Recursos naturales renovables

 

Producción de Pinus greggii Engelm. En mezclas de sustrato con hidrogel y riego, en vivero

 

Nursery production of Pinus greggii Engelm. In mixtures of substrate with hydrogel and irrigation levels

 

K. Reyna Maldonado-Benitez, Arnulfo Aldrete*, Javier López-Upton, Humberto Vaquera-Huerta, V. Manuel Cetina-Alcalá

 

Forestal. Campus Montecillo. Colegio de Postgraduados. 56230. Montecillo, Estado de México. (aaldrete@colpos.mx), (uptonj@colpos.mx), (hvaquera@colpos.mx), (vicmac@colpos.mx). * Autor responsable

 

Recibido: Abril, 2010.
Aprobado: Febrero, 2011.

 

Resumen

Existen subproductos industriales maderables útiles como sustratos o sustancias acondicionadoras para mejorar la humedad disponible a las plantas en vivero. Para contribuir a su aprovechamiento se evaluó el efecto de un polímero sintético (hidrogel) en mezclas de sustrato alternativo con cuatro niveles de riego para la producción de Pinus greggii Engelm., en vivero. El diseño experimental fue de parcelas divididas con un tratamiento adicional, y se probaron 10 mezclas de sustrato compuestas por aserrín, corteza de pino, turba, agrolita y vermiculita. Cinco meses después de aplicar los riegos, las plantas desarrolladas en 20 % corteza + 80 % aserrín y 4 g L^-1 de hidrogel presentaron el mayor incremento (p ≤ 0.05) para las variables altura (21.8 cm) y diámetro (3 mm). En los tratamientos sin restricción de humedad las tasas de crecimiento fueron mayores (p≤ 0.05) en altura (32.8 cm), diámetro del cuello (3.3 mm) y relación parte aérea / raíz (2.13). Sin embargo, en la condición de estrés los incrementos no fueron significativos para la altura (15.64 cm), diámetro del cuello (2.56 mm) y relación parte aérea / raíz (1.8). Los tratamientos con dosis altas de hidrogel tienen éxito como medio de crecimiento al presentar valores cercanos al testigo.

Palabras clave: Pinus greggii Engelm., calidad de planta, sustrato, hidrogel, riego, vivero.

 

Abstract

There are timber industrial byproducts useful such as substrates or conditioners useful to improve water availability for nursery plants. In order to contribute to their utilization we assessed the effect of a synthetic polymer (hydrogel) in alternative substrate mixtures under four irrigation levels for the production of Pinus greggii Engelm., in nursery. The experimental design was a split plot with an additional treatment, and 10 substrate mixtures composed of sawdust, pine bark, peat, agrolite, and vermiculite were tested. Five months after applying irrigation levels, the plants developed in 20 % of bark + 80 % of sawdust and 4 g L^-1 of hydrogel, showed the highest increment (p≤ 0.05) for the variables height (21.8 cm) and diameter (3 mm). In the treatments without humidity restriction growth rates were greater (p≤ 0.05) in height (32.8 cm), root collar diameter (3.3 mm) and shoot / root ratio (2.13). However, under stress condition increments of height (15.64 cm), root collar diameter (2.56 mm), and shoot / root ratio(1.8) were not significant. The treatments with high doses of hydrogel are successful as growth medium, having values close to the control.

Key words: Pinus greggii Engelm., plant quality, substrate, hydrogel, irrigation, nursery.

 

Introducción

En el vivero es necesario contar con material genético confiable, así como incorporar tecnología específica en el proceso de producción. Así, el sustrato en el cual se desarrollan los primeros estadios es un elemento fundamental para obtener plantas de calidad (Ansorena, 1994). La elección del sustrato es de especial interés para producir plántulas en vivero, debido a que su composición física y química está directamente relacionada con el crecimiento, vigor y producción de materia seca y supervivencia de las especies (Prieto, 1999). Por lo general, se usan mezclas de diferentes tipos buscando una textura liviana que facilite el drenaje y la aireación, y que presenten un medio apropiado donde la planta desarrolle un sistema radical adecuado para prosperar en el terreno definitivo (García et al., 2001).

El aserrín y la corteza de pino, subproductos biodegradables y reciclables de la industria maderera, son materiales de menor costo que la turba, la agrolita y la vermiculita, los cuales deben importarse. Además, reducen la actividad de hongos fitopatógenos y mejoran la porosidad (Landis et al., 1990). Como auxiliar en el manejo de la plantación y para proteger las raíces se han usado polímeros sintéticos, cuya principal característica es su alta capacidad de retención de agua (Johnson y Leah, 1990; Nissen, 1995), lo que disminuye la frecuencia de irrigación y las pérdidas de productos químicos por lixiviación y lavado (Save et al, 1995).

Debido a la importancia del sustrato en la calidad de planta, el objetivo de este estudio fue evaluar el efecto del hidrogel en mezclas de sustrato con aserrín y corteza de pino con cuatro niveles de riego en la producción de Pinus greggii Engelm., en vivero.

 

Materiales y Métodos

Este estudio se efectuó en un invernadero con cubierta de plástico en el Colegio de Postgraduados, Montecillo, Estado de México; 19° 29' N y 98° 54' O, a una altitud de 2250 m. Las semillas de P. greggii Engelm., variedad australis Donahue & López se obtuvieron del banco de germoplasma del Programa Forestal, y fueron recolectadas en el 2004 de 15 árboles en la comunidad de Fontezuelas, Meztitlán, Hidalgo.

El aserrín crudo fue de Pinuspatula Schl. et Cham., del aserradero del ejido Pueblo Nuevo, Zacatlán, Puebla, donde se usa para producir especies forestales en vivero, sustituyendo la turba, agrolita y vermiculita importados de Canadá. La corteza fue de Pinus douglasiana Martínez de la región sur del estado de Jalisco, donde se vende composteada.

Las mezclas (Cuadro 1) se prepararon con aserrín en proporciones no mayores de 80 % (Reyes et al., 2005). En este caso se combinaron corteza y aserrín ocupando turba, agrolita y vermiculita para el testigo, que es la mezcla más usada en viveros que producen planta en contenedores.

El 28 de noviembre del 2007 se prepararon las mezclas aplicando al sustrato un fertilizante de liberación lenta (Osmocote®), en dosis de 5 kg m^-3 con la fórmula 14-14-14 (N, P, K). Las dosis de hidrogel usadas en el sustrato fueron 0 (sin dosis), 2 (dosis media) y 4 g L^-1 (dosis alta).

La siembra se realizó el 29 de noviembre del 2007 y se depositaron dos a tres semillas en cada contenedor (130 cm³ volumen). Los riegos fueron diarios desde la siembra y la germinación ocurrió un mes después. Para prevenir el ataque de hongos se aplicó Captan® tioftalamidas (2 gL^-1) y Tecto® Thiabendazol (2 g L^-1). Se usó H₃PO₄ al 85 % para mantener el agua de riego con un pH de 6. En marzo del 2007 hubo presencia de Fusarium, que se controló con una mezcla de Cabendex®, Pircos® y Antrak® (1 g L^-1), aplicada cada 8 d con una bomba aspersora durante un mes. Los riegos cada 1, 2, 3 y 4 d comenzaron el 31 de marzo con una regadera manual. Esporádicamente se realizaron deshierbes manuales.

El diseño experimental fue de parcelas divididas con un tratamiento adicional, debido al arreglo factorial (Federer, 1955). Los niveles de riego se ubicaron en las parcelas grandes, y en las parcelas chicas se estableció las nueve combinaciones de sustrato e hidrogel, más el testigo. Los factores fueron: sustrato (3 mezclas), dosis de hidrogel (0, 2 y 4 g L^-1) y el testigo. La unidad experimental fue 49 plántulas por tratamiento con tres repeticiones, con un total de 1470 plántulas por cada nivel de riego aplicado a 30 charolas. El tamaño de muestra para el análisis destructivo fue de 15 brinzales elegidos del centro de cada parcela. El análisis de varianza para cada variable fue mediante el procedimiento GLM (SAS, 2004). Las medias se compararon con la prueba de Tukey (p≤ 0.05).

Las plántulas se evaluaron el 21 de agosto del 2008, cinco meses después de aplicar los niveles de riegos. Se tomaron datos de diámetro del tallo (mm, desde la base del tallo), y altura de la planta (cm, desde la base del tallo, hasta la yema apical); así comolas biomasas aérea y radical, con lo cual se calculó la relación parte área/raíz, el índice de esbeltez y el índice de calidad de Dickson.

Para evaluar la biomasa se extrajeron las plántulas de los contenedores y se eliminó el sustrato adherido junto con el hidrogel, lavándose cuidadosamente. Las muestras se colocaron en bolsas de papel, por separado la parte aérea y la radical, con sus respectivas identificaciones; se secaron en estufa a 70 °C hasta un peso constante (72 h), luego se pesaron en una balanza analítica (precisión, 1 mg).

La relación parte aérea/raíz se calculó como el cociente entre el peso seco aéreo (g) y el peso seco radical (g) (Thompson, 1985). El índice de esbeltez se calculó mediante el coeficiente de la altura y el diámetro del tallo (Prieto et al., 1999). El índice de calidad de Dickson (ICD) se calculó integrando los valores de peso seco total e índice de esbeltez, así como la relación parte aérea/raíz (Dickson et al., 1960).

 

Resultados y Discusión

El sustrato, hidrogel y la interacción sustrato*hidrogel mostraron un efecto estadísticamente significativo (p≤0.05) para las variables altura, diámetro, peso seco de la parte aérea, peso seco de la raíz, relación parte aérea raíz e ICD, indicando que algunas mezclas influyen positivamente sobre estas variables (Cuadro 2).

Las plántulas que presentaron un diámetro (3 mm) y una altura (21.8 cm) mayores se desarrollaron en el sustrato con 80 % aserrín + 20 % corteza con 4 g L^-1 de hidrogel (Cuadro 3). El diámetro (2.7 mm) y la altura (19.8 cm) menores ocurrió con 60 % corteza + 40 % aserrín con 4 g L^-1 y sin hidrogel. Esto significa que el mejor sustrato produjo plántulas 9.3 % más largas y gruesas que el tratamiento con los menores valores. Respecto a los sustratos hubo diferencias significativas entre las mezclas M1 con 2 y 4 g L^-1 hidrogel en las variables altura y peso seco de la parte aérea. Las mezclas con 4 g L^-1 de hidrogel tuvieron diferencias significativas en las variables diámetro y peso seco de la parte aérea, en comparación con los tratamientos con 2 g L^-1 y sin hidrogel (Cuadro 3).

La altura final varió de 15 a 25 cm, recomendada por Prieto et al. (1999) para las coníferas de México. Mexal y Landis (1990) indican que con diámetros entre 5 y 6 mm es posible lograr tasas de supervivencia superiores al 80 %. En el presente experimento el diámetro fue menor a los 5 mm en todos los tratamientos.

En el peso seco de la parte aérea el mayor valor (1.67 g) se obtuvo con la mezcla 80 % aserrín + 20 % corteza con 4 g L^-1 (T9). Sin embargo, el mayor peso seco de la raíz (0.86 g) fue con la mezcla 60 % de aserrín + 40 % corteza sin hidrogel (T4), pero la misma mezcla con 4 g L^-1 de hidrogel (T3) causó un peso de raíz de 0.47 g.

Dentro de las variables indicadoras de la calidad de planta, el valor más alto de la relación parte aérea/ raíz (3.83) se presentó en plántulas con el tratamiento 3. No existió el equilibrio esperado entre el crecimiento de la parte aérea y la raíz (Cuadro 4).

Los valores de la relación PA/R en mezclas con dosis media y alta de hidrogel fueron mayores al intervalo recomendado por Thompson (1985) para sitios con humedad garantizada (2.5). Con base en esta característica se pretende que la parte aérea sea lo más cercano a la biomasa de la raíz (RPA/R =1) para una mayor supervivencia en campo, ya que la transpiración de la parte aérea no excede la capacidad de absorción de agua por la raíces. Sin embargo, aunque se carece de esta correlación habitual entre masa aérea y la raíz, en este estudio los tratamientos promovieron el crecimientos de la parte aérea, la cual se elongó ampliamente pero con ramificación escasa debido a la alta disponibilidad de humedad en el sustrato a causa del hidrogel.

Sánchez et al. (2008) reportan valores de hasta 3.58 en la RPA/R en sustratos con 40 % corteza + 60 % turba y 20 % corteza + 80 % aserrín, en contenedores de 220 cm³ para la producción de P. patula. Los tratamientos con 60 % corteza + 40 % aserrín y 40 % corteza + 60 % aserrín, ambos con 4 g L^-1 de hidrogel, fueron superiores a otras coníferas.

Los valores promedio del IE muestran el desequilibrio entre la parte aérea y la raíz. El mayor IE (7.71) se presentó en plántulas desarrolladas en 40 % corteza + 60 % aserrín y 2 g L^-1 de hidrogel, y el más bajo (7.01) en el sustrato con 60 % corteza + 40 % aserrín sin hidrogel (Cuadro 4). Al parecer, el exceso del recurso agua debido al hidrogel favoreció el crecimiento en altura a expensas del crecimiento en diámetro y raíz, como se ha citado para Eucalyptus grandis y otras especies forestales (Castillo et al., 2005).

El valor más alto del ICD (0.28) fue para el testigo, seguido por la mezcla con 60 % corteza y 40 % aserrín, así como el sustrato con 80 % aserrín +20 % corteza, ambos sin hidrogel (Cuadro 4). Estos bajos valores se comparan con los obtenidos por Sánchez et al. (2008) de 0.17 a 0.30; pero son menores a los encontrados por Reyes et al. (2005) en la producción de P. pseudostrobus, en un sustrato también a base de aserrín. Dado que el ICD combina la biomasa total de la planta con los dos índices anteriores (relación parte aérea/raíz e IE), los resultados obtenidos son lógicos puesto que reflejan el desequilibrio en el crecimiento ya descrito.

Efecto de las mezclas de sustrato en cuatro niveles de riego

El riego y la interacción riego®mezclas mostraron un efecto estadísticamente significativo (p≤0.05) para las variables altura, diámetro, peso seco de la parte aérea, peso seco de la raíz, relación parte aérea raíz e ICD (Cuadro 5). En la interacción del riego con las mezclas, la altura promedio de las plantas varió de 33 cm (riego diario) a 16 cm (riego cada cuatro días). Dentro del riego uno y dos, las alturas sobresalientes fueron las de los tratamientos con 40 % corteza y 60 % aserrín en las tres dosis de hidrogel.

El comportamiento de la altura en las plantas al final del estudio mostró la agrupación de los valores en riego 1 y 2 con promedio más alto en comparación del 3 y 4, aunque no fueron mejor ni igualaron los valores del testigo. Además, el diámetro del cuello fue más sensible en las plantas regadas diariamente, con valores hasta 3 mm. Con el tratamiento 9 hubo valores cercanos al testigo en los cuatro riegos (Figura 1).

Caso contrario fue el peso seco de la raíz donde en el riego 1 y 2, el tratamiento 4 (40 % corteza, 60 % aserrín y sin hidrogel) superó a los demás tratamientos y mantuvo valores cercanos al testigo en los otros riegos (Figura 2).

En el peso seco de la parte aérea, a excepción del riego 4 que presentó los valores más bajos, el tratamiento 9 superó al testigo (1.43 g). Estos resultados son similares a los obtenidos por Prieto et al. (2004) al evaluar el efecto del estrés hídrico en el potencial hídrico y en el crecimiento de plantas de P. engelmannii Carr. de cinco meses de edad. En el tratamiento sin restricción de humedad las tasas de crecimiento fueron mayores en altura (20.7 %), diámetro del cuello (69.4 %) y producción total de biomasa (144.1 %), que aquellas sometidas a estrés (1.3 % altura, 9.8 % diámetro del cuello y 73.1 % biomasa total).

Los resultados finales de las variables crecimiento en altura, diámetro y producción de biomasa son relevantes para definir a la planta objetivo (Kooistra y Brazier, 1999), resaltando la importancia del riego durante su producción en vivero. A pesar de que las plantas estuvieron sometidas a diferentes grados de riego sólo durante cuatro meses, la respuesta de las mismas fue inmediata al obtenerse menores tasas de crecimiento en los tratamientos con menos humedad (riego 3 y 4). Este tema se ha estudiado en varias especies del género Pinus y la mayoría de los resultados coinciden en el sentido de que el estrés hídrico es uno de los factores que más restringe el crecimiento de las plantas (Cetina et al., 2002; Martínez et al., 2002; Humara et al., 2002).

 

Conclusiones

Las plántulas desarrolladas en el sustrato 20 % de corteza + 80 % aserrín y 4 g L^-1 hidrogel presentaron los valores más altos para diámetro al nivel del cuello de la raíz, que se asocia con mejor calidad de planta y supervivencia en campo. Así, este tratamiento se puede usar satisfactoriamente como medio de crecimiento, para producir especies forestales con sistemas de producción tecnificados.

El hidrogel es un material alternativo de manejo práctico. Pero se sugiere probar un ajuste en la dosis usada en el sustrato y efectuar un riego suficiente para evitar estrés hídrico en las plántulas.

 

Agradecimientos

Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) por el financiamiento del Proyecto 91233 y al Consejo Mexiquense de Ciencia y Tecnología por el apoyo en la parte final del trabajo.

 

Literatura Citada

Ansorena, J. 1994. Sustratos: Propiedades y Caracterización. Editorial Mundi Prensa. Madrid. España. 172 p.         [ Links ]

Castillo M., I., R. Medina, J.M. Pérez M., y M. Medina. 2005. Efecto de diferentes regímenes de riego en la calidad de planta de Eucalyptus grandis cultivada en vivero sobre tubetes en la provincia de Pinar del Río. Ciencia Tecnología y Medio Ambiente 7(1):1-5.         [ Links ]

Cetina A.,V.M., V.A. González H., M. L. Ortega D., J.J. Vargas H., y A. Villegas M. 2002. Supervivencia y crecimiento en campo de Pinus greggii Engelm., previamente sometidos a podas o sequía en vivero. Agrociencia 36:233-241.         [ Links ]

Dickson, A., A. Leaf L., and J.F. Hosner. 1960. Quality appraisal of white spruce and white pine seedling stock in nurseries. For. Chron. 36(1):10-13.         [ Links ]

Federer, W. T. 1955. Experimental Design. Theory and Application. Montreal. Canada. 539 p.         [ Links ]

García C. O., G. Alcántar G., R. I. Cabrera, F. Gavi R., y V. Volke H. 2001. Evaluación de sustratos para la producción de Epipremnum aureum y Spathiphyllum wallisii cultivadas en maceta. Terra 19(3): 249-258.         [ Links ]

Humara, J. M., A. Casares, and J. Majada. 2002. Effect of seed size and growing media water availability on early seedling growth in Eucalyptus globulus. For. Ecol. Manage. 167:1-11.         [ Links ]

Johnson, M. S., and R. T. Leah. 1990. Effect of superabsorbent polyacrylamide on efficacy of water use by crop seedlings. J. Sci. Food Agric. 52(3): 431-434.         [ Links ]

Kooistra, C., and D. Brazier. 1999. Seedling standards and need for them. In: Landis, T. D., and J. P. Barnett (Tech. Coords.). National Proceedings: Forest and Conservation Nursery Associations. 1998. Gen. Tech. Rep. SRS-25. Asheville, NC. USDA, Forest Service. Southern Research Station. 25 p.         [ Links ]

Landis, T. D., R. W. Tinus, S. E. McDonald, and J.P. Barnett. 1990. The Container Tree Nursery Manual. Containers and Growing Media.Vol. 2. Agric. Handbook 674. USDA. Forest Service. Washington 88 p.         [ Links ]

Martínez T.,T., J.J. Vargas H., A. Muñoz O., y J. López U. 2002. Respuesta al déficit hídrico de Pinus leiophylla: Consumo de agua y crecimiento en plántulas de diferentes poblaciones. Agrociencia 36:365-376.         [ Links ]

Mexal, J.G., and T.D. Landis. 1990. Target seedling concepts: height and diameter. In: Rose, R., S. J. Campbell, and T.D. Landis (eds). Target Seedling Symposium: Proceedings Combined Meeting of the Western Forestry Nursery Associations. USDA For. Ser. Oregon, USA. pp: 17-35.         [ Links ]

Nissen, J. 1995. Hidrogeles, análisis comparativo y costo de aplicación de una alternativa no tradicional de abastecimiento de agua a cultivos y frutales del sur de Chile. Agroanálisis 11(131):19-20.         [ Links ]

Prieto R., J.A., G. Vera C., y E. Merlin B. 1999. Factores que influyen en la calidad de brinzales y criterios para su evaluación en vivero. Folleto Técnico N° 12. Campo experimental Valle del Guadiana. INIFAP. Durango, México. 23 p.         [ Links ]

Prieto R., J.A., E. H. Cornejo O., J. de J. Návar C., J.G. Marmolejo M., y J. Jiménez P. 2004. Estrés hídrico en Pinus engelmannii Carr. producido en vivero. Invest. Agrar. Sist. Recur. Fores. 13(3): 443-451.         [ Links ]

Reyes R., J., A. Aldrete, V.M. Cetina A., y J. López U. 2005. Producción de plántulas de P. pseudostrobus var. apulcensis en sustrato a base de aserrín. Revista Chapingo. Series Ciencias Forestales y del Ambiente 2:105-110.         [ Links ]

Sánchez C., T., A. Aldrete, V. M. Cetina A., y J. López U. 2008. Caracterización de medios de crecimiento compuestos por corteza de pino y aserrín. Madera y Bosques 14(2):41-49.         [ Links ]

SAS Institute Inc. 2004. User's Guide, version 9.1. SAS. Institute. Inc. Cary, NC, USA.         [ Links ]

Save R., M. Pery, O. Marfa, and L. Serrano. 1995. The effect of a hydrophilic polymer on plant water status and survival of transplanted pine seedlings. HortTechnology 5: 141—143.         [ Links ]

Thompson, B.E. 1985. Seedling morphological evaluation. What can you tell by looking. In: Duryea, M. L. (ed.). Evaluating seedling quality: principles, procedures and predictive abilities of major test. Forest Research Laboratory. Oregon State University. pp: 59-71.         [ Links ]