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Introducción
El mezquite, Prosopis laevigata (Humb. & Bonpl. ex Willd.) M. C. Johnst, habita principalmente en zonas áridas y semiáridas. Es importante debido a que puede fijar nitrógeno, favorece el enriquecimiento de suelo a su alrededor, promueve el crecimiento de matorrales asociados al sitio, y, por lo tanto, contribuye a disminuir la erosión del suelo; así mismo, actúa como planta nodriza de numerosas especies de aves y roedores (García et al., 2012; Ríos et al., 2012); además, tiene usos diversos. Algunas comunidades marginadas subsisten con productos derivados del mezquite como la madera, que es utilizada en la elaboración de muebles; las flores atraen a las abejas para la producción de miel; el exudado del tronco que emite la goma de mezquite (Rodríguez et al., 2014) que es un producto de gran aprovechamiento industrial (López et al., 2006) y vainas en alimentación humana o animal (Barba et al., 2006; Andrade et al., 2011).
Debido a que la especie es considerada planta invasora en algunas áreas de pastizal y terrenos abandonados por la agricultura (Trucios et al., 2012), se ha propiciado su deforestación y ha existido una pérdida irreversible de su diversidad genética (Buendía et al., 2007). De los 633 876 km2 de superficie que inicialmente existían de mezquite y matorral en México, de 1976 a 2007 se perdieron 66 793 km2 (Rosete et al., 2014); esto propició la erosión y la dispersión de nutrimentos almacenados bajo las plantas y afectó la supervivencia de las mismas (Gutiérrez y Squeo, 2004).
En los últimos años ha crecido el interés por producir mezquite con fines de restauración de ecosistemas perturbados (Prieto et al., 2013; Cervantes et al., 2018). En el período 2000-2007 se advirtió una desaceleración de la pérdida de este tipo de vegetación (Rosete et al., 2014). Los principales factores limitantes para la reforestación de mezquite en Durango son el reducido tamaño de la plántula producida en el vivero (< 20 cm), la poca disponibilidad de agua y el ataque de roedores como las liebres (Lepus californicus Gray, 1837) (Ríos et al., 2012).
Otro factor importante es la calidad de planta, la cual a través de los atributos morfológicos y fisiológicos puede correlacionarse cuantitativamente con su desempeño (Wilson y Jacobs, 2006), pues se ha demostrado que son características esenciales para el éxito de las plantaciones de Quercus ilex L. (Palacios et al., 2009); sin embargo, es escaso el conocimiento sobre las diferentes técnicas que involucran la generación o adaptación de tecnologías en los viveros forestales en los que se produce mezquite (Prieto et al., 2013; Salto et al., 2013).
Para mejorar la calidad de la planta se han buscado alternativas entre las cuales, la fertilización es una práctica de cultivo sustancial (Rueda et al., 2012), porque consiste en aplicar al sustrato y al follaje (Fageria et al., 2009) los nutrimentos esenciales que las plantas requieren para su desarrollo óptimo; los de liberación controlada al sustrato y los hidrosolubles son los dos métodos de fertilización más comunes en los viveros (Bi et al., 2010). Los de liberación controlada han ganado reconocimiento en la producción forestal (Rose et al., 2004), y son una opción para las plantas durante su desarrollo, y se pueden suministrar en una sola aplicación (Aguilera et al., 2016). La fertilización soluble suele complementarse con la fertilización del medio de crecimiento (Soria, 2008), y puede ajustarse con precisión en cada etapa de desarrollo de las plántulas (Rincón et al., 2007).
Por la trascendencia de mejorar la calidad de planta, en este trabajo se evaluaron opciones de fertilización, mediante el uso de materiales de liberación controlada, complementados con fertilizantes hidrosolubles de tipo agrícola, que aportan nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K) a un costo bajo, y que tienen potencial para mejorar la producción de planta de mezquite en vivero; además, se evaluó el costo de las diferentes formas de fertilización utilizadas. Para ello, se partió de la hipótesis de que al menos una combinación de fertilizantes de liberación controlada y fertilizantes de uso agrícola hidrosolubles en agua, favorecen el crecimiento de la planta en vivero y permite reducir costos, en comparación con las prácticas típicas de fertilización que se utilizan en la actualidad en los viveros forestales.
Con base en lo anterior, el objetivo de esta investigación consistió en cuantificar el efecto de dos dosis de fertilizantes de liberación controlada y tres tipos de fertilizantes agrícolas hidrosolubles en agua, en el crecimiento en altura de la parte aérea y en el diámetro al cuello de la raíz, así como en biomasa e índice de robustez de Prosopis laevigata en vivero; y, determinar los costos de producción de planta para compararlos entre las diferentes opciones de fertilización empleadas.
Materiales y Métodos
Condiciones de producción
El estudio se realizó en el vivero de la Facultad de Ciencias Forestales de la Universidad Juárez del Estado de Durango, ubicado en la ciudad de Durango, Durango, a 24°00’49’’N y 104°40’58’’ O, a una altitud de 1 860 m. El experimento duró cinco meses y los primeros cuatro estuvo en condiciones de invernadero (cubierta con plástico de polietileno calibre 720 tratado contra rayos ultravioleta; sobre el plástico de polietileno se colocó una malla sombra a 60 %); durante el quinto mes la planta estuvo a la intemperie. La temperatura media registrada en condiciones de invernadero fue de 27.9 °C y la de intemperie de 29.0 °C.
La planta se produjo en charolas de poliestireno de 77 cavidades, de 35 cm de ancho, 60 cm de largo, 15 cm de altura y 170 mL por cavidad. Como sustrato se utilizó una mezcla compuesta por 50 % de turba (peat moss) y 50 % de corteza de pino. Previo a la siembra, la semilla se sometió a un tratamiento pregerminativo con remojo, durante 60 segundos en agua a 94 °C; para prevenir el desarrollo de hongos se aplicaron 2.5 g L-1 de Benomilo durante la siembra.
Tratamientos evaluados
Se evaluaron nueve tratamientos compuestos por dos dosis de fertilizante de liberación controlada y tres tipos de fertilizantes hidrosolubles, así como el testigo en el que solo se aplicó agua (Cuadro 1). El fertilizante de liberación controlada (8-9 meses de liberación) Multicote ® 18N - 6P2O5 - 12K2O + 2MgO + micro nutrimentos (Haifa Chemicals Ltd.) se incorporó en el sustrato en dosis de 3 y 6 g L-1. Los fertilizantes hidrosolubles se aplicaron cada 48 h en una dosis constante de 100 mg L-1. El proceso de fertilización comenzó a los 20 días de la siembra (DDS) y duró tres meses, con fecha de término 10 de julio de 2015.
Cuadro 1 Composición y dosis de los tratamientos evaluados.
| Tratamiento | Fertilizante de liberación controlada (g L-1) |
Fertilizante hidrosoluble (N-P-K) |
|---|---|---|
| 1 | 0 | Agua |
| 2 | 3 | Agua |
| 3 | 3 | Triple 19 (19 N -19 P205 -19 K2O) |
| 4 | 3 | Poly-feed ® (20 N - 9 P205 - 20 K2O) |
| 5 | 3 | Triple 16 (16 N - 16 P205 - 16 K2O) |
| 6 | 6 | Agua |
| 7 | 6 | Triple 19 (19 N - 19 P205 - 19 K2O) |
| 8 | 6 | Poly-feed ® (20 N - 9 P205 - 20 K2O) |
| 9 | 6 | Triple 16 (16 N - 16 P205 - 16 K2O) |
Evaluación
A los 116 DDS se evaluaron ocho plantas por unidad experimental. Las variables respuesta consideradas fueron: la altura de la parte aérea (cm), que se registró con una regla graduada de 30 cm (Trupper ® 14387) y la medida se tomó con aproximación hasta décimas de centímetro; el diámetro del tallo (mm), tomado a la altura del cuello de la planta con un vernier digital con precisión de centésimas de milímetro (SURTEK ® 122204). Para la biomasa seca de la parte aérea y del sistema radical (g) se utilizó una estufa de secado FELISA ® FE-291D a 70 °C durante 72 h, después se pesaron en una balanza analítica Ohaus ® PA214. Cada sección fue previamente empacada en bolsas de papel con su respectivo registro (tratamiento, repetición y número de planta). Con las variables anteriores se determinó el índice de robustez, que es un indicador de la calidad de la planta.
El costo del fertilizante utilizado durante el experimento se calculó en función de la proporción aplicada de cada tipo de fertilizante hidrosoluble por tratamiento. Adicionalmente, se incorporó el costo del fertilizante de liberación controlada con base en los tratamientos definidos, con precios promedio cotizados en 2017.
Diseño experimental y análisis estadístico
Los tratamientos se distribuyeron en un diseño experimental completamente al azar con arreglo factorial, con cuatro repeticiones por tratamiento. Como los datos no cumplían el supuesto de normalidad, para todas las variables evaluadas se utilizó la prueba estadística no paramétrica de Kruskal-Wallis (Kruskal y Wallis, 1952), además de la prueba de separación de medias de Bonferroni-Dunn (p < 0.05) (Pohlert, 2014). El análisis estadístico se realizó con el software estadístico R 3.2.3 (R Core Team, 2015). El modelo estadístico utilizado fue el siguiente:
Donde:
Y ij = Variable respuesta
μ = Efecto medio general
A i = Efecto atribuido al i -ésimo nivel del factor fertilizante hidrosoluble
B j = Efecto atribuido al j -ésimo nivel del factor fertilizante de liberación controlada
(AB) ij = Efecto atribuido a la interacción entre el i-ésimo nivel del factor A y el j-ésimonivel del factor B
e ijk = Error aleatorio
Resultados y Discusión
Fertilizantes de liberación controlada
La aplicación del fertilizante de liberación controlada Multicote ® tuvo efectos significativos en las variables evaluadas (p < 0.001); en la altura de la parte aérea y el diámetro al cuello de la raíz, la dosis de 3 g mostró igualdad estadística con respecto a los ejemplares que recibieron la dosis de 6 g; sin embargo, en la biomasa seca total la dosis mayor se ubicó en el grupo estadístico superior (Cuadro 2). Es evidente que la falta de suministro de la opción de liberación controlada provocó un menor crecimiento en las plantas.
Cuadro 2 Efecto del fertilizante de liberación controlada e hidrosoluble en el sustrato a los 116 días de siembra.
| Tipo de fertilizante |
Altura de la parte aérea (cm) |
Diámetro al cuello de la raíz (mm) |
Biomasa seca total (g) |
Índice de robustez |
|---|---|---|---|---|
| Fertilizante de liberación controlada | ||||
| 0 g | 10.13 ± 0.65 b | 2.14 ± 0.12 b | 0.43 ± 0.03 c | 4.51 ± 0.28 |
| 3 g | 26.88 ± 0.54 a | 3.45 ± 0.03 a | 2.29 ± 0.05 b | 7.80 ± 0.15 |
| 6 g | 28.73 ± 0.56 a | 3.55 ± 0.03 a | 2.60 ± 0.04 a | 8.09 ± 0.15 |
| Fertilizante hidrosoluble | ||||
| Agua | 20.49 ± 1.12 b | 3.02 ± 0.09 b | 1.58 ± 0.12 b | 6.44 ± 0.24 |
| Triple 19 | 28.93 ± 0.79 a | 3.49 ± 0.04 a | 2.50 ± 0.08 a | 8.30 ± 0.21 |
| Poly-feed ® | 28.23 ± 0.70 a | 3.52 ± 0.04 a | 2.53 ± 0.06 a | 8.03 ± 0.19 |
| Triple 16 | 28.39 ± 0.74 a | 3.54 ± 0.04 a | 2.60 ± 0.05 a | 8.04 ± 0.23 |
Letras distintas en la misma columna indican diferencias significativas, según la prueba de Bonferroni-Dunn (p < 0.05).
Estos resultados coinciden con los de Bustos et al. (2008), quienes evaluaron el crecimiento de tres especies arbóreas (Nothofagus dombeyi (Mirb.) Oerst., Nothofagus nervosa (Mirb.) Oerst. y Eucryphia cordifolia Cav.) al aplicar tres dosis del fertilizante de liberación controlada Osmocote ® (de 2.5 a 7.5 g L-1); concluyeron que las dosis más altas fueron las más favorables.
Por su parte, Aguilera et al. (2016) también observaron que en plántulas de Pinus montezumae Lamb. producidas con tres dosis (4, 6 y 8 g L-1) de Basacote ® Plus, Multicote ® y Osmocote ® Plus en dos sustratos, las dosis de 6 y 8 g L-1 estimularon aún más su crecimiento.
Fertilizantes hidrosolubles
El uso de los fertilizantes hidrosolubles durante el riego sólo registró diferencias en las variables de respuesta (p < 0.001) con respecto al testigo; es decir, en las que se regó sin fertilizante hidrosoluble. En los tratamientos en los que se aplicaron los diversos fertilizantes hidrosolubles en agua, los resultados de las variables evaluadas (p < 0.001) fueron similares entre sí (Cuadro 2).
Fertilizantes de liberación controlada e hidrosolubles
La aplicación del fertilizante de liberación controlada y los hidrosolubles, generaron diferencias significativas en la altura de la parte aérea, diámetro del cuello de la raíz y biomasa seca total (p < 0.001); además, evidenciaron un índice de robustez ligeramente superior al indicado por Prieto et al. (2012) (< 8), pero que puede ser satisfactorio (Cuadro 3).
Cuadro 3 Resultados de las variables evaluadas y costos por fertilizantes a los 116 días de siembra.
| Tratamiento | Altura de la parte aérea (cm) |
Diámetro al cuello de la raíz (mm) |
Biomasa seca total (g) |
Índice de robustez |
Costo del fertilizante por planta (MXN) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 10.13 ± 0.65 c | 2.14 ± 0.12 b | 0.43 ± 0.03 c | 4.51 ± 0.28 | 0 |
| 2 | 23.40 ± 1.03 bc | 3.37 ± 0.08 a | 1.81 ± 0.09 bc | 6.96 ± 0.30 | 0.026 |
| 3 | 27.49 ± 1.06 ab | 3.38 ± 0.05 a | 2.25 ± 0.11 ab | 8.12 ± 0.28 | 0.048 |
| 4 | 28.52 ± 1.00 ab | 3.48 ± 0.06 a | 2.50 ± 0.09 a | 8.21 ± 0.30 | 0.064 |
| 5 | 28.14 ± 0.90 ab | 3.58 ± 0.07 a | 2.59 ± 0.07 a | 7.90 ± 0.29 | 0.050 |
| 6 | 27.95 ± 1.16 ab | 3.56 ± 0.08 a | 2.50 ± 0.11 a | 7.84 ± 0.26 | 0.053 |
| 7 | 30.37 ± 1.11 a | 3.59 ± 0.07 a | 2.74 ± 0.10 a | 8.49 ± 0.32 | 0.075 |
| 8 | 27.95 ± 1.00 ab | 3.55 ± 0.06 a | 2.56 ± 0.08 a | 7.86 ± 0.26 | 0.091 |
| 9 | 28.64 ± 1.20 ab | 3.51 ± 0.05 a | 2.61 ± 0.08 a | 8.18 ± 0.36 | 0.077 |
Letras distintas en la misma columna indican diferencias significativas, según la prueba de Bonferroni-Dunn (p < 0.05).
La altura de la parte aérea sobresalió con el tratamiento 7, que consistió en la mayor dosis del producto de liberación controlada y con el fertilizante hidrosoluble Triple 19. En cuanto al diámetro del cuello de la raíz, todos los tratamientos fertilizados, ya sea con el de liberación controlada, el hidrosoluble o combinados, quedaron en el grupo estadístico superior y registraron diferencias mayores a 1.0 mm con respecto al testigo. Los valores de los tratamientos más destacados variaron de 3.4 a 3.6 mm, con una diferencia máxima de 0.2 mm entre ellos. Los valores de biomasa seca total tuvieron una fluctuación promedio entre tratamientos de 0.48 y 2.74 g, con los mejores resultados en los tratamientos 4 al 9 (Cuadro 3).
La Norma Mexicana NMX-AA-170-SCFI-2016 “Certificación de viveros forestales”, establece que Prosopis laevigata debe tener un intervalo de altura entre 25 y 30 cm y un diámetro al cuello de la raíz mínimo de 4 mm a los cinco meses de edad (SCFI, 2016). En este estudio las alturas se alcanzaron en cuatro meses aproximadamente, excepto en los tratamientos 1 y 2; en lo que respecta al diámetro del cuello de la raíz, no se logró el mínimo recomendado, pero los valores fueron muy cercanos; por lo tanto, todos los tratamientos donde se fertilizó fueron eficaces. El diámetro del cuello de la raíz es considerado como una de las variables más importantes para definir la calidad de planta (Sáenz et al., 2010; Tsakaldimi et al., 2013), y tiene relación con la altura, así como con el desarrollo radical de la planta (Jacobs et al., 2009). Por su parte, Prieto et al. (2009) y Sáenz et al. (2010) argumentaron que las plantas con diámetros grandes soportan doblamiento y resisten más el daño causado por insectos y animales, por lo cual este criterio es considerado importante en el desempeño temprano de una plantación.
Prieto et al. (2013) evaluaron seis mezclas de sustratos en la producción de Prosopis laevigata, y aplicaron 7 kg m-3 de fertilizante de liberación controlada 15-07-15 de N-P-K, complementado dos veces por semana con el fertilizante hidrosoluble Peters ® Professional (PP), crecimiento (20-09-19 de N-P-K) en 100 ppm, y PP finalizador (4-25-35 de N-P-K), en dosis de 100 ppm. A las 21 semanas de crecimiento de la planta, concluyeron que el diámetro promedio de la planta fluctuó entre 2.91 y 3.05 mm, mientras que la altura, de 19.7 a 25.7 cm. En el presente estudio se observó un mayor incremento en las dos variables en menor tiempo (30 días menos), con lo que se corrobora la influencia de N P y K.
Prieto et al. (2012) establecieron que el índice de robustez para esta especie debe ser < 8 lo cual define un buen balance entre la altura y el diámetro, y permite a la planta sobrevivir ante condiciones de poca humedad y desecación por viento, debido a la resistencia que opone el tejido leñoso, además de contener reservas de agua y fotosintatos; un valor superior describe una planta desproporcionada y susceptible a daños por viento, sequía y heladas (Rodríguez, 2008). Derivado de lo anterior, los tratamientos que recibieron alguna fuente nutrimental revelaron índices de robustez adecuados, lo cual manifiesta que las rutinas de fertilización usadas son correctas (Cuadro 3).
Con base en los resultados obtenidos en el presente estudio se aprecia que el factor que marcó diferencias entre tratamientos fue el fertilizante de liberación controlada aplicado en dos dosis, y con los mejores resultados en la dosis mayor (6 g L-1); Rose et al. (2004) señalaron que la característica más destacada de este tipo de fertilizantes es su capacidad para que los nutrimentos se apliquen por única vez y que se liberen en forma gradual y por tiempo prolongado, lo que a su vez evita la pérdida de nutrimentos por lixiviación. Por otro lado, los mismos autores indican que es conveniente evaluar mezclas de fertilizantes de liberación controlada y productos hidrosolubles, de manera que se pueda determinar la forma óptima de nutrición en las plantas.
Análisis de costos de los fertilizantes en la producción de planta
El costo generado por la aplicación de los fertilizantes de liberación controlada y los hidrosolubles, fue mayor en el tratamiento 7 con MXN 0.077 por planta producida; y, en contraste, el menor costo fue el del tratamiento 2 con MXN 0.026 por planta, al invertir sólo en el fertilizante de liberación controlada en una dosis de 3 g L-1 de agua (Cuadro 3).
Así, para producir un millón de plantas con el tratamiento 7, el costo debido al uso del fertilizante sería de MXN 77 000.00 mientras que con el tratamiento 2 solo se requeriría MXN 26 000.00. Sin embargo, la respuesta de las variables morfológicas que definen la calidad de planta, muestran que el tratamiento 5 es el mejor, dado que en la mayoría de las variables evaluadas no presentó diferencias estadísticas con respecto al tratamiento 7 y su costo debido a la fertilización, para la producción de un millón de plantas en este tratamiento asciende a MXN 50 000.00 lo que representa un ahorro de 35 %; es decir, MXN 27 000.00 (Figura 1).
Aguilera et al. (2016) hacen referencia a los costos del fertilizante, y determinaron que el fertilizante de liberación controlada 18-6-12 de N-P-K es el más económico para hacer plantaciones de Pinus montezumae con fines de restauración; este mismo producto se probó en el presente estudio, y de igual manera se encontró diferencia significativa en el peso seco total. Además, es más barato fertilizar con 3 g que con la dosis mayor (6 g), pero la dosis mayor aumenta las características morfológicas de la planta. Finalmente, es factible obtener las tallas mínimas recomendadas para la especie con cualquiera de las dos dosis de fertilizante.
Conclusiones
Los fertilizantes hidrosolubles Triple 16 y Triple 19, en conjunto con el fertilizante de liberación controlada, propician una buena respuesta en la mayoría de las variables morfológicas de la planta. Por lo tanto, resulta ser un respaldo a la fertilización aplicada en el sustrato para optimizar el crecimiento inicial en plántulas de esta especie en campo.
El fertilizante Triple 19 junto con la dosis de 6 g de fertilizante de liberación controlada presenta los mejores resultados en las variables morfológicas; sin embargo, es el tercero más costoso.
Con base a un balance entre las mejores respuestas de las plantas en las variables morfológicas y los menores costos debido a la fertilización, se recomienda utilizar el tratamiento 5.
