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Ingeniería agrícola y biosistemas

On-line version ISSN 2007-4026Print version ISSN 2007-3925

Ing. agric. biosist. vol.14 n.2 Chapingo Jul./Dec. 2022  Epub Feb 16, 2024

https://doi.org/10.5154/r.inagbi.2022.06.060 

Articulos

Establecimiento de plantaciones de Olneya tesota bajo diferentes condiciones de siembra en Hermosillo, Sonora, México

Hernán Celaya-Michel1  * 

César Hinojo-Hinojo2 

Esther Sánchez-Villalba1 

Miguel Ángel Barrera-Silva1 

1Universidad de Sonora, Departamento de Agricultura y Ganadería. Carretera a Bahía Kino km 21, Hermosillo, Sonora, C. P. 83000, MÉXICO.

2University of Arizona, Department of Ecology and Evolutionary Biology. Tucson, Arizona, Z. C. 85721, UNITED STATES OF AMERICA.


Resumen

Introducción: El desierto sonorense presenta degradación, riesgo de desertificación y pérdida de biodiversidad. Una planta característica de la zona es el palo fierro (Olneya tesota), con importancia ecológica, económica y social.Objetivos: Evaluar la germinación, supervivencia y crecimiento de semillas de palo fierro sembradas en terreno degradado, terreno conservado, suelo agrícola y vivero en Hermosillo, Sonora, México.Metodología: Se llevaron a cabo experimentos anuales de 2017 a 2019, con 1 450 semillas de palo fierro sembradas directamente en terrenos áridos degradados y conservados, y en parches de suelo (desnudo, con zacates, bajo árbol, en zonas de acumulación y con protecciones de herbivoría). El experimento se realizó en condiciones controladas de humedad, en vivero y en suelo agrícola con riego.Resultados: La germinación de las semillas fue de 0 a 20 % en terrenos degradados, con cero supervivencias anuales. La aplicación de riego y protección de herbivoría resultó en una mayor germinación (16 a 78 %) y supervivencia anual (0 a 50 %). En parches de suelo conservado hubo supervivencia anual de 0 a 30 %. La mayor germinación (84 %), supervivencia anual (74 %) y crecimiento anual (84.7 cm) se obtuvieron en suelo agrícola y con riego por goteo.Limitaciones del estudio: Los resultados corresponden a tres años de evaluaciones.Originalidad: No existen estudios detallados sobre las limitantes de establecer palo fierro. Conclusiones: La protección con malla incrementa la germinación, supervivencia y altura de plantas de palo fierro en terrenos degradados. Es posible iniciar plantaciones forestales de palo fierro en suelo agrícola con riego por goteo.

Palabras clave: palo fierro; degradación de terrenos; desertificación; desierto sonorense; herbivoría; reforestación

Abstract

Introduction: The Sonoran desert shows degradation, risk of desertification and loss of biodiversity. A typical plant of the area is the Mexican ironwood (Olneya tesota), with ecological, economic and social importance.Objectives: To evaluate germination, survival and growth of Mexican ironwood seeds sown in degraded soil, conserved soil, agricultural soil and nursery in Hermosillo, Sonora, Mexico.Methodology: Annual experiments were carried out from 2017 to 2019, with 1 450 Mexican ironwood seeds sown directly in degraded and conserved arid soils, and in soil patches (bare, with grasses, under tree, in accumulation zones and with herbivory protections). The experiment was conducted under controlled conditions of humidity, nursery and irrigated agricultural soil.Results: Seed germination was 0 to 20 % in degraded soils, with zero annual survival. The application of irrigation and herbivory protection led higher germination (16 to 78 %) and annual survival (0 to 50 %). Annual survival in patches of conserved soil ranged from 0 to 30. The highest germination (84 %), annual survival (74 %) and annual growth (84.7 cm) were observed in agricultural soil and drip irrigation.Limitations of the study: The results correspond to three years of evaluations.Originality: There are no detailed studies on the limitations of establishing ironwood plants. Conclusions: Netting protection increases germination, survival and height of ironwood plants in degraded soils. It is possible to initiate ironwood forest plantations on agricultural land with drip irrigation.

Keywords: ironwood; land degradation; desertification; Sonoran Desert; herbivory; reforestation

Introducción

En la actualidad, varios de los grandes desafíos globales están relacionados con el ambiente y la forma en que se utiliza y gestiona la tierra. Dentro de los desafíos más importantes se encuentra la necesidad de mitigar el cambio climático, combatir el crecimiento poblacional, la desertificación y la degradación de la tierra (Mirzabaev et al., 2019; Smith et al., 2020). Los procesos a escala ponen en riesgo la obtención de servicios de los ecosistemas (Millennium Ecosystem Assessment, 2005; The Lancet Planetary Health, 2018). A lo anterior, se suman las prácticas no sustentables de aprovechamiento de los recursos naturales, que contribuyen a la pérdida de la biodiversidad y los hábitats naturales (Rechkemmer et al., 2016); además del impacto de la pandemia de COVID-19, de la cual aún desconocemos sus implicaciones a futuro (Forster et al., 2020).

El desierto sonorense no está exento de la problemática ambiental actual debido a sus características áridas y semiáridas (Castellanos-Villegas et al., 2010), como la precipitación variable, las altas temperaturas en verano y poco alimento para los herbívoros en la época seca (Carevic et al., 2017). En esta región, es más difícil que se lleve a cabo la regeneración, sobre todo en partes del desierto con terrenos degradados (Whitford, 2002). Los riesgos a la biodiversidad, el tiempo de recuperación y la poca resiliencia de esta zona afecta, específicamente, a especies de plantas endémicas (Van Devender et al., 2010).

El palo fierro (Olneya tesota A. Gray) es una planta endémica del desierto sonorense, lo cual tiene fuertes efectos positivos en la fertilidad e hidrología del suelo (Celaya-Michel et al., 2015; Castellanos et al., 2016). Dicho árbol se considera de gran importancia ecológica debido a que facilita el establecimiento de otras plantas bajo su dosel (Suzán et al., 1996). No obstante, es una planta que no produce semillas todos los años (Shreve & Wiggins, 1964), pero una vez establecida puede durar varios cientos de años (Turner et al., 1995).

Actualmente, el palo fierro en México se encuentra bajo el estatus de protección en la NOM 059 (Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales [SEMARNAT], 2010; Van Devender et al., 2010) por la disminución de sus poblaciones debido a desmontes, sobre extracción y poca regeneración natural en ecosistemas con degradación progresiva (Castellanos-Villegas et al., 2010). Lo anterior debido a que desde hace cientos de años el palo fierro ha sido utilizado por etnias y colonizadores como fuente de alimento, madera, sombra, forraje, entre otros (Phillips & Comus, 2000).

En México, se han desarrollado programas gubernamentales para apoyar la reforestación de áreas importantes (Dorado & Arias, 2006). Esto mediante la siembra de semillas en zonas de acumulación de agua, trasplante de plantas generadas en vivero y uso de malla para la protección de la herbivoría (Comisión Nacional Forestal [CONAFOR], 2010). Sin embargo, los resultados de reforestación no siempre han sido favorables debido a un conjunto de variables que interactúan y se retroalimentan de manera confusa (del Campo et al., 2021). Asimismo, las iniciativas para restaurar los ecosistemas naturales han tenido poco éxito en zonas áridas e hiperáridas, ya que el establecimiento de las plántulas naturales se ve afectado por los patrones de sequía y extremos climáticos (Carevic et al., 2017), destacando como limitantes la disponibilidad de agua, temperaturas elevadas, herbivoría (Archer & Pyke, 1991; Bowers et al., 2004; Moreno et al., 2017), y las estrategias típicas utilizadas en la restauración como la selección de sitios, objetivos y costos (Li & Gornish, 2020).

Hasta el momento, no se han encontrado trabajos con palo fierro en siembra directa de sus semillas en terrenos degradados, esto permitiría generar estrategias de restauración más efectivas en terrenos de uso ganadero. Desde hace décadas, se sabe que en Sonora existe potencial para desarrollar plantaciones forestales comerciales con plantas nativas para recuperar terrenos degradados, tanto agrícolas como pecuarios (CONAFOR, 2010). Sin embargo, la información que existe actualmente sobre el establecimiento de plantas nativas, tanto arbustivas como arbóreas forrajeras del desierto sonorense, es escasa (Martín-Rivera et al., 2001).

Por lo anterior, el objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto de semillas de palo fierro sembradas en diferentes condiciones de uso de suelo sobre la germinación, supervivencia y crecimiento en Hermosillo (Sonora, México).

Materiales y métodos

El área de estudio se ubica en el Departamento de Agricultura y Ganadería (DAG) de la Universidad de Sonora, Hermosillo, Sonora, México, con una extensión de 244 ha (29° 01’ 13’’ LN y 111° 08’ 05’’ LO, a 191 m s. n. m.). El clima del sitio se caracteriza por ser muy seco y cálido, con temperatura media anual de 23.1 °C (con máximas en junio de 49 °C y mínimas en febrero de -3.5 °C) (Comisión Nacional del Agua [CONAGUA], 2014). Las lluvias se presentan principalmente durante el monzón de verano, entre julio y agosto (Instituto Nacional de Estadística y Geografía [INEGI], 2014), con una precipitación media anual de 378 mm. La información de precipitación de los últimos años se obtuvo de la estación más cercana de la Red de Estaciones Meteorológicas Automáticas de Sonora (Cuadro 1). El tipo de suelo dominante es franco arenoso (Food and Agriculture Organization of The United Nations [FAO], 2015).

Cuadro 1. Precipitación en milímetros del área de estudio ubicada en la costa de Hermosillo.  

Month / Mes 2016 2017 2018 2019 2020
January / Enero 5.3 17.3 0.0 19.7 2.2
February / Febrero 0.0 35.4 1.8 14.2 6.3
March / Marzo 2.1 0.0 0.0 9.2 61.6
April / Abril 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
May / Mayo 0.0 0.4 0.0 0.0 0.0
June / Junio 4.8 1.3 4.8 0.0 0.0
July / Julio 83.6 164.3 46.7 44.1 77.4
August / Agosto 51.1 17.4 90.1 102.7 14.9
September / Septiembre 73.4 31.9 65.9 103.6 73.6
October / Octubre 0.0 0.0 64.4 0.0 0.2
November / Noviembre 0.0 0.2 0.0 177.9 0.0
December / Diciembre 27.5 28.2 0.0 27.9 26.8
Total 247.8 296.4 273.7 499.3 263.0

Fuente: Comité Estatal de Sanidad Vegetal de Sonora – El Sistema de Alerta Fitosanitaria del Estado de Sonora (CESAVE - SIAFESON, 2020).

En el sitio de estudio, se colectaron semillas de palo fierro a mediados de 2016 (Olneya tesota), con permiso de colecta ante la SEMARNAT debido a que esta especie se encuentra en la lista de la NOM-059-SEMARNAT-2010.

Se sembraron 50 semillas de palo fierro por parche de suelo con diferentes características (degradado, conservado, agrícola y vivero), en una superficie de 1 m2 por parche. Cada semilla se consideró una repetición. El suelo se aflojó manualmente con pico y las semillas se sembraron a una profundidad de 6 mm, las cuales se cubrieron con suelo del lugar (Bonner & Karrfalt, 2008). La siembra se realizó a inicios de la temporada de lluvias de verano de 2017, 2018 y 2019. Las variables evaluadas fueron germinación (emergencia de la plántula), supervivencia (a los 90 y 365 días) y crecimiento (altura máxima a los 365 días medida con un flexómetro).

Se eligieron áreas de pastoreo del DAG, donde la vegetación predominante era matorral arbosufrutescente, pero desde hace varias décadas se siembra zacate buffel (Pennisetum ciliare [L.] Link) para fines de pastoreo de bovinos. Actualmente, a juzgar por la gran cantidad de suelo desnudo (70 %, determinado con la metodología de Canfield [1941]), hay degradación, erosión y compactación. El sitio está circundado por alambre de púas sostenido con postes metálicos, y hay pastoreo de bovinos cuando la precipitación favorece el crecimiento de plantas.

El terreno “degradado” se contrastó con un terreno “conservado”, el cual fue un jardín botánico con 20 años de antigüedad (Celaya-Michel et al., 2019) ubicado en 2 ha excluidas del pastoreo de ganado bovino, donde el suelo desnudo era de 10 % (determinado con la misma metodología) y había mayor densidad de árboles, arbustos, hierbas y zacates en comparación con el terreno degradado.

En ambos ecosistemas, degradado y conservado, se observaron herbívoros pequeños como liebres (Lepus californicus), juansitos (Xerospermophilus tereticaudus), conejos (Sylvilagus audubonii), huellas de venado bura (Odocoileus hemionus), lagartijas (Callisaurus draconoides) y hormigas (Pogonomyrmex rugosus).

Para determinar la germinación de las semillas en condiciones controladas de humedad y sin riesgo de herbivoría, se utilizó el vivero del DAG. Se sembraron 50 semillas en igual número de macetas de plástico que contenían 1 kg de tierra del lugar y se colocaron bajo malla sombra. Se le aplicaron dos riegos semanales de 250 mL a cada maceta. Además, se sembraron semillas de palo fierro en suelo profundo de uso agrícola con riego por goteo dentro de una parcela triangular de 3.35 ha protegida con malla de alambre de 2 m de altura formada por cuadrados de 5.7 cm para limitar el ingreso de animales domésticos y fauna. La lámina de riego aplicada fue de 20 mm por semana, y el riego semanal se suspendió cuando se presentaron acumulados de precipitación semanal de 20 mm o más.

Se establecieron cuatro experimentos en diferente tiempo (julio de 2017, junio de 2018, agosto de 2018 y julio de 2019), y se contrastó el desempeño de las semillas de palo fierro en los ecosistemas degradado, conservado, agrícola y vivero. En los ecosistemas degradado y conservado se utilizaron parches de suelo desnudo, zacates (nativo y exótico), sombra bajo árbol y zonas de acumulación de agua. El suelo desnudo se cubrió con material vegetal muerto, conformado por ramas de árboles del lugar, para buscar condiciones más favorables para el desarrollo de las semillas, lo cual se denominó suelo desnudo más ramas. Los parches de zacate se dividieron en nativo, donde predominaba el zacate liebrero (Bouteloua rothrockii Vasey), y exótico, donde había zacate buffel (Pennisetum ciliare (L.) Link). Se realizaron observaciones diarias durante los 10 días posteriores a cada evento de precipitación mayor a 5 mm, y únicamente lunes y viernes en las semanas que no hubo precipitación.

En el penúltimo experimento, los parches establecidos se cubrieron con malla plástica formada de cuadrados de 1 cm, y en el último experimento se usó malla metálica de 0.5 cm únicamente en suelo desnudo. A este último se le adicionaron 10 mm de riego semanales, el cual se suspendió cuando se presentaron acumulados de 20 mm o más de precipitación semanal. Es importante aclarar que en todos los experimentos se utilizó el mismo lote de semillas.

Las variables de respuesta evaluadas fueron germinación y crecimiento (altura de la planta). Los análisis estadísticos se realizaron con el programa JMP versión 10 (Lehman et al., 2013). Con los datos de supervivencia, se realizó una tabla de contingencia con la prueba de ji cuadrada (χ2) de acuerdo con Infante-Gil y Zarate-de Lara (2000). La información correspondiente al crecimiento (altura de las plantas al año) se contrastó mediante análisis de varianza, previo análisis de normalidad con la prueba de Shapiro-Wilk, y se realizó una comparación de medias de Tukey. En todos los casos, se estableció una significancia estadística menor o igual al 5 % (P ≤ 0.05).

Resultados y discusión

Los resultados del experimento iniciado en julio de 2017 muestran que las semillas de palo fierro germinaron más en vivero que las sembradas en parches de suelo degradado (68 % de germinación, χ2 = 92.72, P () 0.0001; Cuadro 2). Las plantas de palo fierro en vivero tuvieron una supervivencia de 60 % al año, mientras que las plantas en suelo degradado no logaron llegar a los 365 días. Esta mortalidad fue en un periodo menor a 90 días, con excepción de una planta que se encontraban en suelo degradado bajo árbol. Las plantas en vivero tuvieron riegos periódicos, lo cual puede explicar su supervivencia alta, mientras que las plantas de los parches de suelo degradado murieron en las primeras semanas, producto de la poca humedad en los primeros centímetros del suelo y la herbivoría observada. Las lluvias en julio de 2017 fueron extraordinarias para ese mes (164 mm; Cuadro 1); sin embargo, de agosto a diciembre del mismo año fueron solo 77.7 mm y continuaron meses secos de enero a mayo de 2018. En los parches de suelo degradado, no se incluyó el crecimiento de las plantas debido a que no hubo supervivencia (Cuadro 2).

Cuadro 2. Germinacion y supervivencia de semillas de palo fierro sembradas en parches de suelo con ecosistema degradado y vivero en julio de 2017  

Ecosystem / Ecosistema Characteristics / Características Germination (%) /
Germinación (%)
Survival (%) Supervivencia (%)
90 days /
90 días
365 days /
365 días
Degraded / Degradado Bare soil / Suelo desnudo 4 0 0
Degraded / Degradado Under grass / Bajo zacate 8 0 0
Degraded / Degradado Under tree / Bajo árbol 16 2 0
Degraded / Degradado Accumulation zone / Zona de acumulación 6 0 0
Nursery / Vivero Shade netting / Malla sombra 68 60 60

Para la germinacion se empló la prueba de ji cuadrada (χ2 = 92.72, P () 0.0001).

Los resultados del experimento iniciado en junio de 2018 muestran que las semillas de palo fierro en condiciones de suelo agrícola con riego y en terreno conservado bajo árbol germinaron más que las sembradas en los demás parches de suelo (84 y 74 %, respectivamente) (Cuadro 3), a pesar de las buenas precipitaciones de julio a octubre de 2018 (Cuadro 1).

Cuadro 3. Germinacion, supervivencia y crecimiento de semillas de palo fierro sembradas en parches de suelo con ecosistema degradado, conservado y agricola en junio de 2018.  

Ecosystem /
Ecosistema
Characteristics /
Características
Germination (%) /
Germinación (%)
Survival (%) / Supervivencia (%) Annual
height (cm) /
Altura anual
(cm)
90 days /
90 días
365 days /
365 días
Degraded /
Degradado
Bare / Desnudo 2 0 0 NA
Conserved /
Conservado
Bare / Desnudo 4 0 0 NA
Degraded /
Degradado
Bare + branches /
Desnudo + ramas
0 NA NA NA
Conserved /
Conservado
Bare + branches /
Desnudo + ramas
4 2 2 12.7 b
Degraded /
Degradado
Grass / Zacate 2 0 0 NA
Conserved /
Conservado
Grass / Zacate 4 0 0 NA
Degraded /
Degradado
Tree / Árbol 0 NA NA NA
Conserved /
Conservado
Tree / Árbol 74 32 30 20.2 (2.1) b
Degraded /
Degradado
Accumulation zone /
Zona de acumulación
12 0 0 NA
Conserved /
Conservado
Accumulation zone /
Zona de acumulación
0 NA NA NA
Agricultural /
Agrícola
Irrigated / Con riego 84 80 74 84.7 (7.5) a
Agricultural /
Agrícola
No irrigation / Sin riego 0 NA NA NA

NA = no aplica. Para la germinacion se empleó la prueba de ji cuadrada (χ2 = 378.07, P () 0.0001). La altura anual es la media ± desviacion estandar. Medias con la misma letra en la altura anual no difieren estadísticamente (Tukey, P () 0.0001).

La supervivencia a los 90 días fue cero en muchos parches estudiados, incluyendo el suelo desnudo del ecosistema degradado y conservado, con zacate de ecosistema degradado y conservado, y en zona de acumulación del ecosistema degradado. La supervivencia del parche desnudo con ramas del ecosistema conservado, del parche bajo árbol del ecosistema conservado y del suelo agrícola con riego fue de 2, 32 y 84 %, respectivamente. A los 365 días, las mayores supervivencias fueron del suelo agrícola con riego (74 %), del suelo bajo árbol en ecosistema conservado (30 %) y del suelo desnudo con ramas en ecosistema conservado (2 %) (Cuadro 3). En cuanto al crecimiento, se tuvieron pocos datos para comparar debido a la supervivencia en la mayoría de los parches, únicamente las plantas del suelo agrícola con riego por goteo fueron significativamente (P () 0.0001) más altas a los 365 días que las plantas que crecieron bajo árbol en un ecosistema conservado (84.7 y 20.2 cm, respectivamente).

En agosto de 2018, limitar el acceso de la herbivoría con el uso de mallas en parches de suelo degradado resultó en el incremento de la germinación, superando al suelo desnudo sin malla, zona de acumulación (72 %), suelo desnudo (64 %) y suelo con zacate nativo (64 %) (χ2= 30.11, P () 0.0001; Cuadro 4). El parche de suelo desnudo sin malla presentó la germinación más baja (20 %). La germinación, al igual que la supervivencia, incrementó al colocar la malla en varios parches, destacando la zona de acumulación, el suelo desnudo, el suelo bajo árbol y con zacate nativo, llegando al año de supervivencia. No obstante, se encontraron diferencias significativas (P () 0.05) en la altura promedio de las plantas a 365 días (Cuadro 4).

Cuadro 4. Germinacion, supervivencia y crecimiento de semillas de palo fierro sembradas en parches de suelo bajo ecosistema degradado con malla protectora de herbivoría en agosto de 2018.  

Characteristics /
Características
Protection /
Protección
Germination (%) /
Germinación (%)
Survival (%) /
Supervivencia (%)
Annual
height (cm) /
Altura anual
(cm)
90 days / 90 días 365 days / 365 días
Bare / Desnudo No netting / Sin 20 6 0 NA
Bare / Desnudo Netting / Malla 64 52 48 17.3 (2.5) a
Bare + branches /
Desnudo + ramas
Netting / Malla 60 44 0 NA
Native grass /
Zacate nativo
Netting / Malla 64 20 20 14.8 (2.5) a
Buffelgrass /
Zacate buffel
Netting / Malla 28 0 0 NA
Tree / Árbol Netting / Malla 48 40 38 16.5 (2.3) a
Adcumulation zone /
Zona de acumulación
Netting / Malla 72 56 50 17.4 (1.2) a

NA = no aplica. Para la germinacion se empleó la prueba de ji cuadrada (χ2 = 30.11, P () 0.0001). La altura anual es la media ± desviacion estandar. Medias con la misma letra en la altura anual no difieren estadísticamente (Tukey, P () 0.0001).

Los resultados del experimento de julio de 2019 mostraron que la protección con malla mejoró la germinación (χ2= 57.43, P () 0.0001; Cuadro 5), a diferencia de los tratamientos sin protección y con riego. En 2019 el agua de lluvia acumulada fue de 250 mm de julio a septiembre, lo cual es poco común (Cuadro 1). Esto puede explicar la poca diferencia entre los parches de suelo con malla, con y sin riego.

Cuadro 5. Germinacion, supervivencia y crecimiento de semillas de palo fierro sembradas en parches de suelo con ecosistema degradado, con y sin malla protectora de herbivoría, con y sin riegos, en julio de 2019.  

Characteristics /
Características
Protection /
Protección
Irrigation /
Riego
Germination (%) /
Germinación (%)
Survival (%) /
Supervivencia (%)
Annual
height (cm) /
Altura
anual (cm)
90 days /
90 días
365 days /
365 días
Bare / Desnudo No netting / Sin No irrigation / Sin 26 16 8 12.2 (1.2) b
Bare + branches / No netting / Sin Irrigated/ Con 16 0 0 NA
Desnudo + ramas
Bare / Desnudo Netting / Malla No irrigation / Sin 68 14 12 10.9 (2.0) b
Bare / Desnudo Netting / Malla Irrigated / Con 78 40 28 30.3 (6.0) a

NA = no aplica. Para la germinacion se empleó la prueba de ji cuadrada (χ2 = 57.43, P () 0.0001). La altura anual es la media ± desviacion estandar. Medias con la misma letra en la altura anual no difieren estadísticamente (Tukey, P () 0.0001).

Diversas investigaciones señalan la importancia del palo fierro como planta nodriza, ya que facilita el establecimiento de otras especies bajo su dosel (Hutto et al., 1986; Carrillo-García et al., 1999; Carrillo-Garcia et al., 2000; Tewksbury & Lloyd 2001; Suzán-Azpiri & Sosa, 2006; Hinojo-Hinojo et al., 2013). Sin embargo, no se encontraron estudios sobre la germinacion de semillas de palo fierro en suelos degradados. En términos generales, algunos autores mencionan que las semillas de palo fierro no requieren tratamiento pregerminativo, y que en condiciones naturales se ha observado su germinación después de las lluvias (Shreve & Wiggins, 1964). Estas semillas inician su germinación de 18 a 24 h posteriores a las lluvias que saturan el suelo, y las plántulas emergen en aproximadamente seis días (Bonner & Karrfalt, 2008).

En parches de ecosistemas degradados desprotegidos evaluados de 2017 a 2019, la germinación de semillas fue de 26 % o menos (Cuadros 2, 3, 4 y 5). Algo similar ocurrió en los parches de ecosistemas conservados, con excepción del sistema bajo árbol, donde se obtuvo una germinación de 74 % (Cuadro 3). En 2018, hubo producción de semillas, y se observó que en el ecosistema conservado había hormigas desplazando semillas, previo al inicio del experimento. Quizás las necesidades de las hormigas cercanas al árbol del ecosistema conservado fueron cubiertas con la productividad natural del ecosistema, lo cual redujo la extracción de las semillas sembradas en este sitio. No obstante, en parches del ecosistema degradado se observaron hormigas escarbando y sacando semillas hinchadas, así como plántulas con daño de herbivoría y hoyos en el suelo. Al norte del área de estudio se ha reportado la excavación por roedores para sacar semillas enterradas, incluso ha sido sugerida la aplicación de rodenticidas para evitar las pérdidas de semillas (Archer & Pyke, 1991). En desiertos de Asia, se han reportado excavaciones hechas por mamíferos para sacar semillas del suelo (Gutterman, 2012).

En los desiertos, las semillas constituyen un recurso valioso para roedores, hormigas y pájaros (Keddy, 1989; Phillips & Comus, 2000). Alrededor del 70 % de las semillas en los desiertos son removidas por granívoros como mamíferos, aves e insectos, principalmente hormigas (Archer & Pyke, 1991; Gutterman, 2012). Los principales granívoros de las zonas áridas de Norteamérica son los roedores, y en Sudamérica, Australia y África son las hormigas (Archer & Pyke, 1991).

Existen varias especies de hormigas que habitan el desierto sonorense, y algunas cosechan semillas para alimentar sus larvas, donde prefieren semillas de especies anuales, aunque eventualmente consumen de plantas perennes (Phillips & Comus, 2000). Esto podría estar ocurriendo en terrenos degradados, como el área de estudio, donde las hormigas y roedores consumieron parte de las semillas de palo fierro que se sembraron. Los niveles de predación de semillas por roedores son particularmente altos en lugares con disturbio (Archer & Pyke, 1991). Determinar los niveles de predación en terrenos degradados por pequeños mamíferos, hormigas u otros elementos de la biota puede ser un aspecto interesante para investigar en el futuro.

La viabilidad de las semillas se comprobó mediante la germinación en vivero (68 %; Cuadro 2) y en suelo agrícola (84 %; Cuadro 3); sin embargo, no hubo germinación en suelo agrícola sin riego, a pesar de las precipitaciones de julio a octubre de 2018 (Cuadro 1). Esto se puedo deber a la predación de las semillas por roedores u hormigas. Cuando se colocó malla protectora en los parches con ecosistema degradado, la germinación obtenida fue de 60 a 78 %, con excepción del sistema bajo el zacate buffel que fue de 28 % y de 48 % bajo árbol (Cuadros 4 y 5). Por lo anterior, se cree que hubo extracción de semillas o herbivoría de plántulas recién germinadas, lo cual no permitió contabilizar dicha germinación.

No se encontraron datos publicados sobre el crecimiento de palo fierro bajo siembra directa, únicamente se han reportado datos de plantas desarrolladas en vivero. Martín et al. (2017) reportaron una altura promedio de planta de 40 cm en terreno plano y de 58 cm en surcos de retención de agua después de dos años de su trasplante.

A los 365 días se observó supervivencia en tres de los cuatro parches estudiados, y fue mayor en el suelo desnudo con malla y riego (Cuadro 5). En ningún experimento en suelo degradado hubo supervivencia al primer año (Cuadros 2, 3, 4 y 5). Las plantas bajo condiciones controladas en vivero y terreno agrícola con riego por goteo mostraron 68 y 84 % de supervivencia al año, respectivamente (Cuadro 2 y 3). En el terreno conservado hubo 2 % de supervivencia anual cuando se cubrió el suelo con ramas y se creó un microclima, mientras que bajo el dosel del árbol la supervivencia fue de 30 % (Cuadro 3). Cuando se colocó malla protectora al suelo degradado, la supervivencia fue de 20 a 50 %, con excepcion de los parches de suelo desnudo con ramas y buffel, ambos sin supervivencia anual (Cuadro 4). El suelo desnudo sin malla pero con riego logró una supervivencia de 8 %, mientras que el tratamiento con malla y sin riego presentó una supervivencia de 12 %, y cuando se utilizó malla con riego la supervivencia fue de 28 % (Cuadro 5).

Aunque no se encontraron publicaciones sobre la supervivencia de palo fierro bajo siembra directa, Martín-Rivera et al. (2001), al evaluar en Sonora ocho especies arbustivas trasplantadas, incluido el palo fierro, obtuvieron una supervivencia anual de 55 a 85 %, con 317 mm de lluvia ese año. Además, dichos autores señalan que la supervivencia de palo fierro a los cuatro años fue de 27 %.

En 2001, en la creación del jardín botánico en el DAG, se trasplantaron varias especies arbustivas y arbóreas desarrolladas en vivero, incluido el palo fierro. Para ello, las plantas recibieron riego por goteo durante un año y la supervivencia fue de 100 % (Celaya-Michel et al., 2019). Lo anterior coincide con la supervivencia obtenida en suelo agrícola con riego por goteo (84 %), aunque en este caso fue siembra directa.

Se encontró poca información sobre la supervivencia de palo fierro en reforestacion. Sin embargo, Sosa-Castañeda et al. (2019) observaron una supervivencia de 34 a 56 % en palo verde (Parkinsonia microphylla Torr.) trasplantado con diferentes protecciones a la herbívoria y de 1.8 % en las plantas trasplantadas sin protección. En Arizona, EUA, Bowers et al. (2004) encontraron 3.7 % de supervivencia al año en 15 especies perenes del desierto sonorense, germinadas directamente en suelo y regadas con las precipitaciones del lugar. Las causas de mortalidad en esta zona fueron herbívoria y desecación.

Las plantas de palo fierro que germinaron bajo zacate buffel tuvieron una supervivencia de cero a los 90 días (Cuadro 4), lo cual se podría deber a la competencia con este zacate por la humedad disponible, como lo reportado por Eilts y Huxman (2013) en una leguminosa arbórea adulta, la cual presentó sacrificio de ramas cuando individuos de zacate buffel crecían bajo su dosel. De las plantas que sobrevivieron el primer año (Cuadro 3), se tuvo una supervivencia de 80 a 100 % al cierre del estudio (es decir, cuando tenían dos años y medio), mientras que en 2018 la supervivencia fue de 0 a 52 %, siendo las plantas en suelo desnudo con malla donde el valor fue 0.

El crecimiento de las plantas sobrevivientes a los 365 días fue significativamente (P () 0.0001) mayor en las plantas de palo fierro que crecieron en suelo degradado protegido con malla y que además tuvieron riego (30.3 vs 12.2 cm en plantas con riego y sin malla, y 10.9 cm en plantas sin protección y con riego) (Cuadro 5). El crecimiento de las plantas que sobrevivieron al año fue de 12.7 a 30.3 cm en los diferentes parches estudiados, y el crecimiento en condiciones agrícolas con riego por goteo fue de 84.7 cm (Cuadros 2, 3, 4 y 5).

El palo fierro ha sido descrito como una planta de crecimiento lento y longevidad de cientos de años una vez que llega a ser una planta adulta (Nabhan & Carr, 1994). Sin embargo, no se encontraron registros sobre la tasas de crecimiento anual de palo fierro de plantas germinadas directamente en suelo. En un trabajo al norte-centro de Sonora, reportan el crecimiento en vivero durante un año de ocho especies arbustivas, incluido el palo fierro, de 25 a 75 cm, y crecimientos posteriores en 4 años de 30 a 68 cm (Martín-Rivera et al., 2001). En el jardin botanico del DAG, el palo fierro establecido con riego por goteo durante su primer año postrasplante tuvo un crecimiento promedio de 39 cm anuales durante los 14 años posteriores, donde los riegos fueron las lluvias estacionales (Celaya-Michel et al., 2019).

La revegetación natural de terrenos degradados en la costa de Hermosillo es muy difícil, ya que es necesaria la combinación de factores, como producción de semillas (Shreve & Wiggins, 1964), precipitaciones por encima del promedio durante varios años (Bonner & Karrfalt, 2008), parches de suelo con condiciones favorables y superar la herbivoría (Celaya-Michel et al., 2019). La revegetación artificial mediante la siembra directa se puede apoyar con la descompactación del suelo, siembra de las semillas (CONAFOR, 2010), protección de semillas en el suelo, generación de microclima y mantenimiento del suelo para tener zonas de acumulación de agua (Martín-Rivera et al., 2001). Las plantaciones forestales comerciales en campos agrícolas abandonados podrían ser otra alternativa para la inclusión de plantas nativas, como el palo fierro, con apoyo estacional de riego por goteo para incrementar su tasa de crecimiento anual (CONAFOR, 2010).

Conclusiones

La germinación de semillas de palo fierro se ve afectada, principalmente, por la herbivoría que se da más en terrenos degradados que en conservados. La supervivencia de plántulas de palo fierro depende de la actividad de la herbivoría, la disponibilidad de agua en el suelo y la protección que ofrecen ecosistemas conservados. La protección con malla incrementa la germinación, supervivencia y altura de plantas de palo fierro en terrenos degradados. En terrenos de zonas áridas, el crecimiento durante el primer año está muy por debajo del crecimiento potencial en suelo agrícola y con riego por goteo. Es posible iniciar plantaciones forestales de palo fierro en suelo agrícola con riego por goteo.

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Recibido: 27 de Mayo de 2022; Aprobado: 13 de Octubre de 2022

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