Sitio de plantación

El experimento se estableció en el ejido Aquiles Serdán, municipio de Durango, Durango, México. El ejido se ubica en las coordenadas geográficas 23° 53' 39.24'' N y 104° 33' 43.94'' O, a una altitud de 1 898 m. La temperatura media anual es de 16.59 °C; el mes más frío es diciembre con una temperatura media de 2.58 °C y el mes más cálido es junio con una temperatura media de 28.91 °C. La precipitación media anual es de 715.8 mm (^{Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias [INIFAP], 2017}). El terreno tiene leves ondulaciones y una pendiente menor de 3 %. El suelo es de textura franca, de pH neutro (6.9) y bajo en materia orgánica (1.05 %). Estas y otras propiedades fisicoquímicas del suelo se determinaron con base en lo establecido por la Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 (^{SEMARNAT, 2002}); la información obtenida se muestra en el Anexo 1.

Establecimiento, tratamientos y diseño experimental

La semilla se colectó en 20 árboles ubicados en la localidad Alberca, Coahuila (23° 32´ N y 100° 52´ O, altitud 2 400 m). Las plantas se cultivaron en vivero en contenedores de poliestireno de 77 cavidades, con capacidad de 170 mL por cavidad. La plantación se estableció el 24 de julio de 2014 utilizando brinzales de 10 meses de edad con altura y diámetro promedios de 34 cm y 3 mm, respectivamente. La preparación del suelo se hizo con tractor agrícola (subsoleo a 40 cm). Las plantas se depositaron en cepas de 25 a 30 cm de profundidad y su distribución fue en marco real con un espaciamiento de 2 m entre plantas y líneas.

El experimento tuvo un diseño completamente al azar; se evaluaron siete fertilizantes en dosis de 7 y 14 g y un testigo (sin fertilizar). El Cuadro 1 muestra la composición nutrimental de los fertilizantes evaluados. Cada tratamiento tuvo cuatro repeticiones y cada unidad experimental estuvo conformada por 12 plantas. Previo a la plantación, los fertilizantes se incorporaron en el fondo de las cepas, para evitar el contacto directo con las raíces; después se agregaron 40 g de suelo, aproximadamente, y se colocaron las plantas. Estas no se regaron durante el periodo de evaluación.

Evaluación de la planta

El ensayo se evaluó el 30 de julio 2015. La supervivencia se cuantificó mediante una escala binaria, asignando valores de 0 a las plantas muertas y 1 a las plantas vivas. Los incrementos de altura (cm) y diámetro en la base (mm) se obtuvieron de las diferencias entre la medición inicial y final de cada planta. El volumen del tallo se calculó con la siguiente ecuación (^{Balám-Che, Gómez-Guerrero, Vargas-Hernández, Aldrete, & Obrador-Olán, 2015}):

V = 0.0333 0.7854 * DAB2* H

Por otro lado, la concentración foliar de N, P y K se determinó en acículas provenientes del último flujo de crecimiento de tres brinzales por tratamiento; asimismo, se obtuvo el peso seco de 100 acículas deshidratadas en una estufa de secado a 70 °C durante 72 h. Con estos datos se hicieron nomogramas de vectores (^{Haase & Rose, 1995}; ^{Timmer, 1991}) para conocer la relación entre la concentración nutrimental y la biomasa. El N se estimó con el método Kjeldahl, el P mediante colorimetría de complejo amarillo vanadomolibdato y el K por emisión atómica (^{SEMARNAT, 2002}).

Análisis estadístico

Los análisis se realizaron con el software estadístico R 3.2.3 (^{R Core Team, 2015}). Para conocer la variabilidad del crecimiento explicada por la adición de nutrientes, se obtuvieron coeficientes de determinación (R²) a partir de una regresión lineal entre los contenidos de N, P₂O₅ y K₂O en cada fertilizante y las variables de incremento de altura y diámetro. Los valores de supervivencia de brinzales y concentración de N-P-K foliares se transformaron con la función arcoseno y raíz cuadrada, ya que dichos valores estaban expresados en porcentaje (^{Steel & Torrie, 1988}). Para las variables evaluadas se utilizó la prueba estadística no paramétrica de ^{Kruskal-Wallis (Kruskal & Wallis, 1952}), debido a que los datos no cumplían con el supuesto de normalidad; posteriormente se hizo una prueba de separación de medias de Bonferroni-Dunn (P < 0.05) (^{Pohlert, 2014}). El modelo estadístico utilizado fue el siguiente:

Yi=µ + αi+ ei

Incremento en altura, diámetro y volumen de Pinus greggii var. greggii

La aplicación de K favoreció el crecimiento de los brinzales (Cuadro 2), aun cuando este elemento no fue deficiente en el sitio (0.99 cmol_c·kg^-1, Anexo 1). La NOM-021-RECNAT-2000 señala valores medios de K de 0.3 a 0.6 cmol_c·kg^-1 de suelo (^{SEMARNAT, 2002}). Además del fertilizante, factores como la disponibilidad de agua, tipo de suelo y temperatura influyen en el crecimiento de las plantas, los cuales en conjunto se asocian a la capacidad de asimilación de nutrimentos (^{Núñez, 2013}).

Acorde con el Cuadro 3, el volumen y los incrementos en altura y diámetro mostraron diferencias significativas (P < 0.001) por efecto de los tratamientos de fertilización. Los fertilizantes de liberación lenta tuvieron incrementos similares a los causados por los fertilizantes agrícolas en las tres variables evaluadas; el fertilizante de liberación lenta 12-25-12 destacó, aunque, estadísticamente, el efecto fue el mismo que en el resto de los tratamientos. En comparación con el testigo, únicamente los fertilizantes de liberación lenta 12-25-12, 09-23-14 y 18-06-12 de N-P-K produjeron incrementos de altura y diámetro, así como volúmenes de madera, significativamente mayores.

Por otra parte, de acuerdo con el Cuadro 4, las dosis de fertilizantes (7 y 14 g) ocasionaron diferencias significativas en el incremento en altura (P = 0.002), en diámetro (P < 0.001) y en volumen (P = 0.001) solo con respecto al testigo (sin fertilizante). ^{Oliet et al. (2009)} probaron dos fertilizantes de liberación lenta (9-13-18 y 17-10-10 de N-P-K) en dosis de 3, 5 y 7 g, más un testigo sin fertilizar, y determinaron que la formulación 9-13-18 de N-P-K en dosis de 7 g generó los mayores incrementos en diámetro y altura de Pinus halepensis Mill.

En general, los fertilizantes de uso agrícola tuvieron una menor eficiencia en el aporte nutrimental. Esto concuerda con los resultados de ^{Reyes-Millalón et al. (2012)}, quienes encontraron mejor respuesta en el crecimiento de P. radiata D. Don con los fertilizantes de liberación lenta que con fertilizantes hidrosolubles y el testigo (sin fertilización); ^{Everett, Hawkins, y Kiiskila (2007)} también observaron una tendencia similar con Pseudotsuga menziesii var. glauca (Beissn.) Franco. Por su parte, ^{Gotore, Murepa, y Gapare (2014)} encontraron una respuesta particular en el crecimiento de Pinus patula Schiede ex Schltdl. & Cham.; estos autores sugieren que la adición de nutrimentos no es necesaria en la etapa inicial de la plantación. No obstante, el presente estudio demuestra que el manejo nutrimental es importante en la plantación de P. greggii var. greggii, pues generó una respuesta significativa en el crecimiento; así lo señalan ^{Román, Vargas, Baca, Trinidad, y Alarcón (2001)}, quienes demostraron que el manejo nutrimental de plántulas de P. greggii var. australis con soluciones nutritivas incrementó la altura, el diámetro y la biomasa.

Las variables altura, diámetro y volumen tuvieron diferencias significativas entre tratamientos; sin embargo, conviene hacer evaluaciones futuras de la plantación para determinar si las mismas diferencias continúan o si ocurren otras, lo cual probablemente sucederá durante el cierre de copas, que es la etapa de mayor demanda nutrimental.

Supervivencia de Pinus greggii var. greggii

La supervivencia no tuvo diferencias significativas por efecto de la fertilización (P = 0.799) y las dosis probadas (P = 0.241). Es posible que el porcentaje reducido de supervivencia del testigo (52.1 %), de los fertilizantes de uso agrícola 16-16-16 (59.4 %) y 18-46-00 (64.4 %), así como de los fertilizantes de liberación lenta 09-23-14 (64.6 %), 12-25-12 (67.7 %), 14-14-14 (63.5 %), 17-17-17 (59.4 %) y 18-06-12 (67.7 %), se deba más a las condiciones de baja disponibilidad de humedad en el suelo, que a las necesidades de nutrimentos en las plantas (^{Haase & Jacobs, 2013}; ^{Reyes-Millalón et al., 2012}). ^{Perez, Valeri, Cruz, y Vasconcelos (2016)} indican que un nivel de K adecuado, o incluso elevado, promueve el uso más eficiente del agua en las plantas. En este estudio, probablemente, el K ejerció dicho efecto y, por ende, influyó en la supervivencia.

Cabe mencionar que los valores obtenidos por cualquiera de los tratamientos evaluados superan la cifra nacional de supervivencia al año de plantación en las reforestaciones: 36 % según ^{Wallace et al. (2015)} y <50 % según ^{Burney et al. (2015)}. Además, considerando que P. greggii var. greggii es una especie exótica en Durango, los valores de supervivencia son aceptables, aun cuando la CONAFOR exige 80 % de supervivencia en el primer año.

Concentración foliar de nutrimentos

El Cuadro 5 presenta los resultados de la determinación de concentración foliar de N, P y K en P. greggii var. greggii. Los fertilizantes utilizados no generaron diferencias significativas en las concentraciones foliares de N (P = 0.536) y K (P = 0.603), pero si en las de P (P = 0.030). La existencia de concentraciones similares de N puede deberse a su condición de deficiencia en el sitio, lo cual permite suponer que el nutrimento fue absorbido por las plantas y se diluyó en la biomasa (^{López-López & Estañol-Botello, 2007}).

Aun siendo un nutrimento suficiente en el suelo (Anexo 1), el K favoreció más el crecimiento de los brinzales (Cuadro 2), debido a que probablemente promovió un uso mejor del agua (^{Perez et al., 2016}). De haber sucedido este efecto, es probable que el K foliar haya tendido a diluirse en la biomasa, generando solo cambios pequeños y no significativos en las concentraciones foliares del nutrimento (Cuadro 5) (^{López-López & Alvarado-López, 2010}). En cambio, las concentraciones foliares de P se modificaron según se agregó el nutrimento en la fórmula fertilizante; al parecer la liberación inmediata de nutrimentos por parte del fertilizante de uso agrícola 16-16-16 permitió el aumento de P foliar, mientras que, los fertilizantes de liberación lenta, por su condición duradera, solo liberaron porciones pequeñas de nutrimentos durante un tiempo prolongado. Lo anterior implica que el P era deficiente en el sitio antes de aplicar los tratamientos (3.0 mg·kg^-1, Anexo 1), ya que la NOM-021-RECNAT-2000 señala como valores medios 5.5 a 11 mg·kg^-1 (^{SEMARNAT, 2002}).

Con relación a las dosis de fertilizantes, no existieron diferencias significativas en la concentración foliar de N (P = 0.079), P (P = 0.535) y K (P = 0.592). En la comparación de concentraciones foliares de nutrimentos es frecuente la ausencia de diferencias entre tratamientos, debido a la presencia de los efectos de dilución en el crecimiento de los brinzales (^{López-López & Alvarado-López, 2010}).

El análisis de vectores, mostrado en Figura 1a, indica que los fertilizantes de liberación lenta 09-23-14, 14-14-14, 18-06-12 y el de uso agrícola 18-46-00 de N-P-K, generaron aumento en el peso de acículas y la reducción en la concentración de N foliar, nutrimento que era deficiente antes de aplicarlo; tal interpretación concuerda con el análisis de suelo (0.05 % se considera bajo [^{SEMARNAT, 2002}]) y el comportamiento de la concentración foliar del N (Cuadro 5) (^{López-López & Alvarado-López, 2010}). Este mismo efecto se observa en P con los fertilizantes de liberación lenta 09-23-14, 14-14-14 y 18-06-12, y el de uso agrícola 18-46-00 (Figura 1b), y en el caso del K con el fertilizante de liberación lenta 18-06-12 (Figura 1c). Lo anterior indica que estos nutrimentos fueron insuficientes para incrementar la biomasa de acículas, misma que frecuentemente se relaciona en forma directa con la biomasa total de los brinzales (^{Timmer & Stone, 1978}).

Figura 1 Nomogramas de vectores de tratamientos de fertilización con distintas formulaciones en Pinus greggii var. greggii. FA: fertilizante agrícola y FLL: fertilizante de liberación lenta. 

El nomograma de N muestra también que el fertilizante de uso agrícola 16-16-16 y el de liberación lenta 12-25-12 presentan un vector que indica disminución del peso de acículas, así como aumento de la concentración foliar de N (Figura 1a). Aparentemente se trata de un efecto de concentración de N, debido a la limitación del crecimiento por algún factor ligado probablemente a los fertilizantes. Asimismo, el vector del fertilizante de liberación lenta 17-17-17 refleja reducción de peso de acículas y de concentración foliar, esto puede deberse a un efecto antagónico con otro nutrimento (^{López-López & Alvarado-López, 2010}) que disminuyó la disponibilidad de N. Esa misma tendencia se observa en P con el fertilizante de lenta liberación 17-17-17 y 12-25-12 de N-P-K, mientras que en K solo con el fertilizante de lenta liberación 12-25-12 de N-P-K.

Por otro lado, en el nomograma de K se observa que los vectores de los fertilizantes de liberación lenta 09-23-14, 14-14-14 y el de uso agrícola 18-46-00 indican aumento de peso de acículas e incremento en la concentración (Figura 1c), esto sugiere que el K era deficiente antes del tratamiento; la insuficiencia K se subsanó y ocurrió un alto consumo (^{López-López & Alvarado-López, 2010}). Según el análisis de suelo, el K es suficiente y parece ser que este nutrimento mejoró el estado hídrico de los brinzales y su crecimiento (^{Román et al., 2001}), a pesar de que el agua es un factor limitante en la zona.

En general, el fertilizante de liberación lenta 17-17-17 indujo reducción de la biomasa foliar (Figura 1). Al parecer, el P fue el nutrimento deficiente en las parcelas que recibieron fertilizante de liberación lenta 17-17-17 de N-P-K (Figura 1b), en cuyo caso, la concentración foliar disminuyó hasta 0.11 %. El P es un nutrimento altamente proclive a las condiciones de pH (<5 precipitación; >5 adsorción, oclusión y reversión) y es probable que este haya restringido la absorción (^{Núñez, 2013}) en el fertilizante 17-17-17, disminuyendo el crecimiento, incluyendo el de las raíces; el mismo efecto pudo haber reducido la absorción también de N y, en alguna medida, la de K.