Diseño experimental

El ensayo se estableció en el invernadero del Instituto de Ciencias Agropecuarias de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, ubicado en las coordenadas 20° 3’ 36.44” N y 98° 22’ 53.26” O. La planta de P. leiophylla, de un año de edad, se produjo en sistema tecnificado en charola de unicel de 77 cavidades y de 170 cc por cavidad. El sustrato utilizado fue peat moss, agrolita y vermiculita en relación 3:1:1, con 6 g de fertilizante de liberación lenta (ocho meses) de la marca Osmocote por cada litro de mezcla. Se seleccionaron plantas similares en altura (25 a 30 cm de altura) y diámetro en la base (3.5 mm), libres de enfermedades, con – partes del tallo lignificado y con fascículos y acículas completamente desarrollados. Los tratamientos aplicados al momento del trasplante se describen en el Cuadro 1.

Los individuos se trasplantaron a bolsas de plástico de 40 x 40 x 40 cm que contenían 30.6 L de tierra agrícola (23 % de humedad inicial, porosidad total de 56.5 %, capacidad de retención de agua disponible de 10.2 % y porosidad de aireación de 89.7 %). Las plantas se colocaron en el centro de las bolsas y los tratamientos se aplicaron alrededor del cepellón. La espuma fenólica hidratada se depositó de tal manera que tuviera la mayor superficie de contacto posible con el cepellón. Posteriormente, el llenado de las macetas se concluyó y la tierra se compactó ligeramente, eliminando terrones y piedras grandes. Las macetas se colocaron en un invernadero de 10 x 30 m de cubierta plástica con una temperatura interna que variaba de 10 °C en el momento más frío a 38 °C en el momento más caluroso, en el mes de noviembre del 2013. Las macetas se acomodaron de acuerdo con un diseño experimental completamente al azar. Cada tratamiento se formó por tres repeticiones de 20 plantas, obteniendo un total de 60 individuos por tratamiento y 240 plantas en el experimento. No se agregó agua durante el periodo de evaluación, con la finalidad de evaluar el aporte de humedad de las espumas fenólicas a la planta y valorar la supervivencia y demás variables en estudio.

Variables y análisis realizados

Las variables estudiadas fueron supervivencia, crecimiento en altura y diámetro e incremento en biomasa aérea y radical de la planta. La supervivencia se evaluó cada semana durante tres meses de manera visual. El individuo se consideró planta muerta cuando perdió la turgencia en la yema apical, cambió la coloración característica de la especie y presentó signos de marchitez en las hojas, de acuerdo con la metodología propuesta por ^{Barchuk y Díaz (2000)}. El incremento en altura se midió con un flexómetro (Truper, México) y el del diámetro con un vernier digital (0.001 mm de precisión, Truper, México). La biomasa se evaluó con la metodología propuesta por ^{Schlegel, Gayoso, y Guerra (2000)}, que consiste en obtener, por separado, el peso seco de la parte aérea y radical de las plantas que fueron muriendo en el transcurso del experimento; posteriormente, los valores se sumaron para obtener la biomasa total.

La supervivencia se analizó usando el estimador Kaplan- Meier (^{Sigala, González, & Jiménez, 2015}), mientras que los datos de altura y diámetro se sometieron a un análisis de covarianza, utilizando el valor individual de altura inicial como covariable (^{Palacios et al., 2015}). Los datos de biomasa aérea, radical y total se sometieron a un análisis de varianza tradicional. Las variables que presentaron diferencias estadísticas significativas (P ≤ 0.05) se sometieron a la prueba de comparación múltiple de medias de Tukey.

Supervivencia de P. Leiophylla

El análisis de supervivencia, usando el estimador Kaplan-Meier, mostró una diferencia altamente significativa entre el testigo y los otros tratamientos (P = 0.000008) (Figura 1). Estos resultados son similares a los reportados por ^{Agaba et al. (2010)} y ^{Orikiriza et al. (2013)}, quienes adicionaron hidrogel como reservorio de agua en otras especies arbóreas y concluyeron que el tiempo de supervivencia incrementó. El Cuadro 2 muestra una comparación entre dichos estudios.

Figura 1 Supervivencia de plantas de Pinus leiophylla con distintos tratamientos de reservorios de agua. 

La Figura 2 presenta la supervivencia de P. leiophylla bajo distintos tratamientos en un periodo de 12 semanas. En la figura se aprecia que todas las plantas (100 %) de los cuatro tratamientos supervivieron durante las primeras tres semanas, por lo que se pueden descartar errores durante el trasplante. A partir de la cuarta semana, la supervivencia de las plantas en el tratamiento testigo disminuyó 23 %, en los tratamientos de espuma fenólica disminuyó 8 %, mientras que el tratamiento con hidrogel mantuvo 100 % de las plantas hasta la quinta semana. En esta misma semana, la supervivencia del testigo fue 50 %, mientras que el resto de los grupos registró un descenso rápido en la curva de supervivencia, después de la sexta semana.

Figura 2 Supervivencia de plantas de Pinus leiophylla con distintos tratamientos de reservorios de agua. 

A los dos meses del inicio del experimento, el testigo fue estadísticamente diferente (P = 0.000008) con el resto de los tratamientos al tener sólo 8 % de supervivencia, mientras que el hidrogel tenía 45 % y los tratamientos con espuma fenólica de 231 cc y 308 cc tenían 52 y 62 % de supervivencia, respectivamente (Cuadro 3).

El tiempo de supervivencia se prolonga 30 días al colocar un bloque de espuma fenólica hidratada de 308 cc de volumen. En una plantación a cielo abierto existe la posibilidad de que en dicho periodo llueva, de tal forma que la planta recupere la turgencia y el bloque de espuma fenólica se hidrate nuevamente. ^{Al-Humaid y Moftah (2007)} también reportaron que la adición de hidrogel incrementó la supervivencia hasta dos meses en individuos de Conocarpus erectus L. En el presente estudio, la espuma fenólica de 308 cc mantuvo 62 % de las plantas de P. leiophylla vivas hasta por 60 días después del trasplante, mientras que el hidrogel mantuvo 45 %; por tanto, la espuma es una opción más para mitigar los efectos de las sequías prolongadas en los primeros meses después del trasplante.

Los tiempos de supervivencia son similares a los reportados por ^{Agaba et al. (2010)} y ^{Orikiriza et al. (2013)} en otras especies arbóreas (Cuadro 2). Cabe aclarar que ellos regaron las plantas a capacidad de campo antes de someterlas a condiciones de sequía y aplicaron riegos para asegurar el establecimiento. Otro estudio realizado por ^{da Silva et al. (2012)} confirma que si el tamaño del bloque de espuma fenólica incrementa, la supervivencia en plántulas de híbridos de Eucalyptus urophylla S.T. Blake y E. resinifera Sm. también aumenta.

Esto concuerda con lo encontrado en el presente estudio, ya que el tratamiento de espuma fenólica de 308 cc presentó 10 % más de supervivencia que el de 231 cc.

Incremento en altura, diámetro y biomasa de Pinus leiophylla

El análisis de covarianza mostró que no existen diferencias significativas entre los tratamientos respecto al incremento en altura a las ocho (P = 0.250) y 12 semanas (P = 0.135) (Cuadro 4). ^{Chirino, Vilagrosa, y Vallejo (2011)} reportaron resultados similares y los atribuyeron a las condiciones de sequía. La evaluación se hizo en la semana ocho, debido a que la mayoría de las plantas de los distintos tratamientos mantuvieron alrededor de 50 % de supervivencia, y en la semana 12, porque casi el total de las plantas habían muerto.

Respecto al diámetro, el análisis de covarianza mostró diferencias significativas entre los tratamientos a las ocho (P = 0.013) y 12 semanas (P = 0.002). El Cuadro 5 muestra el crecimiento en el diámetro de las plantas de P. leiophylla bajo los cuatro tratamientos de evaluación. El tratamiento testigo tuvo el menor diámetro (3.9 mm), mientras que el incremento de esta variable en los tratamientos de espuma fenólica e hidrogel fue similar. Estos resultados concuerdan con lo reportado por ^{De la O-Quezada, Ojeda-Barrios, Hernández- Rodríguez, Sánchez-Chávez, y Martínez-Tellez (2011)}, quienes indican que, en condiciones de estrés hídrico, las plántulas de nogal se ven afectadas principalmente en el incremento del diámetro.

El Cuadro 6 muestra el análisis de varianza de la biomasa aérea, radical y total con diferencias estadísticas significativas (P ≤ 0.05) entre los tratamientos. Por otra parte, la Figura 3 presenta una comparación gráfica de la biomasa de P. leiophylla bajo los distintos tratamientos. El tratamiento testigo tuvo la mayor biomasa radical (0.99 g). En la biomasa total, la diferencia entre los valores extremos fue de 0.78 g, que corresponden a los tratamientos testigo y con hidrogel. En las plantas con espuma fenólica se perdió parte de las raíces al momento de extraer el sistema radical, debido a que éstas atravesaron la espuma y fue imposible separarlas de ella, error que no se consideró en el pesado. También es importante mencionar que, de acuerdo con ^{Cornejo y Emmingham (2003)}, los resultados pueden atribuirse a que las evaluaciones se realizaron durante la estación fría y en un periodo corto (12 semanas), pues el incremento en biomasa durante la estación fría en condiciones de invernadero no se ve influenciado por el estrés hídrico.

Figura 3 Biomasa de plantas de P. leiophylla bajo distintos tratamientos de reservorios de agua. Barras con misma trama y letra diferente indican diferencias estadísticas significativas de acuerdo con la prueba de Tukey (P ≤ 0.05).