Introducción

El cambio climático afecta a todos los ecosistemas, que enfrentan ya diversos retos y presiones (^{Nelson et al., 2009}). La deforestación es una de las acciones que más impacto negativo tienen en el medio ambiente, además de que pone en riesgo la integridad cultural y estilo de vida de distintas comunidades que dependen de los bosques para subsistir (^{Kanninen et al., 2007}). La disminución de la cobertura forestal genera pérdida de biomasa, fragmentación territorial, y modifica el ciclo hidrológico, así como el régimen de temperatura y de precipitación, de manera que las especies de animales y plantas nativas quedan vulnerables ante condiciones ambientales adversas (^{Debinski y Holt, 2000}; ^{Cayuela, 2006}; ^{López, 2012}).

Afortunadamente en México se han puesto en marcha diversos programas de reforestación para recuperar la superficie deforestada; sin embargo, las evaluaciones revelan que la supervivencia es inferior a 60 %, debido a diversos factores como el pastoreo, la competencia con la vegetación nativa, los incendios y las sequías prolongadas (^{UANL, 2009}). Esta última provoca estrés hídrico que ocasiona cambios en la fisiología de las plantas e incide en la mayor parte de sus funciones vitales, que se traduce en la pérdida de turgencia celular, la reducción de la tasa de expansión celular, la disminución de la síntesis de pared la celular y reducción de síntesis de proteínas; cuando el déficit hídrico es severo, se produce cavitación de los elementos del xilema, caída de las hojas, acumulación de solutos orgánicos, marchitez y muerte de la planta (^{Moreno, 2009}).

Con base en lo anterior, en los últimos 20 años el trabajo científico se ha enfocado en la elaboración de tecnologías ahorradoras de agua, con el fin de asegurar la supervivencia de las plantas en campo debido a que se espera que las épocas de lluvia se vuelvan más erráticas a consecuencia del cambio climático (^{Nelson et al., 2009}). Por ello, se propone la espuma fenólica de célula abierta como alternativa, pues es una resina sintética capaz de almacenar más de 40 veces su propio peso en agua (^{Gardziella et al., 2000}), por lo que se le ha utilizado como sustrato en cultivos hidropónicos (^{Pilato, 1979}; ^{Cocozza y De Lucia, 1994}; ^{Coelho, 2010}).

Pinus leiophylla Schiede ex Schltdl. et Cham. es uno de los pinos de mayor distribución en México (^{Santillán, 1991}). Se le considera como especie pionera, ya que es capaz de establecerse en suelos pobres y cubiertos de lava volcánica (Eguiluz, 1978 citado por ^{Musálem y Martínez, 2003}). Su madera es muy apreciada en distintas industrias como la de la construcción, la papelera e industrias rurales. Sin embargo, sus poblaciones naturales ocupan la franja altitudinal más baja de los bosques de pino, cercana a la frontera agrícola, por lo que están sometidas a una tala inmoderada, lo que ha reducido drásticamente su superficie en ciertas zonas (^{Musálem y Martínez, 2003}). A pesar de esto, se espera que por los efectos del cambio climático, su área de distribución se incremente 35.5 % (^{Arriaga y Gómez, 2004}) por lo que será necesario establecer planes de manejo para su establecimiento que contemplen los variaciones en los regímenes de lluvia.

El objetivo del presente trabajo consistió en evaluar la supervivencia, altura y diámetro en etapas iniciales de plantas de Pinus leiophylla al adicionar bloques de espuma fenólica hidratados al momento de la plantación en campo.

Materiales y Métodos

El ensayo se estableció en la comunidad de San Sebastián en el municipio Huasca de Ocampo, del estado de Hidalgo, que se ubica entre los 20°15'7.96'' N y los 98°31'38.59'' O. La región se encuentra a una altitud que va de los 1 800 a los 2 800 m, posee un clima de tipo Cw, con una temperatura media anual de 15 °C y una precipitación promedio anual de 752 mm (^{Chávez et al ., 2001}). En el Cuadro 1 se describen las condiciones de precipitación y temperatura que prevalecieron en el sitio durante el periodo de evaluación, de agosto de 2014 a febrero de 2015.

Cuadro 1 Condiciones de precipitación y temperatura prevalecientes en la zona de estudio durante el periodo agosto, 2014 - febrero, 2015. 

*Información tomada de la estación meteorológica Huasca de Ocampo del INIFAP, ubicada en el municipio homónimo.

Se utilizaron plantas de un año de edad, producidas en sistema tecnificado, que fueron entregadas en paquetes de 15 individuos envueltos en plástico delgado en la parte del cepellón que contenía 170 cc de volumen cada una; además, se cuidaron durante el transporte para llevarla al sitio de plantación; al momento de introducirlas se seleccionaron, mediante una evaluación visual, plantas libres de enfermedades, con 3/4 partes del tallo lignificado, con acículas y fascículos completamente desarrollados.

Las cepas (30 x 30 x 30 cm) se realizaron en la misma fecha del trasplante; la tierra extraída fue dividida en dos partes con la finalidad de que la superficial , que contiene mayor cantidad de nutrientes, se depositara en la parte profunda de la cepa. Las plantas se colocaron en el centro de la misma con su respectivo tratamiento (con el fin de que la espuma hidratada tuviera la mayor superficie de contacto con el cepellón). Se procedió a rellenar las cepas, y se separaron los grumos o rocas de gran tamaño para evitar macroporos en el suelo; además, se compactó ligeramente alrededor de la planta, con los pies (^{Conafor, 2013}). La plantación se estableció en diseño de marco real con separación entre plantas y líneas de 3 x 3 m para obtener una densidad de 1 111 plantas por hectárea y con un diseño experimental de bloques completos al azar.

Se aplicaron cinco tratamientos al momento de la plantación (Cuadro 2); cada uno de ellos estuvo conformado por tres repeticiones de 30 plantas cada una, lo que sumó un total de 90 individuos por tratamiento y 450 plantas en todo el experimento.

Cuadro 2 Descripción de los tratamientos aplicados en el estudio. 

Las variables estudiadas fueron: supervivencia, y crecimiento en altura y diámetro. La supervivencia fue evaluada de manera visual con la metodología de ^{Barchuk y Díaz (2000)}, la cual indica que si el ejemplar presenta signos de marchitez, ausencia de turgencia y pérdida de coloración característica de la especie, se le considera muerto. Las mediciones se realizaron cada mes durante seis meses, ya que es el tiempo en el que muere en campo la mayoría de plantas (^{Sigala et al ., 2015}).

El crecimiento en altura y diámetro se evaluó en el total de las plantas. Se midió con la metodología de ^{Pereira (2014)}, que consiste en medir tales atributos a partir de imágenes digitales; para ello se utilizó una cámara digital Nikon Coolpix S2800; para el procesamiento de las imágenes se trabajó con el programa ImageJ versión 1.48. Las fotografías se tomaron de forma paralela a las plantas a una distancia aproximada de 50 cm, con un referente preestablecido; para la altura, se consideró desde la base hasta la yema apical, y el diámetro a una altura aproximada de 5 cm de la base de la planta.

Los datos individuales obtenidos por mes para la variable supervivencia fueron sometidos a un análisis con el estimador de Kaplan-Meier . En caso de que se presentaran diferencias significativas, se aplicó la prueba de Log-Rank , para determinar el tratamiento más eficaz.

A los datos de crecimiento en altura y en diámetro después de seis meses se les hizo un análisis de covarianza, para lo que se incorporó un modelo lineal generalizado en el paquete estadístico Statistica versión 7.0; los valores de altura y diámetro inicial se identificaron como covariables; cuando se verificaron diferencias estadísticas (P≤0.05), se realizó la prueba de comparación múltiple de medias de Tukey con el propósito de reconocer el tratamiento en el que se registró el mayor crecimiento de las plantas en campo.

Resultados y Discusión

Supervivencia

El estimador Kaplan-Meier indicó diferencias significativa entre los tratamientos (P=0.00004) en la supervivencia: las plantas testigo tuvieron una proporción de supervivencia a los 180 días (6 meses) de 0.47, mientras que las plantas con espuma fenólica de 616 cc y 462 cc registraron una proporción de supervivencia superior a 0.7 (0.74 y 0.72 respectivamente) (Figura 1).

Figura 1 Curvas de supervivencia del estimador Kaplan-Meier para individuos de Pinus leiophylla Schiede ex Schltdl. et Cham. con distintos tratamientos de espuma fenólica de célula abierta. 

Esto implica que al establecer una plantación bajo esas condiciones, el testigo puede perder más de 50 % de sus individuos en menos de seis meses; resultados similares han sido documentados por ^{Colpos (2008)}, ^{UANL (2009)}, ^{UACh (2010)} y ^{Coneval (2012)}. Los valores concuerdan con los de ^{Bezerra et al . (2010)} y ^{Muller et al . (2012)}, que consignaron un incremento significativo en la supervivencia al adicionar espuma fenólica para plantas de Lactuca sativa L. e híbridos de Eucalyptus urophylla S. T. Blake y E. resinifera Sm. de hasta 23 % y 22 %, respectivamente en condiciones de invernadero.

El análisis Log-Rank confirmó que las plantas con espuma de 462 y 616 cc presentaron una mayor supervivencia, con respecto a las del tratamiento de 231 y testigo. Las individuos con espuma fenólica de 308 cc solo registraron diferencias significativas con el testigo (P= 0.008); el cual tuvo la menor supervivencia en el experimento junto con las plantas con bloques de 231 cc, ya que en ambos grupos no se aprecian diferencias significativas (P=0.46) (Cuadro 3).

Cuadro 3 Matriz de resultados para el análisis Log-Rank . 

Resultados menores a 0.05 y con * representan diferencias estadísticamente significativas entre los tratamientos.

Se observa que las plantas con espuma de 462 cc, 616 cc y las del testigo mantuvieron 100 % de supervivencia a los 30 días, lo que indica que el trasplante se realizó en la forma correcta. No obstante, en las plantas con espuma de 231 cc y 308 cc murieron 1.1 y 2.2 % respectivamente, lo que sugiere que los errores de plantación permanecieron al mínimo posible. Durante todo el experimento, el testigo fue el grupo con los valores más bajos, con un marcado descenso a los 60 días (30 % menos). Las plantas con espuma de 462 y 616 cc conservaron la tendencia más alta a lo largo de todo el experimento, con porcentajes de supervivencia muy similares; incluso compartieron el mismo número a los 120 días (80 %). Las individuos con espuma de 308 cc tuvieron un comportamiento similar a las plantas con la de 462 y 616 cc. Sin embargo, esta trayectoria cambió a los 150 días después del trasplante, en los que disminuyó drásticamente (64 %) en comparación con las plantas con espuma de 462 y 616 cc (>70 %) (Figura 2).

Figura 2 Supervivencia (%) de plantas de Pinus leiophylla Schiede ex Schltdl. et Cham. a lo largo del tiempo, con la aplicación de bloques de diferente volumen de espuma fenólica en la cepa al momento de la plantación. 

Crecimiento en altura y diámetro

El análisis de covarianza para el crecimiento en altura evidenció diferencias significativas (P≤0.05) entre los tratamientos, lo que no ocurrió para el diámetro (Cuadro 4). Las plantas con bloques de espuma fenólica de 462 cc fueron las que tuvieron mayor crecimiento (16.5 cm). Hubo una diferencia de 6.6 cm en relación al testigo, que representa 40 % más de crecimiento en un periodo de seis meses. Lo anterior indica que con la espuma fenólica, la planta dispone de humedad por un tiempo más prolongado, lo que favorece que realice sus funciones vitales y pueda desarrollar mayor tamaño. Aunque, ^{Bezerra et al . (2010)}, ^{Espinoza (2010)} y ^{Muller et al . (2012)} señalan que la espuma fenólica en Lactuca sativa no tiene ningún efecto en este sentido, a pesar de que el ensayo se llevó a cabo en invernadero.

Cuadro 4 Resultados del análisis de covarianza para crecimiento en altura y diámetro con tratamientos de espuma fenólica en Pinus leiophylla Schiede ex Schltdl. et Cham. 

^a En paréntesis se presentan los grados de libertad correspondientes a cada fuente de variación.

*Barras con diferente letra son estadísticamente diferentes.

Figura 3 Crecimiento en altura de plantas de Pinus leiophylla Schiede ex Schltdl. et Cham. con distintos tratamientos de bloques de espuma fenólica después de seis meses de plantadas en campo. 

Conclusiones

Al agregar bloques de espuma fenólica hidratados de 462 y 616 cc al momento de la plantación de Pinus leiophylla , el porcentaje de supervivencia se incrementa significativamente hasta en 26 % más respecto a las plantas testigo después de 180 días de haber sido incorporados en campo. La espuma del primer tipo también afectó el crecimiento en altura hasta 6.6 cm en relación a las plantas testigo. Sin embargo, no se verificó lo anterior para el diámetro.

Conflicto de intereses

Los autores declaran no tener conflicto de intereses.

Contribución por autor

Abraham Palacios Romero: desarrollo experimental cálculos y análisis de resultados; Rodrigo Rodríguez Laguna: concepción y planteamiento de la investigación, gestoría de los recursos para la investigación, redacción y revisión del manuscrito; Francisco Prieto García: análisis de resultados y redacción del manuscrito; Joel Meza Rangel: revisión del manuscrito; Ramón Razo Zárate: revisión del manuscrito; María de la Luz Hernández Flores: revisión del manuscrito.