) | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
TCA | TRP | TCA | TRP | TCA | TRP | TCA | TRP | TCA | TRP | ||||
Tratamiento | |||||||||||||
Tratamiento 1 | 155 ± 9.18 a | 0.48 ± 0.02 a | 3.8 ± 0.24 a | 0.45 ± 0.02 a | 38.61 ± 6.27 a | 1.38 ± 0.06 a | 2.82 ± 0.28 a | 0.72 ± 0.07 a | 4.7 ± 0.36 a | 0.48 ± 0.02 a | 2.77 ± 0.09 a | 43.0 ± 0.85 a | 312.6 ± 2.65 a |
Tratamiento 2 | 154 ± 9.18 a | 0.51 ± 0.02 a | 3.9 ± 0.24 a | 0.48 ± 0.02 a | 36.45 ± 6.27 a | 1.47 ± 0.06 a | 2.90 ± 0.28 a | 0.86 ± 0.07 a | 4.2 ± 0.36 a | 0.46 ± 0.02 a | 2.87 ± 0.09 a | 42.4 ± 0.85 a | 316.9 ± 2.90 a |
Tratamiento 3 | 157 ± 9.18 a | 0.49 ± 0.02 a | 4.2 ± 0.24 a | 0.48 ± 0.02 a | 43.77 ± 6.27 a | 1.44 ± 0.06 a | 3.06 ± 0.28 a | 0.71 ± 0.07 a | 4.2 ± 0.36 a | 0.46 ± 0.02 a | 2.91 ± 0.09 a | 42.6 ± 0.84 a | 308.6 ± 3.26 a |
Tratamiento 4 | 157 ± 9.18 a | 0.51 ± 0.02 a | 4.0 ± 0.24 a | 0.47 ± 0.02 a | 36.83 ± 6.27 a | 1.45 ± 0.06 a | 3.12 ± 0.28 a | 0.84 ± 0.07 a | 4.4 ± 0.36 a | 0.47 ± 0.02 a | 2.80 ± 0.09 a | 42.4 ± 0.84 a | 313.0 ± 2.93 a |
Grupo genotípico | |||||||||||||
Inferior | 154 ± 5.24 A | 0.52 ± 0.01 B | 3.9 ± 0.14 A | 0.49 ± 0.01 B | 34.96 ± 3.37 B | 1.49 ± 0.04 B | 2.86 ± 0.15 B | 0.80 ± 0.04 A | 4.2 ± 0.25 A | 0.47 ± 0.02 A | 2.80 ± 0.08 A | 43.2 ± 0.53 B | 312.1 ± 1.72 A |
Superior | 158 ± 5.24 A | 0.47 ± 0.01 A | 4.1 ± 0.14 A | 0.45 ± 0.01 A | 42.86 ± 3.37 A | 1.38 ± 0.04 A | 3.09 ± 0.15 A | 0.76 ± 0.04 A | 4.6 ± 0.25 A | 0.47 ± 0.02 A | 2.87 ± 0.08 A | 42.0 ± 0.53 A | 313.4 ± 1.78 A |
Tratamientos: 1 = control, 2 = fertilización “técnica” con base en análisis foliares, 3 = fertilización de liberación controlada, 4 = fertilización agrícola tradicional. ± desviación estándar de la media. Valores promedio seguidos de letras distintas son diferentes entre sí (P ≤ 0.10) por comparaciones directas entre pares de medias (PROC MIXED).
Por otra parte, el inicio del crecimiento fue más rápido en los genotipos superiores que en los inferiores por un día (P ≤ 0.10) (Cuadros 4 y 5). El cese de crecimiento solo se pudo determinar para 61 árboles, los cuales tuvieron un periodo de crecimiento promedio de 270 días, mientras que 179 continuaban creciendo, presumiblemente por la ocurrencia de las últimas lluvias en el mes de noviembre.
El Cuadro 6 indica que, a nivel de familia dentro de los grupos genotípicos (F k(j) ), las tasas de crecimiento absoluto y relativo para el número de verticilos presentaron diferencias significativas (P ≤ 0.01). Esto también sucedió para el caso de la masa de 100 acículas, pero a una significancia menor (P ≤ 0.10). Por su parte, el efecto de la interacción entre la fertilización y las familias (TF jkl ) fue significativa en el caso de la tasa de crecimiento absoluto del diámetro al cuello de la raíz (P = 0.06) y la tasa relativa de producción del número de verticilos (P = 0.07).
Efecto | TCA VERT | TRP VERT | MASA_100 | TCA DCR |
---|---|---|---|---|
Pr > F | ||||
Fertilización (F) | 0.7045 | 0.7823 | 0.6779 | 0.7099 |
Grupo genotípico (G) | 0.0494 | 0.9414 | 0.4504 | 0.1989 |
Interacción F*G | 0.9077 | 0.8883 | 0.445 | 0.66 |
Familia (Grupo) | <0.001 | 0.005 | 0.0987 | 0.9403 |
Fertilización*Familia (Grupo) | 0.1848 | 0.0642 | 0.9969 | 0.0553 |
TCA: tasa de crecimiento absoluto, TRP: tasa relativa de producción, VERT: número de verticilos, MASA_100: masa de 100 acículas, DCR: diámetro al cuello de la raíz.
Discusión
Las concentraciones nutrimentales foliares se encontraron dentro del rango de valores normales obtenidos por Louw y Scholes (2003) para muestras tomadas en la época de crecimiento, con excepción del Ca, Mn y Fe que se encontraron en los límites inferiores, lo cual es consistente con la comparación de las concentraciones críticas reportadas por Sánchez-Parada et al. (2018).
Los resultados de crecimiento fueron mayores que los obtenidos por Gómez-Cárdenas, Vargas-Hernández, Jasso-Mata, Velázquez-Martínez, y Rodríguez-Franco (1998), quienes reportaron crecimientos en altura de 108 y 66 cm en P. patula de 4 años durante dos temporadas sucesivas de crecimiento de 300 días en Texcoco, México. No obstante, los resultados fueron menores que los señalados por Salazar-García et al. (1999) con incrementos en altura entre 174 ± 43 cm y 203 ± 43 cm en un año para dos procedencias de Zacatlán, área cercana a la del presente trabajo, en plantaciones de 1.5 años sin fertilizar de la misma especie. Tal situación también sucedió en el caso del número de ciclos de crecimiento (5.51 ± 1.50 y 5.77 ± 1.32) en comparación con los encontrados en este experimento (TCA_VERT).
Las exiguas diferencias observadas en las familias evaluadas pueden deberse a que el ensayo está en un sitio con nivel de estrés hídrico relativamente distinto al lugar de donde crecen sus progenitores; a pesar de que el área de recolecta y el ensayo están a 5 km de distancia, la precipitación media anual es 795 vs. 724 mm y el índice de aridez es 0.064 vs. 0.075, respectivamente (Virginia Tech & USDA Forest Service, 2020). La menor disponibilidad de agua debe haber influido en el crecimiento de los árboles, ya que la altura y el diámetro dependen de la disponibilidad de agua del año anterior y el corriente (Kozlowski, 1964); asimismo, afecta la eficiencia en el uso de otros recursos (Binkley, Stape, & Ryan, 2004), tal como lo indican Vásquez-García et al. (2015), quiénes no encontraron diferencias con la aplicación de fertilizantes agrícolas tradicionales en P. patula cuando la luz era el recurso limitante.
Las adaptaciones genéticas al lugar de procedencia también pueden limitar el crecimiento, aun cuando las condiciones ambientales sean propicias. Por ejemplo, en un experimento de procedencias en Huauchinango, lugar templado y húmedo, y la procedencia de Tlaxco, Tlaxcala, lugar frío y seco, P. patula no creció adecuadamente (Salazar-García et al., 1999). Adicionalmente, estos autores encontraron que la elevación de la procedencia se correlacionaba negativamente con el número de ciclos de crecimiento (r = -0.80) y el incremento en altura (r = -0.82); es decir, los orígenes de mayor altitud presentaron menor crecimiento en altura y menos ciclos generados por año.
La ausencia de respuesta a la fertilización en este experimento contrasta con lo reportado por Reyes-Millalón et al. (2012), quienes demostraron la eficiencia de los fertilizantes de liberación controlada en el crecimiento de Pinus radiata D. Don con dosis de 10 a 20 g en plántulas de 46 meses después de establecidas. Los resultados también contrastan con el estudio de Vázquez-Cisneros et al. (2018), quienes afirman que algunos tratamientos con fertilizantes agrícolas tradicionales generaron la misma respuesta que los de lenta liberación en Pinus greggii Engelm. ex Parl. var. greggii, un año después de aplicar 7 a 14 g de fertilizantes en el establecimiento. Štofko (2010) obtuvo resultados significativos en plantaciones de Picea abies (L.) H. Karst de 3 años, durante los cuales aplicó fertilizante de liberación controlada (50 g), y en Larix decidua Mill. registró diferencias en altura desde el primer año. Los trabajos anteriores sugieren que tanto las dosis de fertilizante como la edad de la plantación pudieron ser un factor limitante de la respuesta a la fertilización en este estudio.
Para el presente caso, la fecha de inicio del crecimiento se adelantó ligeramente a causa de los tratamientos de fertilización, tal como reportaron Fløistad (2002) y Pan, Jacobs, y Li (2017) en brinzales de P. abies y Pinus tabuliformis Carrière, respectivamente, aunque el efecto no fue estadísticamente significativo. No obstante, el efecto genético sí fue significativo, lo que es consistente con el hecho de que la fenología en Pinus posee un control genético heredable tanto para el rompimiento, la dormancia de las yemas y los requerimientos de frío para su inducción (temperatura y fotoperiodo) (Cooke, Eriksson, & Junttila, 2012).
Los resultados obtenidos por Salaya-Domínguez et al. (2012) y Bustillos-Aguirre et al. (2018) sugieren que P. patula tiene control genético bajo a moderado y con interacción genotipo*ambiente (G*A) en edades tempranas. La interacción G*A puede verse afectada por la fertilización, particularmente en el uso del N y el P (Li, McKeand, & Allen, 1991; Zhang, Zhou, & Yang, 2013), lo que ocurrió en este experimento como una respuesta conjunta de todas las familias dentro del grupo genotípico y no por la existencia de familias particularmente eficientes en el uso de los nutrimentos aplicados. Esto contrasta con lo reportado por Zas, Pichel, Martíns, y Fernández-López (2006) en P. radiata, quienes reportaron efectos positivos en altura ante el uso de fertilizantes agrícolas tradicionales, y encontraron que algunas familias tenían mayor eficiencia en el uso de los nutrimentos; no obstante, al analizarlos en su conjunto, la interacción familia*fertilización no fue significativa, presumiblemente por diferencias en fertilidad de cada sitio, previo a la fertilización. Martins, Sampedro, Moreira, y Zas (2009), en un experimento similar con Pinus pinaster Aiton, encontraron diferencias significativas para la altura en los cinco años que evaluaron las plantaciones. Dichos autores determinaron la eficiencia del uso de los análisis foliares para corregir las deficiencias nutrimentales en dos de los tres sitios evaluados, y demostraron también la existencia de interacciones del genotipo con la disponibilidad nutrimental.
Conclusiones
Las fórmulas de fertilización en árboles de Pinus patula de tres años, incluida la propuesta a partir del análisis foliar, no generaron respuestas significativas en el crecimiento y producción de biomasa al año de evaluación. No obstante, los árboles sí presentaron diferencias significativas por efecto del grupo genético y por la interacción genotipo*fertilización, donde los genotipos superiores e inferiores presentaron valores mayores de crecimiento absoluto y tasa relativa de producción, respectivamente. El fertilizante de liberación controlada provocó el mayor crecimiento en los genotipos superiores en contraste con los fertilizantes tradicionales que no fueron estadísticamente diferentes al control. El uso de fertilizantes de liberación controlada parece ser una opción viable para promover el crecimiento de plantaciones jóvenes en campo, siempre que se aplique en dosis y fórmulas adecuadas y existan las condiciones ambientales que permitan su mejor utilización.
Agradecimientos
Al CONACYT por la beca otorgada al primer autor para la realización de este estudio y al ejido de Peñuelas en Pueblo Nuevo, Chignahuapan, Puebla, por las facilidades otorgadas
REFERENCIAS
Alcántar-González, G., & Sandoval-Villa, M. (1999). Manual de análisis químico de tejido vegetal: guía de muestreo, preparación, análisis e interpretación. Chapingo, México: Sociedad Mexicana de la Ciencia del Suelo, Universidad Autónoma Chapingo. [ Links ]
Ali, S., & Danafar, F. (2015). Controlled-release fertilizers: Advances and challenges. Life Science Journal, 12(11), 33-45. Retrieved from http://www.lifesciencesite.com/lsj/life121115/005_17565life121115_33_45.pdf [ Links ]
Álvarez, J., Rodríguez, J., & Suárez, D. (1999). Mejoramiento de la productividad de plantaciones de Pinus radiata D. Don, a través de un método racional de fertilización. Bosque, 20(1), 23-36. Retrieved from http://revistas.uach.cl/pdf/bosque/v20n1/art03.pdf [ Links ]
Binkley, D., Stape, J. L., & Ryan, M. G. (2004). Thinking about efficiency of resource use in forests. Forest Ecology and Management, 193(1-2), 5-16. doi: 10.1016/j.foreco.2004.01.019 [ Links ]
Bustillos-Aguirre, C. V., Vargas-Hernández, J. J., López-Upton, J., & Ramírez-Valverde, G. (2018). Repetibilidad de parámetros genéticos de las características de ramificación en progenies de Pinus patula. Madera y Bosques, 24(1), 1-10. doi: 10.21829/myb.2018.2411131 [ Links ]
Chandra, M. S., Lal, M., Naresh, R. K., Yadav, S., Kumar, R., Kumar, R., … Lavanya, N. (2019). Role of polymer coated fertilizers (PCFS) an advance technology for improving nutrient use efficiency and crop productivity: A review. International Journal of Chemical Studies, 7(6), 2667-2679. Retrieved from http://www.chemijournal.com/archives/2019/vol7issue6/PartAR/7-6-475-496.pdf [ Links ]
Comisión Nacional Forestal (CONAFOR), & Colegio de Postgraduados (COLPOS). (2009). Situación actual y perspectivas de las plantaciones forestales comerciales en México. Zapopan, México: Comisión Nacional Forestal-Colegio de Postgraduados. [ Links ]
Cooke, J. E. K., Eriksson, M. E., & Junttila, O. (2012). The dynamic nature of bud dormancy in trees: Environmental control and molecular mechanisms. Plant, Cell and Environment, 35(10), 1707-1728. doi: 10.1111/j.1365-3040.2012.02552.x [ Links ]
Dvorak, W. S., Hodge, G. R., Kietzka, J. E., Malan, F., Osorio, L. F., & Stanger, T. K. (2000). Pinus patula. In CAMCORE Cooperative (Ed.), Conservation & testing of tropical & subtropical forest tree species by the CAMCORE cooperative (pp. 148-173). Raleigh, USA: Carolina State University. [ Links ]
Fløistad, I. S. (2002). Effects of excessive nutrient supply and short day treatment on autumn frost hardiness and time of bud break in Picea abies seedlings. Scandinavian Journal of Forest Research, 17(4), 295-303. doi: 10.1080/02827580260138053 [ Links ]
Gómez-Cárdenas, M., Vargas-Hernández, J. J., Jasso-Mata, J., Velázquez-Martínez, A., & Rodríguez-Franco, C. (1998). Patrón de crecimiento anual del brote terminal en árboles jóvenes de Pinus patula. Agrociencia, 32(4), 357-363. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/266391132 [ Links ]
Hunt, R. (1990). Basic growth analysis. London, UK: Unwin Hyman. [ Links ]
Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI). (2013). Conjunto de datos perfiles de suelos. Escala 1:250 000 serie II (continuo nacional). Retrieved May 23, 2020 from https://www.inegi.org.mx/app/biblioteca/ficha.html?upc=702825266707 [ Links ]
Kozlowski, T. T. (1964). Shoot growth in woody plants. The Botanical Review, 30(3), 335-392. Retrieved from http://www.jstor.org/stable/4353695 [ Links ]
Lázaro-Dzul, M. O., Velázquez-Mendoza, J., Vargas-Hernández, J. J., Gómez-Guerrero, A., Álvarez-Sánchez, M. E., & López-López, M. A. (2012). Fertilización con nitrógeno, fósforo y potasio en un latizal de Pinus patula Schl. et Cham. Revista Chapingo Serie Ciencias Forestales y del Ambiente, 18(1), 33-42. doi: 10.5154/r.rchscfa.2011.01.001 [ Links ]
Li, B., McKeand, S. E., & Allen, H. L. (1991). Genetic variation in nitrogen use efficiency of loblolly pine seedlings. Forest Science, 37(2), 613-626. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/233523956%0AGenetic [ Links ]
Louw, J. R., & Scholes, M. C. (2003). Foliar nutrient levels as indicators of site quality for Pinus patula in the Mpumalanga escarpment area. The Southern African Forestry Journal, 197(1), 21-30. doi: 10.1080/20702620.2003.10431718 [ Links ]
Maliondo, S. M. S., Mtui, E. B., Chamshama, S. A. O., Nsolomo, V. R., Msanya, B. M., & Mhando, M. L. (2005). Early response of second-rotation Pinus patula stands to nitrogen and phosphate fertilizers at Sao Hill forest plantation, Tanzania. Journal of Tropical Forest Science, 17(1), 413-418. Retrieved from https://www.jstor.org/stable/23616528 [ Links ]
Martins, P., Sampedro, L., Moreira, X., & Zas, R. (2009). Nutritional status and genetic variation in the response to nutrient availability in Pinus pinaster. A multisite field study in Northwest Spain. Forest Ecology and Management, 258(7), 1429-1436. doi: 10.1016/j.foreco.2009.06.041 [ Links ]
Mavimbela, L. Z., Crous, J. W., Morris, A. R., & Chirwa, P. W. (2018). The importance of harvest residue and fertiliser on productivity of Pinus patula across various sites in their first, second and third rotations, at Usutu Swaziland. New Zealand Journal of Forestry Science, 48(5), 1-14. doi: 10.1186/s40490-018-0110-1 [ Links ]
Munsell, J. F., & Fox, T. R. (2010). An analysis of the feasibility for increasing woody biomass production from pine plantations in the southern United States. Biomass and Bioenergy, 34(12), 1631-1642. doi: 10.1016/j.biombioe.2010.05.009 [ Links ]
Pan, J., Jacobs, D. F., & Li, G. (2017). Combined effects of short-day treatment and fall fertilization on growth, nutrient status, and spring bud break of Pinus tabulaeformis seedlings. iForest, 10(1), 242-249. doi: 10.3832/ifor2178-009 [ Links ]
Pérez-Soto, F., Figueroa-Hernández, E., García-Núñez, R. M., & Godínez-Montoya, L. (2017). Genética y fertilización en la producción agrícola. Texcoco, México: ECORFAN. Retrieved from https://www.ecorfan.org/handbooks/Ciencias de la Biologia Agronomia y Economia T-I/HCBAE_TI.pdf [ Links ]
Reyes-Millalón, J., Gerding, V., & Thiers-Espinoza, O. (2012). Fertilizantes de liberación controlada aplicados al establecimiento de Pinus radiata D. Don en Chile. Revista Chapingo Serie Ciencias Forestales y del Ambiente, 18(3), 313-328. doi: 10.5154/r.rchscfa.2011.08.060 [ Links ]
Sáenz-Romero, C., Beaulieu, J., & Rehfeldt, G. E. (2011). Variación genética altitudinal entre poblaciones de Pinus patula de Oaxaca, México, en cámaras de crecimiento simulando temperaturas de calentamiento global. Agrociencia, 45(3), 399-411. Retrieved from https://agrociencia-colpos.mx/index.php/agrociencia/article/view/887/887 [ Links ]
Salaya-Domínguez, J. M., López-Upton, J., & Vargas-Hernández, J. J. (2012). Variación genética y ambiental en dos ensayos de progenies de Pinus patula. Agrociencia, 46(5), 519-534. Retrieved from http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-31952012000500009 [ Links ]
Salazar-García, J. G., Vargas-Hernández, J. J., Jasso-Mata, J., Molina-Galán, J. D., Ramírez-Herrera, C., & López-Upton, J. (1999). Variación en el patrón de crecimiento en altura de cuatro especies de Pinus en edades tempranas. Madera y Bosques, 5(2), 19-34. Retrieved from http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=61750203 [ Links ]
Sánchez-Parada, A., López-López, M. Á., Gómez-Guerrero, A., & Pérez-Suárez, M. (2018). Critical nutrient concentrations and DRIS norms for Pinus patula. Preprints, 1-13. doi: 10.20944/preprints201801.0011.v1 [ Links ]
SAS Institute. (2015). The mixed procedure. SAS/STAT(R) 14.1 User’s Guide. Cary, USA: Author. Retrieved from https://support.sas.com/documentation/onlinedoc/stat/930/mixed.pdf [ Links ]
Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT). (2002). Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000, que establece las especificaciones de fertilidad, salinidad y clasificación de suelos. Estudios, muestreo y análisis. México: Diario Oficial de la Federación. [ Links ]
Štofko, P. (2010). Effects of slow-release fertilizers of Silvamix and Silvagen line on growth of a young spruce and larch forest plantation three years after application. Folia Forestalia Polonica, Series A, 52(1), 54-60. doi: 10.5281/zenodo.30866 [ Links ]
Valencia-Manzo, S., & Vargas-Hernández, J. J. (2001). Correlaciones genéticas y selección simultánea del crecimiento y densidad de la madera en Pinus patula. Agrociencia, 35(1), 109-120. Retrieved from https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=30235110 [ Links ]
Vázquez-Cisneros, I., Prieto-Ruíz, J. A., López-López, M. A., Wehenkel, C., Domínguez-Calleros, C. P. A., & Muñoz-Sáez, F. E. (2018). Growth and survival of a plantation of Pinus greggii Engelm. ex Parl. var. greggii under different fertilization treatments. Revista Chapingo Serie Ciencias Forestales y del Ambiente, 24(2), 251-264. doi: 10.5154/r.rchscfa.2017.05.036 [ Links ]
Vásquez-García, I., López-López, M. Á., Ángeles-Pérez, G., Trinidad-Santos, A., Jiménez-Casas, M., & Aguilar-Benítez, G. (2015). Aclareo y fertilización química en la productividad primaria neta de plantaciones de Pinus patula Schiede ex Schltdl. et Cham. Revista Mexicana de Ciencias Forestales, 6(31), 82-93. Retrieved from http://www.scielo.org.mx/pdf/remcf/v6n31/v6n31a7.pdf [ Links ]
Virginia Tech & USDA Forest Service. (2020). Research on forest climate change: Potential effects of global warming on forests and plant climate relationships in Western North America and Mexico. Retrieved May 31, 2020, from http://charcoal.cnre.vt.edu/climate/ [ Links ]
Wells, C., & Allen, L. (1985). A loblolly pine management guide: When and where to apply fertilizer. Asheville, USA: US Department of Agriculture-Forest Service-Southern Forest Experiment Station. Retrieved from http://www.srs.fs.usda.gov/pubs/viewpub.php?index=921 [ Links ]
Zas, R., Pichel, F., Martíns, P., & Fernández-López, J. (2006). Fertilization x genotype interaction in Pinus radiata open pollinated families planted in three locations in Galicia (NW Spain). New Forests, 32(3), 253-263. doi: 10.1007/s11056-006-9000-0 [ Links ]
Zhang, Y., Zhou, Z., & Yang, Q. (2013). Genetic variations in root morphology and phosphorus efficiency of Pinus massoniana under heterogeneous and homogeneous low phosphorus conditions. Plant and Soil, 364(1-2), 93-104. doi: 10.1007/s11104-012-1352-y [ Links ]
Recibido: 14 de Agosto de 2020; Aprobado: 30 de Septiembre de 2021