Área de estudio

El estudio se realizó en el ejido Llano Grande, Chignahuapan, Puebla. Conforme al programa de manejo silvícola vigente, el área forestal del ejido presenta una altitud promedio de 2 800 m, topografía ondulada y accidentada con pendientes de 5 a 60 % y suelos profundos del tipo Andosol húmico. El clima de la zona es C(w₁)(w) templado subhúmedo con lluvias en verano, con temperatura y precipitación media anual de 14.8 °C y 1 000 mm, respectivamente; el periodo de lluvias es de junio a octubre y los vientos predominantes son de noreste a suroeste. La vegetación arbórea está constituida por masas puras de P. patula y Pinus montezumae Lindl., además de asociaciones de Pinus-Abies y Pinus-Quercus en las cuales P. patula es la especie predominante.

Insumos utilizados

La planta de P. patula de nueve meses de edad (octubre de 2016 a julio de 2017) se obtuvo de un experimento de producción, desarrollado para la presente investigación, en el vivero del ejido Pueblo Nuevo, Chignahuapan, Puebla. En la producción se utilizaron cuatro contenedores con cavidades cilíndricas y con las características siguientes: a) PS-77, charola de poliestireno expandido de 35 × 60 × 15.2 cm con 77 cavidades de 170 cc, densidad de 366 cavidades por m², diámetro superior de 4.3 cm y longitud de 15.2 cm (Aislantes y Empaques, S. A. de C. V., Guadalajara, Jalisco, México); b) P-54, charola de plástico de color negro de 30.8 × 50.0 × 13.8 cm con 54 cavidades de 170 cc, densidad de 348 cavidades por m², diámetro superior de 4.8 cm y longitud de 13.8 cm; c) RT-42, rejilla de plástico (37.3 × 37.5 × 23.4 cm) de cuatro soportes verticales con 42 tubetes individuales de plástico de color negro de 170 cc, densidad de 298 cavidades por m², diámetro superior de 4.8 cm y longitud de 13.8 cm; d) RTa-42, contenedor con diseño y dimensiones iguales al contenedor RT-42, con tres aberturas circundantes de 0.5 cm de ancho distribuidas en forma equidistante a lo largo de cada tubete, para propiciar la poda aérea de las RL. Los últimos tres contenedores son fabricados por Innovaciones Industriales y Forestales, S. A. de C. V., Azcapotzalco, Estado de México.

Para propiciar la poda radicular química (PRQ) en las plantas, la mitad de los contenedores P-54, PS-77 y RT-42 se impregnaron manualmente con una solución plástica de 7.0 % de hidróxido de Cu (Cu(OH)₂), compuesta por 1 kg de sellador vinil-acrílico 5 x 1 (Comex^®), 0.2 kg de agua potable y 0.09 kg de hidróxido de Cu comercial (Hidromet^®). ^{Aldana y Aguilera (2003)} recomiendan dicha concentración de hidróxido de Cu comercial para la impregnación de charolas de poliestireno en la producción de especies forestales; también se reporta como apropiada para propiciar la PRQ en la producción de planta de Pinus montezumae Lamb. (^{Aguilera-Rodríguez et al., 2016a}) y Pinus pseudostrobus Lindl. (^{Aguilera-Rodríguez, Aldrete, Martínez-Trinidad, & Ordaz-Chaparro, 2016b}).

Los tratamientos de producción de planta estuvieron definidos por el tipo de contenedor y tipo de poda radicular: los tratamientos 1, 2 y 3 correspondieron a los contenedores (P-54, PS-77 y RT-42) sin impregnar con Cu y los tratamientos 4, 5 y 6 a los mismos contenedores impregnados con Cu. El tratamiento alterno (T7) estuvo definido por el contenedor RTa-42 con aberturas en las paredes de las cavidades, para propiciar la poda aérea de las raíces laterales.

Para cada tratamiento se utilizaron cuatro charolas, las cuales se llenaron con sustrato compuesto por aserrín fresco de pino (sin compostar), perlita, vermiculita y turba de musgo (peat moss) en proporciones 60, 20, 10 y 10 % en volumen, combinado con 8 g·L^-1 de fertilizante de liberación controlada Osmocote^® Plus 8-9M (15-9-12) y 1 g·L^-1 de fertilizante con micronutrientes (Micromax^®). Las charolas se sembraron con semilla procedente del ejido Llano Grande. Desde la siembra y hasta el mes de mayo de 2017, las plantas crecieron protegidas con malla sombra (50 %) de color negro y a partir de junio crecieron a la intemperie. El riego se aplicó cada dos o tres días.

Durante la primera semana del mes de julio de 2017, a los nueve meses de edad, 72 plantas se extrajeron en forma aleatoria de cada conjunto de charolas por tratamiento, las cuales se ordenaron en paquetes de 12 plantas cada uno, para su traslado a las áreas de plantación en el ejido Llano Grande.

Establecimiento del ensayo

El experimento de plantación se estableció en dos áreas de corta total (AC1 y AC2) aprovechadas en 2017, correspondientes a la cuarta anualidad del programa de manejo forestal del ejido. El centro del AC1 se localiza en las coordenadas 19° 41' 59.83" LN - 98° 09' 26.87" LO y el del AC2 en 19° 41' 58.31" LN - 98° 10' 42.33" LO. Después de extraer los productos forestales, se delimitaron dos bloques (I y II) de 17.5 × 35.5 m en el AC1, y cuatro (III, IV, V y VI) en el AC2; los bloques se ubicaron en sitios representativos de las condiciones topográficas, edáficas y de exposición de las áreas.

De cada bloque se tomaron tres muestras de suelo a una profundidad de 25 cm y con ellas se integró una mezcla compuesta, para determinar las características de los sitios de plantación.

La plantación se realizó en la primera semana del mes de julio de 2017 con un diseño experimental de bloques completos al azar con seis repeticiones. Los tratamientos se distribuyeron en forma aleatoria en cada bloque y se plantaron mediante el sistema de “cepa común” en dos hileras continuas de seis plantas cada una, con un espaciamiento de 2.5 m entre plantas e hileras.

Mantenimiento del ensayo

Las áreas de corta han contado con brechas cortafuego y vigilancia permanente para prevenir incendios y pastoreo. Después de la plantación, las áreas se supervisaron cada bimestre para el control de malezas, cuantificación de plantas muertas e identificación de agentes causales. Las malezas se removieron manualmente durante los meses de septiembre de 2017, abril y septiembre de 2018 y abril de 2019, para permitir que las plantas crecieran libremente. A partir de la primera evaluación en septiembre de 2017, se identificó planta muerta a causa de la ingestión total de la raíz por larvas de escarabajos del género Phyllofaga (gallina ciega); las mayores afectaciones se registraron en los bloques del AC2, colindante con parcelas agrícolas.

Variables evaluadas

Al momento de la plantación, el diámetro en la base del tallo (D0) y la altura de las plantas (A0) se midieron. En la primera semana de julio de 2019, a dos años de edad de la planta (Figura 1), el diámetro del tallo se midió con vernier digital (TRUPER^®) a 3 cm sobre la superficie del suelo (D1), y la altura se midió con regla graduada de 2 m (A1). La planta muerta se cuantificó por tratamiento y bloque, para calcular la supervivencia. Para cada tratamiento, las tasas de crecimiento relativo anual (Tcra) de diámetro y altura se calcularon con la fórmula Tcra = (ln Y₂ - ln Y₁) / (T₂ - T₁), donde Y₁ = D0, A0; Y₂ = D1, A1; T₁ = edad de la planta al inicio de la prueba; T₂ = edad de la planta al final de la prueba (^{Villar et al., 2008}).

Figura 1 Planta de Pinus patula, dos años después de la plantación (julio de 2019), en el bloque III del área de corta 2 (AC2). 

Análisis estadístico

Los tratamientos T1 a T6 se evaluaron en un diseño experimental de bloques completamente al azar con arreglo factorial 3 × 2 (tres tipos de contenedor y dos condiciones de poda radicular química [con y sin]) y seis repeticiones. El tratamiento alterno con poda radicular aérea se comparó con los tratamientos RT-42 con y sin recubrimiento de Cu. Las diferencias entre las variables evaluadas se identificaron mediante ANOVA y comparación de medias de Tukey (P ≤ 0.05) con el software estadístico SAS^® versión 9.0 (^{SAS Institute Inc., 2002}).

Efecto del contenedor y poda radicular sobre el crecimiento de P. patula

De acuerdo con los resultados del ANOVA, mostrados en el Cuadro 2, los valores de significancia (P < 0.05) de las tallas finales, tasa de crecimiento relativo y supervivencia fueron influenciados por el factor bloque, lo cual se atribuye a las condiciones edáficas y topográficas contrastantes de las áreas de plantación. La influencia del factor poda radicular fue más significativa que el factor contenedor, mientras que la interacción contenedor*poda radicular no tuvo efecto significativo (P < 0.05) en las variables evaluadas.

El Cuadro 3 muestra los resultados de crecimiento y supervivencia de las plantas de P. patula. En vivero, las plantas producidas en charolas PS-77 desarrollaron valores de diámetro y altura significativamente superiores (P ≤ 0.05) a los del conjunto de plantas producidas en las charolas P-54 y RT-42. En campo, los valores de las tasas relativas de crecimiento del diámetro y altura y de supervivencia fueron significativamente superiores (P ≤ 0.05) en las plantas producidas en contenedores RT-42 y PS-77. Las plantas de las charolas PS-77 también desarrollaron tallas superiores en diámetro final, mientras que en la altura final no se registraron diferencias significativas por tipo de contenedor.

Conforme a la hipótesis planteada, el conjunto de plantas con poda radicular desarrolló valores de altura final, tasas relativas de crecimiento en campo (TrcaD, TrcaA), y de supervivencia significativamente superiores (P ≤ 0.05) al conjunto de plantas sin poda, a pesar de que estas últimas presentaron tallas significativamente superiores al momento de la plantación.

El mayor crecimiento de la planta en las charolas de poliestireno es atribuible a que poseen características físicas (materia prima aislante, color blanco, grosor de pared mayor de 5 mm) que contribuyen a mantener la temperatura del sustrato más estable y, por consiguiente, las plantas pueden desarrollar mayores crecimientos radicular y aéreo que las producidas en charolas de plástico (^{Landis et al., 2014}). En la etapa de vivero, el menor crecimiento de la planta con poda radicular química es atribuible al desarrollo de raíces laterales cortas y delgadas, en tanto que la planta sin poda desarrolla raíces laterales gruesas y largas (^{Aguilera-Rodríguez et al., 2016}).

En campo, el efecto de la poda radicular puede ser no significativa en el crecimiento de la planta durante los primeros años, debido a que, en este periodo, la planta invierte más recursos en el crecimiento radicular que en el crecimiento aéreo; sin embargo, en el presente estudio se registraron diferencias significativas en la altura en tan solo dos años, debido probablemente a que la especie es de crecimiento rápido, se estableció en un sitio donde se distribuye de manera natural y el suelo es profundo y fértil. También es posible que durante los dos primeros años no haya diferencias significativas debido al efecto de la poda radicular, particularmente, cuando la planta se produce en cavidades menores de 150 cc, la plantación se realiza en sitios muy fríos o con suelos pobres y las especies son de crecimiento cespitoso, tal como sucedió en los estudios citados a continuación.

En un experimento de plantación con Pinus palustris Mill. (especie cespitosa del sur de Estados Unidos), ^{South et al. (2005)} utilizaron planta producida en charolas de poliestireno (Supperblock^®) impregnadas con una solución de Cu (Spin Out^®), y charolas de plástico (Hiko V-93) sin recubrimiento de Cu, ambas con cavidades de 93 cc; dos años después, las plantas con y sin poda, establecidas en cuatro sitios, no presentaron diferencias significativas (P > 0.05) en diámetro (3.7 vs. 3.7 cm), altura (23 vs. 21 cm), supervivencia (78 vs. 75 %) y ruptura del estado cespitoso (63 vs. 60 %). En cambio, ^{Haywood, Sung, y Sword (2012)} produjeron la misma especie en charolas de poliestireno de 60, 108 y 164 cc impregnadas con Cu y, a los cinco años de la plantación, encontraron que las plantas con y sin poda mostraron diferencias significativas (P ≤ 0.05) en diámetro (7.0 vs. 6.5 cm) y altura (200 vs. 170 cm), aunque no en supervivencia (94 vs. 91 %).

En otro experimento realizado por ^{Regan et al. (2015)} con Pinus monticola Douglas ex D. Don (especie subalpina de lento crecimiento), la planta se produjo en charolas de poliestireno con cavidades de 80 y 130 cc impregnadas con Cu. Después de 5.5 años de la plantación en campo, las plantas con y sin poda radicular no presentaron diferencias significativas (P > 0.05) en supervivencia (59 vs. 52 %), pero sí en diámetro (3.5 vs. 3.2 cm) y altura (134 vs. 121 cm).

Cuando la plantación se realiza en sitios con clima seco, las diferencias pueden ser menos evidentes durante los primeros dos años, como es el caso de Pinus halepensis Mill. ^{Tsakaldimi y Ganatsas (2006)} cultivaron esta especie en charolas de plástico con cavidades de 650 cc impregnadas con una solución plástica de 3.3 % de carbonato de Cu básico (CuCO₃.Cu(OH)₃) y la establecieron en un sitio con clima mediterráneo y precipitación media anual de 581 mm. Dos años después de la plantación, los árboles con y sin poda radicular no presentaron diferencias significativas (P > 0.05) en diámetro (1.0 vs. 1.16 cm), altura (72.0 vs. 82.0) y supervivencia (95.0 vs. 98.3 %).

Efecto del tipo de poda (química vs. aérea) sobre el crecimiento de P. patula

El crecimiento de la planta producida en tubetes con diseño para poda radicular aérea (RTa-42) se comparó con sus dos similares RT-42 (con y sin cavidades impregnadas de Cu). De acuerdo con el Cuadro 4, el diámetro y altura iniciales fueron significativas (P < 0.05) por efecto del tipo de poda radicular; la planta sin poda desarrolló tallas mayores que la planta con poda radical. Después de dos años de crecimiento en campo, la planta con poda radicular aérea tuvo mayor tasa de crecimiento relativo anual en altura (TcraA) que las plantas con poda radicular química y sin poda; en el resto de las variables evaluadas no hubo diferencias significativas, a pesar de que, al inicio de la plantación, las plantas con poda aérea y química poseían tallas significativamente inferiores a la planta sin poda.

De acuerdo con estudios de campo, las plantas con poda radicular aérea pueden ser tan eficientes como las producidas con poda radicular química y tener mayor crecimiento que las plantas sin poda. ^{Cambell, Kiskiila, Philip, Zwiazek, y Jones (2006)} produjeron Pinus contorta Dougl. var. latifolia Engelm. en tres tipos de charolas (Copperblock^®, Airblock^® y Superblock^®) con cavidades de 80 cc, con tratamiento y diseño para poda radicular química y aérea, y sin poda radicular. La planta se estableció en un sitio subalpino con precipitación media anual de 780 mm y temperatura media diaria de -0.3 °C. Al final de la prueba (1.5 años), la planta con poda aérea desarrolló tallas significativamente inferiores a la planta con poda química y sin poda, con la ventaja de que las variables de peso seco radicular y peso seco radicular/peso seco aéreo no fueron estadísticamente diferentes (P ≤ 0.05).

En el caso de pinos con crecimiento cespitoso, Sung y Haywood (2016) produjeron P. palustris en charolas de plástico (Rigi-pots^®) con cavidades de 110 cc, con y sin diseño para propiciar la poda radicular aérea. Después de 24 meses de la plantación, las plantas con poda radicular aérea y sin poda no mostraron diferencias significativas (P ≤ 0.05) en el diámetro (16.0 vs. 16.2 mm), altura (6.0 vs. 6.1 cm) y supervivencia (96 vs. 93 %); en cambio, el número de raíces laterales gruesas (≥0.9 mm) emitidas con crecimiento envolvente si fue estadísticamente diferente (2.1 vs. 4.5). Con base en este comportamiento de la raíz, los autores concluyeron que las plantas con poda radical aérea podrían presentar mayor crecimiento y estabilidad aérea que las plantas sin poda en los años posteriores.

Respecto a las especies mexicanas producidas con poda radicular aérea, solo se tiene el antecedente de un trabajo de campo realizado por ^{Sánchez-Vásquez et al. (2017)}, quienes produjeron planta de Pinus greggii Engelm. var. australis en contenedores de rejilla y tubetes de plástico de color blanco y negro de 245 cc con y sin aberturas laterales circundantes, con tres tipos de sustrato y dos niveles de fertilización. Los árboles fueron establecidos en un sitio con precipitación y temperatura media de 1 215 mm y 15 °C, respectivamente. Un año después, las plantas con poda radicular aérea y sin poda no tuvieron diferencias significativas en diámetro (5.2 vs. 5.3 mm), altura (45.1 vs. 45.3 cm) y supervivencia (90 vs. 89 %), a pesar de que el diámetro inicial de las plantas con poda radicular aérea fue significativamente inferior al de las plantas sin poda (2.9 vs. 3.1 mm).

La producción de planta en contenedores con diseño para poda radicular aérea presenta la ventaja de no contaminar el suelo o el ambiente con lixiviados de Cu, como sucede en la poda radicular química, aunque sí demanda mayor cantidad de láminas de riego y fertilizantes durante la etapa de vivero. Para reducir la pérdida de agua y fertilizantes, ^{Landis (2005)} recomienda varias prácticas de manejo, incluyendo el acomodo separado de los contenedores con y sin aberturas, el uso de contenedores blancos en zonas con temperaturas altas o en los extremos de las mesas portacharolas, elaboración de un programa específico de riego y el uso de fertilizantes de liberación controlada para reducir pérdidas por lixiviación.

Supervivencia de la planta de P. patula

La supervivencia de la planta fue afectada por los factores bloque, contenedor y poda radicular química (P < 0.05), pero no por la interacción contenedor*poda radicular (Cuadro 2). La supervivencia en campo de la planta producida en charolas P-54 fue significativamente más baja que la de la planta producida en charolas de poliestireno (PS-77) y en rejilla con tubetes de plástico (RT-42) (Cuadro 3); entre otras causas, esto puede ser atribuible a que, en vivero, la planta producida en ese tipo de charolas fue la que desarrolló las tallas más bajas.

En el AC1, la muerte de las plantas fue causada por heladas registradas en diciembre de 2017 y enero de 2018, con supervivencias de 86 y 100 % para los bloques I y II, respectivamente, y de 99, 97 y 99 % para la planta sin poda, con PRQ y con PRA, respectivamente. En el AC2, la afectación por larvas de escarabajos del género Phyllofaga (gallina ciega) ocurrió de septiembre de 2017 a noviembre de 2018, con supervivencias de 78, 76, 74 y 88 % para los bloques III, IV, V y VI, respectivamente, y de 82, 91 y 89 % para la planta sin poda, con PRQ y con PRA, respectivamente. Cabe resaltar que el AC2 colinda con parcelas agrícolas, donde la presencia de este tipo de insectos es común; al respecto, ^{Cibrián (2016)} señala que los insectos del género Phyllofaga predominan en los climas templados y que son una de las principales plagas de las plantaciones forestales recién establecidas, sobre todo en terrenos que estuvieron destinados a actividades agropecuarias.

La mayor afectación en plantas sin poda radicular puede atribuirse al hecho de que este tipo de plantas desarrollan raíces con crecimientos envolventes en vivero, mismos que persisten en campo durante los primeros años (^{South et al., 2001}; Sung & Dumroese, 2013); en cambio, las plantas con poda radicular emiten raíces laterales en sentido horizontal más rápido que las plantas sin poda, lo cual les confiere mayor resistencia al daño por patógenos y a fenómenos naturales extremos (^{Landis et al., 2014}).