Introducción

La demanda actual de plantas forestales para establecer plantaciones comerciales y reforestaciones está en constante aumento. Según la ^{Comisión Nacional Forestal (2014)}, en los cinco años recientes la producción anual fue más de 200 millones de plantas en sus programas de plantaciones forestales y reforestaciones. Lo anterior implica desarrollar e innovar sistemas nuevos de producción para satisfacer la demanda, reducir el tiempo de la planta en vivero, optimizar los insumos de producción y favorecer los estándares de calidad.

El concepto de calidad de la planta tiene enfoques diferentes y algunos investigadores la centran en la producción de planta en vivero (^{Ortega et al., 2006}; ^{Pinto et al., 2011}). Con esta perspectiva, la calidad de la planta es el conjunto de propiedades morfológicas y fisiológicas que la planta debe tener para lograr su establecimiento, supervivencia y crecimiento exitoso en campo e incremento inicial en altura y diámetro. La calidad es un concepto que además de considerar las características apropiadas de la planta en el vivero, considera los atributos con repercusión directa en el establecimiento de las plantaciones forestales, en función de las condiciones del sitio de la plantación (^{Rodríguez y Duryea, 2003}; ^{Palacios et al., 2009}; ^{Grossnickle, 2012}).

En los esquemas de producción en vivero es común producir planta con cepellón, por lo cual hay contenedores diversos en el mercado. El diseño del contenedor y el material de fabricación define una serie de variables en el cultivo: dimensiones de la planta, formación del sistema radical (arquitectura de la raíz), número de plantas a cultivar por unidad de superficie, cantidad de sustrato a utilizar y especies a producir. El volumen y el diseño del envase son las variables con mayor impacto en el tamaño de la planta en vivero; en particular para la conformación estructural del sistema radical, y por consiguiente, de la supervivencia en campo (^{Jacobs et al., 2005}; ^{Prieto et al., 2006}; ^{Grossnickle, 2012}).

En México se han evaluado distintos tipos de envase en la producción forestal y no hay un diseño único, debido a las diferencias en el hábito de crecimiento de cada especie, el esquema de producción y las características edáficas y climáticas del sitio de plantación. Por lo tanto, el contenedor más apropiado depende de los objetivos del vivero, la especie, y el sistema de producción, así como de las características del sitio (^{Prieto et al., 2006}). Además, el color del envase tiene una función importante en las regiones con temperaturas altas, donde el uso de colores que reflejen la radiación solar minimizaría los efectos provocados por la misma.

En este contexto, se evaluó la producción de planta forestal de Pinus greggii Engelm y P oaxacana Mirov, en envases individuales de color blanco, negro y transparente, y diseño de drenaje típico y lateral. El objetivo fue evaluar el impacto del color de envase y el tipo de drenaje en la calidad de la planta. La hipótesis fue que la planta producida en envases con diseño de drenaje lateral tendría un sistema radical fibroso, con más raíces vivas, en comparación con aquellos de drenaje típico; además, no habría diferencia en el desarrollo de raíces en los tres colores de envases evaluados.

Materiales y Métodos

Las plantas de ambas especies se produjeron en envases individuales (220 mL) y con el mismo sustrato: turba de musgo (50 %), corteza de pino compostada (20 %), perlita (20 %) y vermiculita (10 %). Además, se adicionó fertilizante de liberación lenta de ocho a nueve meses (Osmocote Plus^® formulación 15-9-12 de N-P-K), a una dosis de 7 g L^-1. La permanencia de la planta en el envase fue diferente para cada especie, y se hizo con base al tiempo requerido para que las plantas alcanzaran el tamaño adecuado, el cual y por sus hábitos de crecimiento, fue seis meses en P. greggii y ocho meses en P oaxacana.

La producción de plantas se realizó en el Vivero Forestal del Postgrado en Ciencias Forestales del Colegio de Postgraduados, en Montecillo, Estado de México, ubicado en 19° 29' N y 98° 54) O, a una altitud de 2240 m. El clima es tipo C (Wo) (w) b (1) g' que es templado subhúmedo con lluvias en verano, con precipitación media anual de 750 mm y temperatura media anual de 15.5 °C, y oscilación térmica de 5 a 7 °C (^{García, 1973}).

El manejo de la planta en vivero fue riegos ligeros diarios durante la germinación y la primera etapa de desarrollo (seis semanas); riegos a saturación cada 2 d, durante la etapa de crecimiento rápido, y riegos ligeros cada 3 d, en el periodo de endurecimiento de la planta. Fertilizaciones complementarias con productos solubles (Peters Professional^®) se aplicaron en el agua de riego una vez por semana. En la etapa de crecimiento rápido se usó la formulación 20-20-20 (N-P-K) y en la de endurecimiento 4-25-35 en dosis de 70 y 40 ppm, respectivamente.

Cada especie se evaluó aparte, con un diseño experimental completamente al azar y un arreglo factorial para el diseño de drenaje y color del envase. El diseño incluyó dos niveles, agrupados por envases con drenaje típico (aberturas en el fondo del envase) y envases con drenaje lateral que incluyó las mismas aberturas en el fondo y, además, tres aberturas de 5 mm de ancho circundantes en las paredes laterales (Figura 1). El color del envase fue blanco, negro y transparente. La combinación de los dos factores dio seis tipos de envases (tratamientos) usados en el experimento en invernadero (Figura 1). La unidad experimental tenía rejillas de 25 plantas, con cinco cinco repeticiones para cada tipo de envase en cada especie.

Figura 1 Nomenclatura de tratamientos usados en los factores (color y diseño de envase). 

La evaluación de la planta se realizó cuando tenían seis (P. greggii) y ocho (P. oaxacana) meses después de la siembra. Para cada tipo de envase se usó una muestra de 12 plantas, ubicadas en la parte central de cada unidad experimental sin considerar plantas del bordo, para evitar efectos de orilla. En la evaluación se midió la altura y el diámetro del tallo en el cuello de la raíz. Para evitar daños a la parte aérea y raíz, cada planta se extrajo del envase con cuidado, se eliminó el sustrato con agua corriente y se evitó la pérdida de raíces en el proceso.

La raíz se separó del follaje con un corte en el cuello de la raíz. El volumen del sistema radical se midió con un método basado en el Principio de Arquímedes (^{Landis et al., 2010}); se eliminó el exceso de agua con papel absorbente y se empaquetaron por separado ambas partes en bolsas de papel identificadas. El peso seco de las muestras se determinó después de secarlas en horno 72 h a 70 °C. Con los datos se calculó el índice de fribrosidad (relación del volumen de raíz entre el peso seco de raíz), el índice de esbeltez (relación entre la altura de la planta y el diámetro), la relación entre pesos seco de la parte aérea y la raíz, y el índice de calidad de Dickson (ICD), con la ecuación 1:

(1)

La medición del potencial de crecimiento radical (PCR) se realizó en 15 plantas en cada tipo de envase. Esta prueba fue para identificar las raíces vivas de la planta al final de la fase de vivero. Para este proceso se lavó el sustrato del cepellón, se contaron las raíces vivas mayores a 1 cm de longitud, de color blanco, y se cortaron manualmente del sistema radical. Las plantas se trasplantaron a macetas de 10 L con una mezcla de corteza de pino compostada (70 %) y perlita (30 %), y se establecieron cinco plantas por tipo de envase (submuestras de cinco plantas con tres repeticiones). El PCR se evaluó a los 28 d de su establecimiento y consistió en medir las raíces nuevas emitidas, que se identificaron por el color blanco y longitud mayor a 1 cm; y se obtuvo la longitud acumulada y el peso seco de las raíces nuevas por planta. Estas variables permitieron evaluar la capacidad del árbol para emitir nuevas raíces.

El análisis de los datos se realizó mediante un ANDEVA de dos factores (diseño de drenaje y color de envase) en cada especie. Las medias se compararon con la prueba de Tukey (p≤ 0.05) para contrastar las diferencias en los valores de las variables morfológicas y de crecimiento potencial.

Resultados y Discusión

Estándares morfológicos de calidad de planta

En el análisis de varianza se examinaron las especies separadas, por las diferencias en las características morfológicas que se atribuyen al hábito de crecimiento de la planta en el vivero.

En P. greggii hubo diferencias significativas en el diámetro por el factor color, y en altura, diámetro y biomasa radical por el diseño de drenaje (Cuadro 1). La interacción color por diseño no fue significativa para las variables (datos no mostrados).

Cuadro 1 Comparación de medias (p< 0.05) para los factores y variables en planta de Pinus greggii al final de la etapa de vivero. 

^† Diám.: Diámetro del cuello de la raíz; Vol.: Volumen del sistema radical; Fib.: Fibrosidad de la raíz; I. de esbeltez: Índice de esbeltez; Rel. PA/R: relación parte aérea/raíz; ICD: índice de calidad de Dickson; Transp: Transparente; S. A.: Sin aberturas laterales; C. A.: Con aberturas laterales

En el análisis de varianza de P. oaxacana, en color de envase, solo hubo diferencias en el ICD. Para el factor diseño de drenaje hubo diferencias significativas para todas las variables morfológicas y en el ICD (Cuadro 2). En la interacción de factores (color por diseño), no hubo efecto significativo (datos no mostrados).

Cuadro 2 Comparación de medias (p< 0.05) para los factores y variables en las plantas de vivero de Pinus oaxacana. 

^† Diám.: Diámetro del cuello de la raíz; Vol.: Volumen del sistema radical; Fib.: Fibrosidad de la raíz; I. de esbeltez: Índice de esbeltez; Relación PA/R: relación parte aérea/raíz; ICD: índice de calidad de Dickson; Transp.: Transparente; S. A.: Sin aberturas laterales; C. A.: Con aberturas laterales

Las variables de ICD de planta (fibrosidad de la raíz; índice de esbeltez y relación parte aérea/raíz) no tuvieron diferencias significativas en los factores color y diseño de envase (Cuadros 1 y 2). En cambio, el ICD muestra diferencias significativas en P. oaxacana para ambos factores. Pero incluso en las diferencias en las variables morfológicas, los resultados están dentro de los estándares de calidad de la normatividad mexicana (^{CONAFOR, 2014}). El análisis morfológico indicó que es indistinto el color del envase, en la producción de planta forestal. La decisión de utilizar uno u otro está influida por el factor diseño, más que por el color de contenedor.

Un aspecto de análisis sobre el efecto del color del envase tiene que ver directamente con la alteración de la temperatura del sustrato, lo cual influye en el desarrollo de la raíz durante la etapa de crecimiento de la planta en el vivero (^{Landis et al., 1990}). Las consecuencias de este fenómeno son críticas en viveros ubicados en regiones con temperaturas altas (>35 °C), donde las propiedades de absorción y conducción del calor en el envase son importantes (^{Landis et al., 1990}). Temperaturas elevadas en el sustrato inhiben el desarrollo de la raíz y pueden provocar la muerte de la planta (^{Landis et al., 2010}). Sin embargo, el efecto es variable entre especies y variedades. En el monitoreo de las temperaturas durante la producción de la planta, se obtuvo un gradiente diferencial de 7 °C al comparar los envases con extremos de temperaturas (negro sin aberturas laterales vs. blanco con aberturas laterales), en una condición ambiental de temperatura de 36 °C en el sitio de producción.

El tipo de drenaje generó diferencias significativas en la mayoría de las variables en ambas especies (Cuadro 1 y 2). En P. greggii, el envase con drenaje típico tuvo los valores más altos en altura (28.4 cm), diámetro (4.1 mm), biomasa aérea (3.3 g), raíz (0.8 g) y volumen de la raíz (5.8 cm³). El contenedor de aberturas laterales presentó valores inferiores en altura (26.7 cm), diámetro (3.9 mm), biomasa aérea (3.0 g) y de raíz (0.7 g), y volumen de raíz (5.5 cm³). En los ICD de las plantas no hubo diferencias significativas en cada uno de ellos.

En el análisis de P. oaxacana la tendencia es similar a P. greggii respecto al factor diseño de drenaje. Las plantas producidas en los envases sin aberturas laterales tuvieron valores superiores, respecto a las producidas en envases de aberturas laterales: altura (25.7 vs. 23.7 cm), diámetro (6.5 vs. 5.9 mm), biomasa aérea (8.3 vs. 6.2 g), de raíz (2.2 vs. 1.6 g) y total (10.4 vs. 7.7 g), y en volumen de la raíz (11.0 vs. 7.4 cm³). Hubo diferencias estadísticas solo en ICD (1.34 vs. 0.97), y el contenedor sin aberturas tuvo el valor mayor (Cuadros 1 y 2).

De las variables morfológicas de calidad de planta de vivero, la altura de la planta poco aporta sobre su calidad pues no hay correlación (^{Grossnickle, 2012}) o es negativa con la supervivencia de la planta en el sitio de establecimiento (^{Domínguez-Lerena et al., 2006}; ^{Pinto et al., 2011}). En cambio, el diámetro da una aproximación de la sección transversal de transporte de agua, de la resistencia mecánica y de la capacidad relativa para tolerar altas temperaturas en la superficie del suelo (^{Barajas-Rodríguez et al., 2004}; ^{Grossnickle, 2005}; ^{Pinto et al., 2011}). Las variables morfológicas más usadas de calidad de la planta son el diámetro y la altura (^{Luis et al., 2004}), pero es importante conocer otras variables que proporcionen mayor información sobre las características de la planta ideal.

En este sentido, la inclusión de los componentes de la biomasa y el volumen de la raíz, así como los índices de calidad derivados de estas variables, permitió comparar con un enfoque más amplio el efecto de los factores color y diseño de drenaje en la calidad de la planta de las dos especies. La calidad de la planta, desde el enfoque de estándares morfológicos, da una idea de su capacidad para superar las condiciones adversas del sitio de plantación, pero esas variables no son determinantes al considerar el funcionamiento fisiológico de la planta (^{Davis y Jacobs, 2005}; ^{Landis et al., 2010}; ^{Grossnickle, 2012}). Un desarrollo superior en las variables morfológicas, en los contenedores de diseño sin aberturas, puede ser un motivo de decisión para su uso, pero es importante analizar la arquitectura de la raíz desarrollada en uno u otro diseño. Al respecto, las aberturas en las paredes del envase mejoran la arquitectura del cepellón al inducir una poda lateral de la raíz, con lo cual se evita el desarrollo de raíces en espiral (^{Torrente y Peman, 2004}; ^{Ortega et al., 2006}; ^{Landis et al., 2010}).

Para diámetro del cuello de la raíz, P. oaxacana mostró un crecimiento diferenciado en su desarrollo en los envases con diseño de drenaje típico y de aberturas laterales; el primero fue superior en 10 % al segundo (Figura 2). La biomasa total (biomasa de la raíz y aérea) no fue diferente entre diseños para P. greggii, pero en P. oaxacana el envase típico fue 25 % superior al de aberturas laterales (Figura 3).

Figura 2 Comportamiento de las dos especies de pino en el diámetro del cuello de la raíz para el factor diseño de drenaje. 

Figura 3 Comportamiento de las dos especies en la biomasa total de la planta para el factor diseño de drenaje. 

En el volumen del sistema radical hubo 33 % de diferencia en P. oaxacana (Figura 4), pero en P. greggii no hubo efecto del diseño. En el ICD, el contenedor sin drenaje lateral fue 28 % superior al de aberturas laterales en P. oaxacana, pero en P. greggii, no hubo diferencias en el diseño de drenaje del envase (Figura 5).

Figura 4 Comportamiento de las dos especies de pino en el volumen de la raíz para el factor diseño de drenaje. 

Figura 5 Comportamiento de las dos especies en el índice de calidad de Dickson (ICD) para el factor diseño de drenaje. 

A pesar de que las plantas producidas en los envases con drenaje lateral tuvieron valores inferiores comparados con los provenientes del drenaje típico, las variables están dentro de los estándares de calidad de la planta definidos por la Comisión Nacional Forestal para distintas especies, según la Norma Mexicana NMX-AA-170-SCFI-2014 que certifica la operación de viveros forestales (^{CONAFOR, 2014}).

Las plantas en los envases con aberturas laterales estaban en desventaja pues este diseño provocó mayor desecación que el envase típico. Al respecto, es necesario considerar los requerimientos de los niveles de humedad en este tipo de envases para lograr los estándares de calidad de la planta.

Potencial de crecimiento radical (PCR)

El diseño del envase generó diferencias significativas en el número de raíces vivas iniciales en ambas especies. En la fase final de la prueba, el número de raíces emitidas, longitud acumulada y peso seco, no fueron diferentes (p> 0.05) en las dos especies para los factores diseño y color de envase (Cuadros 3 y 4).

Cuadro 3 Comparación de medias (p≤0.05) para los factores y variables del potencial de crecimiento de raíz en P. greggii. 

Cuadro 4 Comparación de medias (p≤0.05) para los factores y variables del potencial de crecimiento de raíz en P. oaxacana. 

El conocimiento del PCR es importante porque está relacionado con la capacidad de la planta para que sus raíces crezcan cuando se establecen en un ambiente óptimo (^{Oliet et al., 2003}; ^{Campo et al., 2008}). La prueba consiste en evaluar el crecimiento de la raíz como respuesta a su condición fisiològica (^{Landis et al., 1990}; ^{Campo et al., 2008}). El PCR es, desde una perspectiva más amplia, un indicador de los atributos de desempeño de la planta, porque integra un espectro amplio de rasgos morfológicos y fisiológicos (^{Gazal et al., 2004}; ^{Campo et al., 2008}; ^{Landis et al., 2010}). En la mayoría de los casos cuando esta prueba se usó como criterio de calidad de la planta, la correlación fue 75 % con la supervivencia y desempeño en campo (^{Landis et al., 2010}).

Dado que en la evaluación de la prueba no se observaron diferencias significativas en el PCR para los factores descriptivos del envase (color y diseño de drenaje) (Cuadros 3 y 4), se concluye que la calidad de la planta, desde una perspectiva de análisis de su funcionamiento fisiológico, es apta para sobrevivir en el sitio de plantación. En la evaluación del PCR, al final de la prueba, según ^{Campo et al. (2008)}, los valores tienden a equipararse por lo cual es conveniente definir protocolos para estas especies.

Al inicio del PCR el contenedor con drenaje lateral permitió raíces vivas, con respecto al contenedor sin aberturas en P. greggii (220.3 vs. 167.2; Cuadro 3), y en P oaxacana (372.8 vs. 246.5; Cuadro 4). El número de raíces vivas en el sistema radical indica la cantidad de meristemos radicales activos de crecimiento en el cepellón, los cuales dan una probabilidad mayor de establecimiento de la planta en diferentes condiciones de sitio (^{Barajas-Rodríguez et al., 2004}; ^{Landis et al., 2010}; ^{Grossnickle, 2012}).

Conclusiones

El tipo de drenaje afectó los estándares morfológicos de calidad de la planta en las dos especies evaluadas. Los envases con drenaje lateral tuvieron plantas con dimensiones menores que en los envases sin aberturas laterales, aunque las dimensiones promedio de las plantas en los dos tipos de envase están dentro de los estándares de calidad de planta en vivero establecidos por la CONAFOR.

Las plantas del envase con drenaje lateral presentaron mayor cantidad de raíces vivas que las producidas en el envase típico sin aberturas laterales. Además, el color del envase influyó solamente en el diámetro del cuello de la raíz en P greggii, mientras que en P. oaxacana el efecto se observó solo en el índice de calidad de Dickson.