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Revista Chapingo serie ciencias forestales y del ambiente
versión On-line ISSN 2007-4018versión impresa ISSN 2007-3828
Rev. Chapingo ser. cienc. for. ambient vol.26 no.1 Chapingo ene./abr. 2020 Epub 03-Mar-2021
https://doi.org/10.5154/r.rchscfa.2019.04.039
Nota científica
¿La lombriz de tierra favorece la supervivencia y el crecimiento de plántulas de Abies religiosa (Kunth) Schltdl. & Cham. en vivero?
1Universidad Veracruzana, Instituto de Biotecnología y Ecología Aplicada (INBIOTECA). Av. de las Culturas Veracruzanas núm. 101, col. Emiliano Zapata. C. P. 91090. Xalapa, Veracruz, México.
2Universidad de Guanajuato, Departamento de Biología, División de Ciencias Naturales y Exactas. Noria Alta s/n, col. Noria Alta. C. P. 36050. Guanajuato, Guanajuato, México.
Introducción:
En los viveros, el riego dentro de bolsas de plástico contribuye a la compactación del suelo, afectando el crecimiento de las plantas.
Objetivo:
Evaluar el efecto de la lombriz de tierra Pontoscolex corethrurus Müller en la supervivencia y crecimiento de plantas de Abies religiosa (Kunth) Schltdl. & Cham. y en la compactación del suelo en vivero.
Materiales y métodos:
Las plantas fueron sometidas a tres tratamientos (lombriz adulta, dos lombrices juveniles y sin lombriz) en bolsas de plástico (250 cc, calibre 400) con 25 repeticiones. Un año después, se registró la altura, cobertura, número de ramas primarias y secundarias y producción de biomasa (raíz, tallos y ramas) de las plantas y se evaluó la compactación del suelo.
Resultados y discusión:
La lombriz promovió 28 % de aumento en altura y 44 % de la producción de materia seca de la raíz (P < 0.05) sin afectar la supervivencia, la cual fue similar (86 ± 4.25 %; P > 0.05) en los tres tratamientos. La compactación fue significativamente menor (48 %, P < 0.0001) en los tratamientos con lombrices.
Conclusión:
P. corethrurus tiene potencial de mejorar la calidad de las plantas crecidas en bolsas de plástico en los viveros forestales.
Palabras clave: Pontoscolex corethrurus; oyamel; compactación del suelo; bolsas de plástico; calidad de planta
Introduction:
In nurseries, irrigation inside plastic bags contributes to soil compaction, affecting plant growth.
Objective:
To evaluate the effect of the earthworm Pontoscolex corethrurus Müller on the survival and growth of Abies religiosa (Kunth) Schltdl. & Cham. plants and on soil compaction in a nursery.
Materials and methods:
The plants were subjected to three treatments (adult earthworm, two juvenile earthworms and no earthworms) in plastic bags (250 cc, 400 gauge) with 25 replicates. One year later, the height, cover, number of primary and secondary branches and biomass production (root, stems and branches) of the plants were recorded and soil compaction evaluated.
Results and discussion:
The earthworm promoted an increase of 28 % in height and 44 % in root dry matter production (P < 0.05) without affecting survival, which was similar (86 ± 4.25 %; P > 0.05) in all three treatments. Compaction was significantly lower (48 %, P < 0.0001) in the earthworm treatments.
Conclusion:
P. corethrurus has the potential to improve the quality of plants grown in plastic bags in forest nurseries.
Keywords: Pontoscolex corethrurus; sacred fir; soil compaction; plastic bags; plant quality
Introducción
En México, Abies religiosa (Kunth) Schltdl. & Cham. (oyamel) se distribuye en las zonas montañosas de Sinaloa, Chihuahua, Coahuila, Nuevo León, Tamaulipas, Hidalgo, Veracruz, Estado de México, Tlaxcala, Puebla, Morelos, Jalisco, Michoacán, Guerrero y Oaxaca. El oyamel es una especie de crecimiento lento que se utiliza como árbol de Navidad (Pineda-López et al., 2015); su demanda varía entre 1.6 a 2.0 millones, de los cuales 60 % se cubre a través de importaciones de Canadá y Estados Unidos de América (Zamora-Martínez, 2007).
Varios tipos de contenedores se utilizan en la producción masiva de especies en vivero; uno de estos son las bolsas de plástico con suelo como sustrato (Allen, Harper, Bayer, & Brazee, 2017). En México se usan ampliamente en los viveros forestales promovidos por el gobierno; en el 2016 se produjeron 2 761 443 plantas en dichas bolsas (Comisión Nacional Forestal [CONAFOR], 2017). Las plántulas de oyamel se producen en estos contenedores y permanecen por un periodo de 18 a 24 meses en los viveros, antes de ser enviadas a las plantaciones (CONAFOR, 2017). Una desventaja de las bolsas de plástico es que cuando el riego se aplica, algunas propiedades físicas del suelo como la compactación se alteran (Angst et al., 2017), lo cual podría afectar la supervivencia y crecimiento de las plantas.
Las lombrices de tierra tienen efectos físicos en la estructura del suelo (Angst et al., 2017; Brown et al., 2001; Scheu, 2003). A través de sus excavaciones, las lombrices aumentan la porosidad y aireación (Datta, Singh, Singh, & Singh, 2016) y degradan los desechos orgánicos, lo cual mejora el aprovechamiento de nutrientes por las plantas (Jansirani, Nivethitha, & Vijay, 2012; Pashanasi, Melendez, Szott, & Lavelle, 1992) y beneficia su desarrollo (Eriksen-Hamel & Whalen, 2007). Además, las evidencias señalan que las lombrices favorecen positivamente el crecimiento y productividad vegetal en suelos arables o de pastizal (Ortiz-Ceballos & Fragoso, 2004). Pontoscolex corethrurus Müller es una de las lombrices endógenas de tierra que ha demostrado efectividad en el mejoramiento del suelo y en la productividad de cultivos; además, es común, de fácil manejo para su uso y reproducción (Pashanasi, Lavelle, & Alegre, 1994), y es tolerante a las condiciones extremas (Cuevas-Vázquez, Vázquez-Luna, Martínez-Hernández, Gómez-López, & Ortíz-Ceballos, 2017).
Con base en lo anterior, el uso de lombrices de tierra en la producción de plántulas en bolsas de plástico podría incrementar la porosidad y aireación del suelo y mejorar la absorción de nutrientes de las plántulas. Esto puede reflejarse en un mayor crecimiento o acumulación de biomasa de las plántulas (peso seco). Hasta el momento no hay evidencia del uso de lombrices de tierra para la producción de plántulas crecidas en bolsas de plástico en invernadero o viveros. En tal contexto, el objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto de la lombriz de tierra P. corethrurus en la supervivencia y crecimiento de plántulas de oyamel, así como en la compactación del suelo. Las hipótesis planteadas fueron que la presencia de la lombriz permitirá un mayor crecimiento de las plantas y reducirá significativamente la compactación del suelo en las bolsas de plástico.
Materiales y métodos
Colecta de suelo y diseño experimental
Se colectaron aproximadamente 100 kg de suelo de los bosques de oyamel en el ejido El Conejo, municipio de Perote (19° 31’54.5” N y 97° 09’ 14.8” O), ubicado en la cara noroeste del Parque Nacional Cofre de Perote, Veracruz, México. La densidad del arbolado en estos bosques es de 1 711.67 individuos·ha-1 (Pineda-López, Ortega, Sánchez-Velásquez, & Vázquez-Domínguez, 2013). El suelo está clasificado como Andosol, el cual es susceptible a la erosión (Instituto Nacional de Estadística y Geografía [INEGI], 2014). El suelo de estos sitios tiene pH 5.79 ± 0.11 y porcentajes de carbono, nitrógeno y fósforo totales de 8.58 ± 0.84, 0.41 ± 0.037 y 0.27 ± 0.038, respectivamente (Perroni, Sánchez-Velásquez, Garza-Garza, Rojo-Alboreca, & Pineda-López, 2013). Uribe et al. (2012) indican que estas características del suelo son apropiadas para el crecimiento de la lombriz P. corethrurus.
Se obtuvo una muestra compuesta a partir de tres muestras de cinco parcelas de 50 x 12.5 m (n = 15) extraídas a una profundidad de 30 cm en la época de lluvias (octubre del 2008). El suelo recolectado se mezcló y se excluyeron restos de raíces y hojarasca; posteriormente se colocó en bolsas negras de plástico de 250 cc, calibre 400. El tamaño de la bolsa plástica utilizada en este experimento es el mismo que se usa actualmente en los viveros para la producción de plantas para árboles de Navidad.
Se utilizó semilla de polinización abierta de 10 conos de 10 árboles (n = 100 conos) elegidos al azar con distancia mayor de 100 m entre ellos. Las semillas sin escamas se depositaron en arena húmeda de río a 5 °C durante ocho días para promover la germinación (Young & Young, 2009). En el invernadero, las semillas se colocaron sobre bandejas y se cubrieron con 3 mm de suelo. El suelo se mantuvo húmedo hasta la germinación, dejando las plántulas en crecimiento hasta lograr la emergencia de las primeras hojas (20 días). Posteriormente, en cada bolsa de plástico se colocó una planta de un mes de edad y de inmediato se inició el experimento que consistió en tres tratamientos: 1) una lombriz adulta (1LA) con clitelo desarrollado, 2) dos lombrices juveniles (2J) sin clitelo desarrollado y 3) el control sin lombriz (SL). Las lombrices juveniles alcanzan su madurez a los 60 días aproximadamente; se usaron dos juveniles con la idea de que al menos una llegaría a la madurez. Las lombrices juveniles y adultas pesaron 0.011 ± 0.02 y 0.42 ± 0.05 g, respectivamente. Se usaron 25 réplicas por cada tratamiento; las bolsas para cada tratamiento fueron elegidas al azar. La permanencia de las lombrices en el experimento se observó a través del suelo removido en la superficie de las bolsas. Las lombrices de suelo fueron producidas en el Instituto de Biotecnología y Ecología Aplicada de la Universidad Veracruzana. No se aplicó pesticida ni fertilizante al suelo o a las plantas. El experimento se realizó bajo condiciones de vivero con riegos periódicos, de tal forma que el suelo siempre se mantuvo húmedo (evaluación visual), lo que evitó el estrés hídrico de las plántulas y las lombrices; es decir, la planta se mantuvo robusta y con hojas erectas.
Al final del estudio (un año), cuando las plántulas alcanzaron el tamaño para ser enviadas a las plantaciones forestales (CONAFOR, 2017), se tomaron los siguientes registros: altura final; diámetro de la cobertura promedio [(máxima + mínima) / 2]; número de ramas primarias y secundarias; y materia seca de tallo, ramas, raíces y total (suma de sus partes). La materia seca se obtuvo mediante un proceso de secado de las partes de las plantas a 60 °C hasta que el peso fue constante (72 h). La compactación del suelo se midió en cada bolsa, en tres puntos seleccionados al azar, con un penetrómetro de bolsillo de 0.635 cm de diámetro a prueba de compactación de 0.635 cm de profundidad (Forestry Suppliers Inc. MPN: LR-280; UNSPSC: 41113910).
Análisis de datos
La supervivencia se comparó entre tratamientos a través de una prueba de
Chi-cuadrado (
Resultados y discusión
La altura inicial de las plántulas (4.42 ± 0.23 cm) fue similar entre los grupos
de tratamientos (F = 1.74, P > 0.18, gl =
2, 72). Al final del experimento, la supervivencia (86 ± 4.25 %) fue similar en
los tratamientos con y sin lombriz (
Cuadro 1 Variables evaluadas en plántulas de Abies religiosa bajo los tratamientos de Pontoscolex corethrurus (1LA = una lombriz de tierra adulto, 2J = dos lombrices juveniles y SL = sin lombriz) en condiciones de vivero.
| Variables | ANOVA (GLM) | Tratamiento | Media ± EE |
|---|---|---|---|
| Altura final (cm) | F = 3.62 P = 0.03 gl = 2, 62 | 1LA 2J SL | 23.6 ± 1.60 a 22.0 ± 1.80 ab 17.0 ± 1.60 b |
| Peso seco de la raíz (g) | F = 4.11 P = 0.02 gl = 2, 62 | 1LA 2J SL | 0.54 ± 0.08 a 0.43 ± 0.06 ab 0.30 ± 0.04 b |
| Compactación del suelo (kPa) | F = 13.29 P < 0.0001 gl = 2, 53 | 1LA 2J SL | 63.0 ± 8.00 a 61.0 ± 8.00 a 128.0 ± 15.00 b |
| Peso seco del tallo (g) | F = 2.37 P = 0.10 gl = 2, 62 | 1LA 2J SL | 1.03 ± 0.12 a 0.82 ± 0.11 a 0.71 ± 0.08 a |
| Razón r:t | F = 2.68 P > 0.07 gl = 2, 62 | 1LA 2J SL | 0.45 ± 0.03 a 0.41 ± 0.02 a 0.36 ± 0.02 a |
| Peso seco de la raíz (%) | F = 2.67 P > 0.07 gl = 2, 62 | 1LA 2J SL | 30.32 ± 1.41 a 28.44 ± 1.22 a 26.21 ± 1.11 a |
| Peso seco del tallo (%) | F = 2.67 P > 0.07 gl = 2, 62 | 1LA 2J SL | 69.67 ± 1.41 a 71.56 ± 1.22 a 73.78 ± 1.11 a |
r = peso seco de la raíz, t = peso seco del tallo (tallo + ramas). EE: error estándar. Letras iguales en cada variable indican que no hubo diferencias significativas entre tratamientos de acuerdo con la prueba de Tukey (P > 0.05). El cuadro muestra solo los valores con P ≤ 0.07.
Figura 1 Crecimiento de plántulas de Abies religiosa en bolsas de plástico con Pontoscolex corethrurus (1LA = una lombriz adulta, 2J = dos lombrices juveniles y SL = sin lombriz). La línea en la parte superior de cada barra (tratamiento) señala el error estándar de la media. Letras diferentes sobre las barras indican diferencias significativas entre medias de acuerdo con la prueba de Tukey (P < 0.05).
El primer objetivo en la producción de las plantas en vivero es asegurar la supervivencia. En este estudio no se obtuvieron diferencias significativas en la supervivencia de las plantas entre el tratamiento tradicional (SL) y los otros dos tratamientos aplicados (LA y 2J). Con base en la literatura consultada, no se han publicado estudios sobre la supervivencia de plantas asociadas con las lombrices de tierra en viveros forestales usando únicamente suelo y mucho menos para A. religiosa u otras coníferas. Por esta razón, no es posible la comparación de los resultados obtenidos en el presente estudio; sin embargo, 86 % de supervivencia puede ser aceptable en la producción de plantas para un periodo de un año. El segundo objetivo es la calidad de la planta. Algunos de los atributos usados para definir la calidad de la planta son la altura, el diámetro del tallo y el peso seco o las variables combinadas (Poorter & Garnier, 2007). En este estudio, aunque no se midió el diámetro del tallo, se consideraron otras variables como el número de ramas primarias y secundarias y el área de cobertura total de la planta. Las variables altura y peso seco de la raíz tuvieron diferencias significativas entre tratamientos (Cuadro 1; Figura 1); el tratamiento con lombriz adulta (LA) alcanzó los valores más altos. Una mayor asignación de biomasa a la raíz se podría asociar a una mayor ganancia en el crecimiento en los primeros años de vida (Pike, Warren, & Montgomery, 2016). La investigación durante un año demostró experimentalmente que la lombriz de tierra favorece la asignación de biomasa a la raíz. Esto podría reflejarse en un mayor crecimiento cuando las plantas sean trasplantadas en campo para la producción de árboles de Navidad, situación que tendrá que probarse experimentalmente. Avendaño-Yáñez, Ortiz-Ceballos, Sánchez-Velásquez, Pineda-López, y Meave (2014) evaluaron P. corethrurus y suelo mezclado con rastrojo de Mucuna pruriens var. utilis (Wall. ex Wight) Baker ex Burck o fertilizante versus sin lombrices de tierra (testigo) en plántulas de Quercus insignis M. Martens & Galeotti; los autores demostraron que la altura, diámetro, biomasa en hojas y biomasa total fueron mayores en los tratamientos con lombriz. Otras lombrices con efectos positivos se han usado en plantas de cultivo; por ejemplo, Dichogaster bolaui Michaelsen en sorgo (Ávila, Bautista, Huerta, & Meléndez, 2010).
Una variable combinada que también se usa para evaluar la calidad de las plantas es la razón raíz:tallo, debido a que expresa la forma en que las plantas responden al ambiente, principalmente a la luz; cuanto mayor sea la razón raíz:tallo, mayor será la calidad de la plántula (Gregory, 2006; Pike et al., 2016). En este estudio no se encontraron diferencias significativas entre los tratamientos (P = 0.07), debido posiblemente a que todas las plantas crecieron en un mismo nivel de sombra (30 %). Al respecto, Saldaña-Acosta, Meave, y Sánchez-Velásquez (2009) demostraron que las plántulas de una misma especie y del mismo lote de semillas, crecidas en distintos niveles de sombra, asignan diferente cantidad de biomasa a la raíz y al tallo. Esto subraya la importancia del estudio de la razón raíz:tallo en plantas de vivero.
Por otra parte, la presencia de lombrices redujo la compactación del suelo (Cuadro 1; Figura 1). A las galeras de lombrices en el suelo se les asocia la reducción de la densidad aparente y, por tanto, de la compactación (Joschko, Diestel, & Larink, 1989). Los resultados concuerdan con los informes de otros estudios realizados tanto en el campo (Blanchart et al., 1999) como en condiciones controladas (Joschko et al., 1989; Langmaack, Schrader, Rapp-Bernhardt, & Kotzke, 1999).
Benavides-Meza et al. (2016) evaluaron el crecimiento de plantas de oyamel de ocho procedencias (10 meses y con la aplicación de fertilizante) en contenedores más pequeños (93 cc) en condiciones de invernadero y observaron que la procedencia del Cofre de Perote logró un crecimiento de altura de 22 ± 0.94 cm. En el presente estudio, las semillas procedentes también del Cofre de Perote, pero en contenedores mucho más grandes (250 cc), con lombriz de tierra y sin fertilizantes, lograron un crecimiento (12 meses) en altura de 23.6 ± 1.6 cm. Lo anterior sugiere que el uso de la lombriz de tierra en contenedores más grandes tiene potencial para mejorar la calidad de las plantas crecidas en viveros forestales, aun sin la aplicación de fertilizante.
Conclusiones
La presencia de lombrices de tierra Pontoscolex corethrurus en bolsas de plástico, durante un año y en condiciones de vivero, favorecen significativamente el crecimiento en altura y el peso seco de la raíz de las plantas de Abies religiosa. Del mismo modo, las lombrices de tierra reducen la compactación del suelo provocada por la aplicación de riego a la bolsa de plástico donde la planta crece. Este proceso biotecnológico puede contribuir a la producción de especies forestales al acelerar el crecimiento de las plantas en los viveros, aun sin la aplicación de fertilizantes.
Agradecimientos
Este proyecto fue financiado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) y la Comisión Nacional Forestal (CONAFOR) (Acuerdo 83060, CONAFOR-CONACYT C01-6163).
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Recibido: 23 de Abril de 2019; Aprobado: 28 de Octubre de 2019
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