Crecimiento de Pinus montezumae Lamb. en vivero influenciado por diferentes mezclas de sustratos

Nursery growth of Pinus montezumae Lamb. influenced by different substrate mixtures

Lisbeth Hernandez-Zarate, Arnulfo Aldrete^*, Víctor M. Ordaz-Chaparro, Javier López-Upton, Miguel Á. López-López

Forestal. Campus Montecillo. Colegio de Posgraduados. 56230. Montecillo, Estado de México. * Autor responsable aldrete@colpos.mx, ordaz@colpos.mx, uptonj@colpos.mx, lopezma@colpos.mx.

Recibido: julio, 2013.
Aprobado: junio, 2014.

Resumen

El aserrín y la corteza de pino, subproductos de la industria forestal, se pueden usar como sustrato y sustituir a la turba en la producción de planta en viveros. Por tanto, se evaluó el crecimiento de plántulas de Pinus montezumae Lamb. producidas en contenedor en mezclas de sustratos compuestas con corteza de pino y aserrín que formaron nueve mezclas y un tratamiento testigo (60 % turba + 20 % perlita + 20 % vermiculita), y se determinaron características físicas y químicas. El pH osciló entre 4.2 y 6.3, la conductividad eléctrica de 0.25 a 3.98 dSm^-1, la porosidad total de 69 a 81 %, la porosidad de aireación de 26 a 34 %, la porosidad de retención de humedad de 36 a 52 %, y la densidad aparente de 0.17 a 0.32 g cm^-3. En la curva de liberación de agua, el agua no disponible varió de 8 a 46 %, el agua fácilmente disponible de 6 a 18 %, el agua de reserva de 3 a 8 % y el agua difícilmente disponible de 18 a 37 % en todos los tratamientos. Hubo diferencias significativas entre los tratamientos en el crecimiento de las plántulas a 10 meses de edad: el diámetro varió de 9.7 a 11.5 mm, el peso seco aéreo de 1.97 y 2.87 g, y el peso seco de raíz de 3.51 a 61.05 g. La relación parte aérea/raíz en todos los tratamientos fue de 1 a 2.5. Las mezclas con crecimientos similares al testigo y con características físicas adecuadas para producir planta de esta especie fueron T9 (aserrín 70 % + turba 10 % + perlita 10 % + vermiculita 10 %) y T1 (corteza 10 % + aserrín 70 % + perlita 10 % + vermiculita 10 %). Las mezclas de aserrín y corteza generaron plantas con dimensiones apropiadas para ser llevadas a campo. Esto permite eliminar el uso de turba como sustrato en la producción de planta forestal.

Palabras claves: Aserrín, corteza, Pinus montezumae, turba, vivero.

Abstract

Pine sawdust and bark, wood waste products of the forest industry, can be used as substrate and substitute peat moss in the production of nursery plants. Therefore, growth of Pinus montezumae Lamb. seedlings was assessed in containers with substrates composed of pine bark and sawdust, which were used to form nine mixtures. There was also a control treatment (60 % peat moss+ 20 % perlite + 20 % vermiculite). Physical and chemical characteristics were determined. pH oscillated between 4.2 and 6.3, electrical conductivity was 0.25 to 3.98 dSm^-1, total porosity was 69 to 81 %, aeration porosity was 26 to 34 %, water holding porosity was 36 to 52 %, and bulk density was 0.17 to 0.32 g cm^-3. On the water release curve, available water varied from 8 to 46 %, easily available water 6 to 19 %, reserve water 3 to 8 %, and less readily available water 18 to 37 % in all treatments. There were significant differences among treatments in seedling growth at 10 months of age: diameter varied from 9.7 to 11.5 mm, shoot dry weight 1.97 to 2.87 g, and root dry weight 3.51 to 61.05 g. The shoot/root ratio in all of the treatments was 1 to 2.5. The mixtures supporting growth similar to the control and adequate physical characteristics for producing plants of this species were T9 (sawdust 70 % + peat 10 % + perlite 10 % + vermiculite 10 %) and T1 (bark 10 % + sawdust 70 % + perlite 10 % + vermiculite 10 %). The mixtures of sawdust and bark generated plants with dimensions appropriate for transplant to the field. This allows to eliminate the utilization of peat moss as substrate in the production of forest plants.

INTRODUCCIÓN

Una base fundamental en el desarrollo de las plantas en los viveros es el sustrato porque éste repercute en la morfología y fisiología del sistema radicular y parte aérea, y por tanto en el estado nutrimental de la planta y su calidad (Abad et al., 1996; Oliet et al., 1999; Sandoval et al., 2000). El material principal en las mezclas de sustratos para la producción de planta en viveros forestales es la turba, debido a sus características físicas y químicas (Jiménez y Caballero, 1990). Este material proviene de musgos como el Sphagnum, y hay debate por su uso debido a su costo elevado (Mañas et al., 2009) y su cuestionable disponibilidad en el futuro por limitaciones ambientales (Abad et al., 2001).

La mezcla del sustrato debe favorecer la producción de sistemas radicales fibrosos y bien desarrollado para tener una planta de calidad, y mejorar la supervivencia y crecimiento de las plantas en el campo (Struve, 1993). Para lograr las condiciones óptimas del sustrato las mezclas deberán tener las características físicas adecuadas de retención de agua y que faciliten el drenaje y la aireación (García et al., 2001).

El uso de residuos orgánicos derivados de las actividades agropecuarias y forestales ha tomado auge para la producción de plantas (Abad et al., 1996; Abad et al., 2001). El aserrín y la corteza de pino son subproductos de la industria maderera y se pueden obtener a bajo costo (Maldonado-Benítez et al., 2011). Pero falta información sobre la posibilidad del uso comercial de estos medios de cultivo en los viveros forestales (Hernández-Apaolaza et al., 2005).

El aserrín proveniente de especies de coníferas se usa como sustrato con buenos resultados en la producción de plantas de diferentes especies (Burés, 1997; Hartmann y Kester, 1998). El aserrín puede favorecer la absorción de nutrientes en las plantas, pero también puede presentar problemas de exceso de humedad por su partícula fina; así, se recomienda mezclar con otros materiales de partículas más gruesas (Grez y Gerding, 1995; Burés, 1997).

La corteza de pino tiene características físicas y químicas adecuadas para producir plantas de diversas especies (Jackson y Wright, 2009). El uso de este material ayuda a reducir daños por organismos patógenos en las plantas debido a la baja retención de humedad (Reis, 1995; Pawuk, 1981), ya que el solo uso de aserrín puede causar problemas por exceso de humedad (Burés, 1997). La corteza mezclada con agregados minerales o industriales puede aumentar la disponibilidad de agua y eficiencia de nutrientes sin afectar la raíz o el crecimiento de las plantas (Owen, 2007).

Pinus montezumae Lamb. es una de las especies más utilizadas para reforestación y restauración forestal en México (CONAFOR, 2012). Por lo tanto, el objetivo del presente estudio fue evaluar el crecimiento de plántulas de este pino producidas en contenedor con mezclas de sustratos compuestas con corteza de pino y aserrín en diferentes proporciones.

El experimento se estableció en el Vivero Forestal Pueblo Nuevo, ubicado en la comunidad de Pueblo Nuevo, Municipio de Chignahuapan, Puebla; en 19° 06' 57.20" N y 98° 06' 27.00" O, a una altitud de 2600 m.

Mezclas de sustrato

Para las mezclas se combinó aserrín y corteza de pino (Cuadro 1) y se incluyó una mezcla testigo de turba, perlita y vermiculita 60:20:20 usada comúnmente en los viveros forestales. Los materiales para los tratamientos fueron aserrín de pino, corteza de pino composteada, turba, perlita y vermiculita. El aserrín se obtuvo de aserraderos locales, y se usó fresco, no mayor a 15 días después del aserrado. La corteza fue de Pinus douglasiana Martínez y se obtuvo de la región sur del estado de Jalisco, donde es composteada y se vende comercialmente (MASVI^*). El aserrín y la corteza tienen diferentes características físicas: el aserrín puede causar problemas de exceso de humedad porque tiene mayor porcentaje de partículas finas, y la corteza tiene baja capacidad de retención de humedad por su cantidad mayor de partículas grandes.

En cada mezcla se agregó fertilizante de lenta liberación Osmocote Plus^® (15-9-12) (N-P-K+Mg+ME), con tiempo de liberación de 8 a 9 meses, en dosis de 6 kg m^-3 de sustrato. Además se añadió 800 g m^-3 de MICROMAX^® fertilizante en polvo con micronutrimentos (Fe, Zn, Mn, B, Cu, Mo, MgO, S), y 100 g m^-3 de Bactiva^® (Bacillus subtilis) (biofungicida usado para prevenir la pudrición de las raíces por hongos). Los contenedores de 220 cm³ se colocaron en mesas porta tubete de 25 cavidades. La semilla usada se recolectó en el 2010 en los rodales del Ejido de Pueblo Nuevo; después se benefició y almacenó en el banco de germoplasma hasta su uso. La siembra se realizó el 24 de agosto de 2011. La germinación empezó el 12 de septiembre y terminó el 26 de ese mes.

El riego se aplicó por micro-aspersión diariamente o según lo necesitado por las plantas por pérdida de humedad del sustrato. La fertilización básica con Osmocote se completó con fertilizante soluble Peters^® profesional disuelto en el agua de riego, cuatro veces por semana y en tres etapas: 1) 80 ppm de iniciador (9-45-15) el 10 de octubre del 2011; 2) el 6 de febrero del 2012 se continuó con crecimiento (20-10-20) 120 ppm; y, 3) finalizador (4-25-35) 75 ppm, del 28 de mayo al 27 de julio del 2012.

Este análisis se realizó en septiembre del 2011 en el Laboratorio de Física de Suelos del Colegio de Postgraduados. Para la determinación, en el vivero se tomó una muestra de 5 L por cada mezcla de sustrato, y cuatro repeticiones de cada una. Como permeámetros se usaron tubetes semejantes a los usados en el vivero. En cada muestra se determinó pH, conductividad eléctrica (CE), porosidad total (PT), porosidad de aireación (PA), porosidad de retención de humedad (PRH) y densidad aparente (DA). El pH se determinó por el método de potenciómetro y la CE con el puente Conductronic CL35, ambas en extractos drenados. Las tres variables de porosidad se determinaron con el procedimiento descrito por Landis et al. (1990), el cual consistió en pasar el sustrato a máxima saturación, se obtuvo el peso del sustrato drenado y se secó el sustrato en una estufa para obtener el peso seco. La DA se evaluó con la fórmula DA = peso seco del sustrato (78 h a 70 °C) (g) / volumen total del cono (cm³). Los datos de las propiedades físicas y químicas de las mezclas de sustratos no fueron analizados estadísticamente.

La curva de liberación de agua se determinó usando el método de batería de embudos (De Boodt et al., 1974). La curva integra los puntos de agua difícilmente disponible (ADD), agua fácilmente disponible (AFD), agua de reserva (AR), capacidad de aire (CA), espacio poroso total (EPT) y materia sólida (MS).

Evaluación de las variables de respuesta

A los 10 meses de edad se lavó la raíz de cada planta para desprender todo el material del sustrato que formaba el cepellón, tratando de evitar la pérdida de raíces pequeñas. Las plantas se colocaron en una mesa sobre papel absorbente para eliminar el exceso de agua. Por la condición cespitosa de la especie se evaluó el diámetro del tallo en la base del cuello de la planta, pero no la altura. Cada muestra se puso en bolsas de papel etiquetadas, se secaron 72 h en una estufa a 70 °C hasta obtener el peso seco aéreo (PSA) y el peso seco radical (PSR).

Diseño experimental y análisis estadístico

El diseño experimental fue completamente al azar con 10 tratamientos y cuatro repeticiones para cada uno; las repeticiones fueron cada mesa portatubete con 25 plántulas. La unidad experimental para evaluar los tratamientos fue 12 plantas elegidas del centro de cada mesa. El análisis de varianza se realizó con el procedimiento Mixto de SAS, versión 9.0 (SAS Institute, 2002), para las cuatro variables: diámetro, peso seco de raíz, peso seco parte aérea y relación parte aérea/raíz. Los bloques se consideraron efectos aleatorios y fijos los tratamientos. La diferencia entre medias de tratamientos se analizaron con LSMeans.

Propiedades químicas de los sustratos

Los tratamientos compuestos por aserrín y corteza en distintas proporciones tuvieron un pH de 4.14 y 5.23, lo cual coincide con lo reportado por Sánchez-Córdova et al. (2008) quienes analizaron cinco mezclas de sustrato con distintas proporciones de aserrín y corteza de pino que presentaron un pH de 4.25 a 4.70. El tratamiento T9 tuvo un pH de 4.7, y el testigo 4.2. Un pH óptimo para sustratos usados en producción de planta debe ser de 5.2 a 6.3; un valor menor a 4.0 puede causar enfermedades de la raíz (Ansorena, 1994). En el presente estudio, P. montezumae en los tratamientos de aserrín y corteza con un pH menor a 5.0 no presentaron problemas fitosanitarios. La CE en el tratamiento testigo T10 fue de 1.22 dS m^-1, el tratamiento T9 (aserrín 70 %, turba 10 %, perlita 10 % y vermiculita 10 %) tuvo el valor más bajo (0.25 dS m^-1), y en los tratamientos de corteza y aserrín varió de 1.26 a 3.98 dS m^-1. Cabe destacar que los tratamientos con mayor cantidad de corteza tuvieron los valores más altos de CE. Según Bunt (1988) y Landis et al. (1990), en sustratos ricos en materia orgánica la CE debe ser 0.75 a 1.99 dS m^-1 y las plantas crecen satisfactoriamente en CE de 2.00 a 3.49 dS m^-1, pero si son sensibles a CE alta reducirán su crecimiento. Lorenzo et al. (1996) consideran que el intervalo óptimo de CE debe ser 1.2 a 2.5 dS m^-1. Por lo tanto, la mayoría de las mezclas tuvieron valores apropiados de CE. El aserrín puede limitar la disponibilidad de nitrógeno debido a que los organismos que descomponen la materia orgánica usan este elemento. Esto puede reducir la capacidad de intercambio catiónico, se reducen los cationes disponibles para las plantas, y causa deficiencia de nutrimentos.

Propiedades físicas de los sustratos

La porosidad total de los tratamientos de aserrín y corteza varió entre 69 y 77 %; para el tratamiento T9 fue 81 % y para el testigo 78 % (Cuadro 2). Los tratamientos de corteza y aserrín (T1, T2, T3 y T7) tuvieron mejor porosidad total. Landis et al. (1990) consideran adecuado una porosidad total de 60 a 80 %. Niveles de porosidad mayores a 80 % favorecen el crecimiento de la raíz, lo cual favorece el desarrollo de la parte aérea (Peñuelas y Ocaña, 1996); el tratamiento T9 fue el único con un valor mayor a 80 %, y el T6 tuvo el valor más bajo (69 %).

La porosidad de aireación en todos los tratamientos varió de 30 a 35 % (Cuadro 2) y en el testigo (T10) fue 26 %. El intervalo óptimo de porosidad de aireación en un sustrato debe variar entre 20 a 30 % (De Boodt y Verdonck, 1972) y valores de 10 % pueden causar problemas de anoxia en las raíces de las plantas (Burés, 1997). La mayoría de los tratamientos tuvieron niveles ligeramente superiores a 30 % de PA (Cuadro 2) y, por lo tanto, están en un nivel óptimo.

La porosidad de retención de humedad en los tratamientos de aserrín y corteza varió de 36 a 44 % (Cuadro 2). El T6 tuvo la menor retención de humedad (36 %) y puede deberse a que contenía mayor porcentaje de corteza, el cual retiene poca humedad (Burés, 1997). El tratamiento T9 tuvo un valor de 47 % y el testigo 52 %.

La DA varió de 0.17 a 0.32 g cm^-3 (Cuadro 2) y los valores óptimos son de 0.3 a 0.8 g cm^-3 (Abad y Noguera, 1998), pero según Raviv et al. (2004) valores menores a 0.40 g.cm^-3 son adecuados. En el presente experimento todos los tratamientos presentaron una DA menor a ese intervalo. Un sustrato con baja Da es económicamente favorable porque mejora significativamente la capacidad operacional del medio de cultivo (Abad et al., 1993), disminuyendo los costos de transporte y manipulación de materiales.

En la curva de liberación de agua, el tratamiento testigo presentó un equilibrio entre los componentes de la curva: capacidad de aireación, agua no disponible, agua fácilmente disponible y agua difícilmente disponible. El tratamiento T9 presentó la menor disponibilidad de agua hacia las plantas. Al combinar corteza con aserrín se genera una mezcla que proporciona un mayor equilibrio, lo cual favorece el desarrollo de las plantas.

La capacidad de aireación osciló entre 26 a 34 % en todos los tratamientos (Cuadro 3). Un intervalo de 30 a 40 % del volumen total es deseable en un sustrato para crecimiento adecuado de las plantas (Abad et al., 1993). El tratamiento testigo tuvo el valor menor con 26 %.

El agua fácilmente disponible en todos los sustratos tuvo un valor bajo, 6 a 19 %. Esto coincide con lo reportado por Sánchez-Córdova et al. (2008) quienes evaluaron cinco mezclas de sustrato de aserrín y corteza, donde el AFD varió de 4 a 18%. El valor de esta variable debe ser 20 a 30 % del volumen (Abad et al., 1993). Los valores de AFD de los sustratos fueron menores a 20 % y los más bajos fueron para el T9 y T6 (6 y 8 %). Los porcentajes bajos pueden indicar que los sustratos tienen partículas finas que retienen el agua y se limita la disposición para las plantas.

El agua de reserva varió de 3 a 8 % (Cuadro 3) y los tratamientos, excepto T2 y T8, están dentro del intervalo sugerido como apropiado de 4 a 10 % (Abad et al., 1993). El agua difícilmente disponible varió de 18 a 45 %, y el tratamiento T9 el tuvo el valor más alto, seguido del testigo. Los sustratos con mayor cantidad de corteza tuvieron menor porcentaje.

Efectos de sustratos en las variables morfológicas

El diámetro del tallo fue mayor a 9 mm en todos los tratamientos y las plantas con un diámetro mayor de 11 mm fueron las de el testigo (11.5 mm), T1 (11.4 mm), T9 (11.2 mm) y T2 (11.2 mm), mientras que T4 tuvo el valor menor con 9.7 mm (Cuadro 4). Las plantas que crecieron en los sustratos con mayor cantidad de corteza tuvieron un diámetro menor, lo cual coincide con lo encontrado por Mañas et al. (2009) quienes evaluaron sustratos con corteza de pino, turba y residuos de pasta de papel en diferentes proporciones para Pinus pinaster Aiton.

El peso seco de raíz varió de 1.97 a 2.87 g entre tratamientos y fue mayor en las plantas del T10, seguido del T1 con un peso de 2.73 g, T2 con 2.48 g y 9 con 2.47 g, mientras que el menor peso fue 1.97 g en T8. El peso seco aéreo mayor fue 6.05 g en T10, seguido de T9 con 4.91 y T1 con 4.76 g; T4 y T8 tuvieron los valores menores.

Un atributo relevante de la calidad de P. montezumae fue la proporción entre el tamaño de la parte aérea y la radical, la cual varió entre 1.67 y 2.08 en los diez tratamientos evaluados. Esto corresponde con lo propuesto por Romero et al. (1986) quienes sugirieren valores óptimos de 1.5 a 2.2 para coníferas norteamericanas. El valor más alto de esta relación fue 2.17 en el testigo, en T9 fue 2.08, y los valores más bajos fueron 1.75 en T4 y 1.67 en T2 (Cuadro 4). Las plantas con menor RPA/R pueden tener un mejor estado hídrico y un consumo de agua menor en situaciones de deficiencia hídrica, pero con valores altos puede haber problemas en campo debido al incorrecto balance hídrico (May, 1984; Stewart y Bernier, 1995).

De acuerdo con los resultados obtenidos, los tratamientos T9 y T10 presentaron valores similares en crecimiento de las plantas de P. montezumae a diez meses edad. Los tratamientos T1 y T2 fueron los que más se acercaron en las variables diámetro, peso seco aéreo y de raíz del tratamiento testigo. Reyes et al. (2005) encontraron que plántulas de Pinus pseudostrobus Lamb. en tratamientos con 70 y 80 % de aserrín presentaron buenos crecimientos de el diámetro y la altura. Este mismo comportamiento se observa en los diámetros obtenidos en T1, T2 y T9, en los cuales se usó 70 y 80 % aserrín.

Sánchez-Córdova et al. (2008) mencionan que un sustrato de 20 % corteza + 80 % aserrín puede ser adecuado para el desarrollo de plantas de P. patula. Maldonado-Benítez et al. (2001), evaluaron Pinus greggii var. australis Donahue & López en 20 % corteza + 80 % aserrín y obtuvieron los mejores desarrollos en diámetro y altura. En el presente estudio, las plantas de P. montezumae en T2 (20 % corteza + 80 % aserrín) presentaron buen crecimiento en diámetro y desarrollo de raíz.

CONCLUSIONES

Las características físicas y químicas de los sustratos compuestos por corteza de pino y aserrín proporcionan condiciones adecuadas para el crecimiento de Pinus montezumae. Las plántulas de Pinus montezumae a edad de 10 meses en la mayoría de los tratamientos con aserrín y corteza de pino presentaron características morfológicas adecuadas para ser llevadas a campo. En Pinus montezumae el tratamiento de sustrato con 10 % de corteza + 70 % aserrín + 10 % perlita + 10 % vermiculita presentó condiciones de crecimiento similares en la mayoría de las variables evaluadas a la mezcla testigo T10, por lo cual serviría para la producción de esta especie.

Se agradece el financiamiento al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) y al personal del Vivero Forestal Pueblo Nuevo, por el apoyo en la realización de este proyecto.

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