Área de estudio

El estudio se desarrolló en el vivero forestal GUMAIR, ubicado en el municipio de Acaxochitlán, Hidalgo, México, con altitud de 2400 m, clima templado subhúmedo, con lluvias en verano, temperatura media de 15.1 °C y precipitación anual promedio de 915.5 mm (^{CONAGUA, 2014}).

Insumos utilizados

La siembra se hizo en charolas de poliestireno expandido con 77 cavidades de 160 cm³; la densidad de siembra fue 360 plantas por m². La poda química de las raíces laterales se hizo impregnando las paredes internas de las cavidades con una solución de hidróxido cúprico al 7 % (^{Aldana y Aguilera, 2003}).

Sustratos

Dos sustratos fueron evaluados: con aserrín (S1), compuesto de aserrín de pino compostado, corteza de pino compostada y vermiculita (70:15:15); y con turba (S2), compuesto por turba de musgo, perlita y vermiculita (60:20:20). Ambos sustratos, con tres repeticiones, se analizaron en el laboratorio de Física de Suelos, del Colegio de Postgraduados, y sus características físicas y químicas están dentro de los intervalos para producción de planta en contenedor (^{Landis et al., 1990}; ^{Mathers et al., 2007}, Prieto et al., 2009). La excepción fue S1, cuya porosidad de retención de agua (PRA) y la relación C:N fueron mayores que los recomendados (Cuadro 1).

Fertilizantes

Tres FLC utilizados en el estudio, con N, P, K y micro nutrimentos, se utilizan en los viveros forestales de México: Basacote^® Plus 9M 16-8-12+M.E. (BASF Aktiengesellschaft - Limburgerhof, Alemania), Multicote^® (8) 18-6-12+2Mg+M.E. (Haifa Chemicals Ltd. Haifa, Israel) y Osmocote Plus^® 8-9M 15-9-12+M.E (eveRRIS ILC Fertilizer Company, Dublin, OH, Estados Unidos). Según el fabricante los nutrimentos se liberan entre 7 y 8 meses en el suelo con temperatura media de 25 °C, 8 y 9 meses a 21 °C, 9 y 10 meses a 15 °C; y recomienda, utilizar de 4 a 8 g L^-1 de sustrato, en dependencia de la especie, fertilidad del sustrato y condiciones ambientales.

Tratamientos

La combinación de los sustratos (dos), los fertilizantes (tres) y dosis (tres) generó 18 tratamientos (Cuadro 2).

Cada tratamiento incluyó cuatro repeticiones, cada una en una charola; en total, 72 charolas y 5544 cavidades, una planta en cada una. Con un diseño aleatorio, las charolas se colocaron en las mesas del centro del área de producción, para minimizar los efectos de orilla.

El costo por planta se calculó considerando 200 cm³ de sustrato por cavidad, incluyendo 40 cm³ del volumen que se compacta en los contenedores. Con tres cotizaciones comerciales, el costo promedio por litro de sustrato se calculó en US$ 0.040 y 0.099 para el S1 y S2. Para los fertilizantes se obtuvo un costo promedio por kg de US$ 2.31, 3.63 y 3.81 para Multicote^®, Basacote^® y Osmocote^®.

Manejo de la producción

Las semillas se remojaron 8 h en agua, se desinfectaron con solución de peróxido de hidrógeno comercial, al 5 %, por 20 min, y se impregnó con Bactiva^® (Basilus spp. y Trichoderma spp.), en una dosis de 3 g k^-1 de semilla. La siembra se realizó en la primera semana de octubre de 2012. Todas las unidades experimentales recibieron riego con cantidad de agua similar y manejo igual que el resto de la producción. El área de producción se mantuvo cubierta con malla para sombra por 8 meses, a partir de la siembra. Durante el desarrollo de las plantas no se presentaron problemas con patógenos o fenómenos meteorológicos que pudieran haber alterado el estudio.

Características morfológicas de las plantas

Las plantas se evaluaron 9.5 meses después de la siembra, período en que los nutrimentos de los gránulos de los fertilizantes deberían liberarse, según las indicaciones en los envases comerciales, a la temperatura media de la zona del estudio. Aleatoriamente se extrajeron 20 plantas del área central de cada charola (80 por tratamiento). El diámetro se midió en la base de su tallo; en esa zona se separó la raíz y del tallo y se colocaron en bolsas de papel. Las plantas se deshidrataron en un horno, a70°C, por 72h; luego el peso seco de la raíz(PSR)ydela parte aérea (PSA) se determinó en una balanza analítica. No se evaluó la altura por su crecimiento cespitoso en esa etapa del desarrollo.

Concentración residual de N, P y K en el follaje y en los fertilizantes

De las plantas seleccionadas de cada tratamiento se integraron muestras representativas del follaje con cinco acículas secas de cada planta; de cada muestras, se separaron aleatoriamente tres sub muestras para su análisis. Cinco gránulos se recolectaron de los cepellones de cada planta, para integrar muestras representativas de los fertilizantes; de cada muestra se separaron aleatoriamente dos sub muestras para su análisis. La cuantificación de N, P y K se realizó en el laboratorio de Nutrición Vegetal Salvador Alcalde Blanco, del Colegio de Postgraduados.

Diseño experimental y análisis estadístico

El diseño experimental fue completamente al azar con arreglo factorial 2x3x3, con dos sustratos, tres fertilizantes y tres dosis, y el modelo fue: Yijkl=μ+Ai+Bj+Ck+ (AB )ij+(AC ) ik+(BC )jk+ (ABC )ijk+εijkl, donde A es el sustrato, B el fertilizante y C la dosis. Con los valores de las variables se realizó un ANDEVA y las medias de los tratamientos se compararon con la prueba de Tukey (p≤0.05), y se determinaron los efectos de las interacciones entre sustratos, fertilizantes y dosis con el software InfoStat^®, versión 2008 (^{Di Rienzo et al., 2008}).

Variables morfológicas de las plantas

El efecto del tipo de sustrato, el fertilizante y la dosis fue significativo (p≤0.0001) en D, PSA, PSR, y PST; el efecto del tipo de fertilizante y la dosis fueron significativos (p≤0.0001) en la relación PSA/ PSR. Las interacciones del sustrato-fertilizante y sustrato-fertilizante-dosis afectaron significativamente (p≤0.0001) a todas las variables evaluadas; la de sustrato-dosis afectó sólo a PSA, PSR, PST (p≤0.0001) y D (p≤0.0235); en la de fertilizantedosis se presentaron solo en las variables PSA y PSA/ PSR (p≤0.0001) y PST (p≤0.0016). Los valores de todas las variables fueron superiores con S2 que con S1. Los valores de D, PSA, PSR y PST con Multicote^® fueron los mayores, le siguieron los de las plantas con Osmocote^® y Basacote^® la relación PSA/PSR tuvo el valor menor con Basacote^® y el mayor con Osmocote^® y Multicote^® . Los valores de D, PSA y PST incrementaron con la dosis del fertilizante y tuvieron los valores mayores con 8 g L^-1; PSR presentó los valores mayores o similares con 6 y 8 g L^-1, en tanto que la relación PSA/PSR incrementó con la dosis y los valores mayores se obtuvieron con 8 g L^-1 de sustrato; es decir, las dosis intermedias generaron los valores más equilibrados. El tratamiento 14, correspondientes a S2, con 6 g L^-1 de Multicote^® , presentó los valores mejores del conjunto de variables evaluadas, en tanto que, los tratamientos 1 y 7, de S1 con 4 g L^-1 de Basacote^® y Osmocote^® presentaron los valores menos deseables (Cuadros 3 y 4).

Con excepción de los tratamientos 7 y 8, el diámetro medio fue superior a 6 mm. ^{Rueda et al. (2010)} y ^{Sáenz et al. (2010)} evaluaron la calidad de planta producida en los estados de Jalisco y Michoacán, México, y propusieron el valor de 6 mm como diámetro mínimo para las especies del género Pinus, con crecimiento inicial de tipo cespitoso, desarrolladas en contenedores con cavidades de 160 cm3 de capacidad, similares a las del presente estudio. ^{Bautista et al. (2005)} realizaron un estudio en campo, con plántulas de P. montezumae Lamb., con diámetros mayores y menores a 6 mm; doce meses después de la plantación, la supervivencia de las plantas con diámetro mayor a 6 mm fue 84 % y 76 % la de las plantas con diámetro menor.

^{Rueda et al. (2010)} y ^{Sáenz et al. (2010)}, en seis viveros, produjeron plantas de P. montezumae y Pinus devoniana con diámetros de 4.7 a 9.8 mm. Los valores de las otras variables fueron PSA de 2.9 a 5.0 g, PSR de 0.9 a 1.6 g, PST de 3.9 a 6.1 y PSA/PSR de 2.0 a 4.9. Con excepción del tratamiento 1 (Basacote^® Plus 4 g L^-1), los valores de PSA y PSR estuvieron

dentro de estos intervalos de variación. Los valores aparentemente altos de la relación PSA/PSR, tanto del estudio como de la planta evaluada en los estados de Jalisco y Michoacán, se deben a que las cavidades de los contenedores en los que las plantas se produjeron estaban impregnados con sales de cobre; esto propició la formación de raíces laterales delgadas, con diámetro menor que 0.5 mm y cortas, con PSR bajo. ^{Sword et al. (2001)} evaluaron el efecto de la poda química de la raíz de la plantas de Pinus palustris Mill., especie de crecimiento cespitoso nativa del sureste de EE.UU., producidas en charolas de poliestireno; ellos observaron patrón similar de la forma de la raíz y disminución promedio de 18 % en la biomasa seca de la raíz de las plantas producidas en cavidades de 160 cm³, respecto a las no recubiertas con cobre.

Concentraciones de N, P y K en el follaje

La concentración de nutrimentos aumentó con la dosis de fertilización y con diferencias significativas en los tres nutrimentos por efecto de

la dosis (p≤0.0001). Por efecto del tipo de fertilizante hubo diferencias sólo en el N (p≤0.0001) y el P (p≤0.0152) y por efecto del sustrato sólo en P y K (p≤0.0001). La concentración mayor de los tres nutrimentos en el follaje se presentó en los tratamientos S2. En las interacciones sustrato-dosis, sustrato-fertilizante, fertilizante-dosis y sustrato-fertilizante-dosis no hubo diferencias significativas de los tres macro nutrimentos, con excepción de la interacción sustrato-dosis para el P (p≤0.0160). En los tratamientos 6, 12, 15 y 18 se registró la asimilación mayor de N, P, K (Cuadro 4).

La concentración mayor de N se presentó en los tratamientos con Multicote^® la de P en los tratamientos con Osmocote^® y la de K fue similar con los tres fertilizantes. Este patrón correspondió con los contenidos porcentuales de los mismos nutrimentos en los fertilizantes utilizados.

En un estudio sobre indicadores de calidad de planta para viveros forestales, ^{Prieto y Sáenz (2011)}, propusieron las siguientes concentraciones de nutrimentos en el follaje para los pinos nativos: 1.1 a 3.5 % N; 0.1 a 0.6 % P y 0.2 a 2.5 % K. Con esta escala es posible establecer que la planta producida presentó las concentraciones recomendadas de N, P y K, en los tratamientos 3, 6 y 9 (S1 Basacote^® , Multicote^® y Osmocote^® 8 g L^-1) y en los tratamientos 12, 14, 15, 17 y 18 (S2 Basacote^® 6 y 8 g L^-1, Multicote^® y Osmocote^® 8 g L^-1). Estas últimas dosis coinciden con las usadas en otros estudios con especies forestales producidas en charolas, con sustratos de turba de musgo y FLC: Pinus canariensis Chr. Sm. Ex DC., con 7 g L^-1 de Osmocote^® 18-6-12 de 6 a 7 meses (^{Díaz et al., 2004}); Pinus halepensis Mill., con 7 g L^-1 de Osmocote^® (17-10-10 de 12 a 14 meses), ^{Oliet et al. (2004)}; Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco., con 7 g L^-1 de Osmocote^® Plus 18-6-12 de 6 a 7 meses, (^{Jacobs et al., 2003}).

Contenido residual de N, P y K en los fertilizantes

Nueve meses y medio después de la siembra, el contenido residual de N, P y K en los gránulos de los fertilizantes fue 24.8, 34.6 y 44.7 % en Basacote^® , 14.6, 25.5 y 39.8 % en Multicote^® y 12.8, 38.4 y 33.3 en Osmocote^® . Algunos autores coinciden en señalar que el N se libera en proporción mayor cuando la temperatura de 21 °C es constante, y sigue el K y el P (^{Rose et al., 2004}; ^{Jacobs, 2005}; ^{Broschat, 2005}; ^{Newman et al., 2006}); este patrón se presentó en Osmocote^® , en tanto que el patrón de Multicote^® y Basacote^® cambió de mayor a menor para N, P y K.

Al final del periodo de liberación de los nutrimentos retenidos en los tres FLC la presión osmótica en el interior de los gránulos se reduce y puede permanecer en ellos de 10 a 20 % del contenido inicial señalado en las etiquetas (^{Sword et al., 2001}; ^{Jacobs, 2005}; ^{Landis y Dumroese, 2009}). Las cantidades mayores de nutrimentos retenidos en el estudio pudieron deberse a las temperaturas bajas, de 12 a 14 °C, en el vivero de octubre a marzo. Al respecto, las etiquetas en los productos comerciales indican que las temperaturas bajas extienden la vida útil del FLC, y aumentan el período de liberación de los nutrimentos.