Boron fertilization in plantations of Eucalyptus urophylla S. T. Blake in Tabasco
Mitzy I. Rodríguez-Juárez1; Alejandro Velázquez-Martínez1*; Armando Gómez-Guerrero1; Arnulfo Aldrete1; Marivel Domínguez-Domínguez2
1 Colegio de Postgraduados campus Montecillo. Carretera México-Texcoco km 36.5. C. P. 56230. Montecillo, Texcoco, Estado de México. MÉXICO. Correo-e: alejvela@colpos.mx Tel: 595 95 202 00 ext. 1470 (*Autor para correspondencia).
2 Colegio de Postgraduados campus Tabasco. Carretera libre Cárdenas-Coatzacoalcos km 21, Poblado C-27. C. P. 86500. Cárdenas, Tabasco. MÉXICO.
]]> Recibido: 05 de septiembre, 2013
RESUMEN
El presente trabajo se realizó en plantaciones comerciales de Eucalyptus urophylla de la empresa Forestaciones Operativas de México, S. A. de C. V. (FOMEX) en Huimanguillo, Tabasco, México, con la finalidad de conocer el efecto de la adición de boro (B) sobre el crecimiento de dicha especie. Se dio seguimiento a 199 árboles de E. urophylla que recibieron diferentes dosis de B (0, 6 y 12 g·árbol-1) durante el establecimiento. El diámetro y la altura de los árboles se midieron a las edades de 1.5, 4.5 y 11 años. Se realizó un muestreo destructivo separando fuste, ramas, ramillas + hojas, para la cuantificación de biomasa y su distribución. El contenido total de nutrimentos en el follaje se evaluó y la respuesta a la aplicación de B se midió a través de un diagnóstico gráfico de vectores. Los resultados mostraron que el B favoreció el crecimiento en altura y volumen, pero este efecto no se observó en la acumulación de biomasa aérea. El análisis de vectores mostró incremento en el contenido de P, K y Ca en el follaje cuando el B se aplicó en dosis de 6 g·árbol-1. En dosis mayores (12 g·árbol-1), la biomasa foliar se redujo presentando contenidos netos y concentraciones similares en las hojas más pequeñas.
Palabras clave: Crecimiento, biomasa aérea, nutrimentos, análisis de vectores.
ABSTRACT
This study was carried out in commercial Eucalyptus urophylla plantations owned by the Forestaciones Operativas de México, S.A. de C.V. (FOMEX) company in Huimanguillo, Tabasco, Mexico, to determine the effect of boron (B) fertilization on the growth of this species. Follow-up was given to 199 E. urophylla treesthat received different B doses (0, 6 and 12 g·tree-1) during establishment. Tree diameter and height were measured at 1.5, 4.5 and 11 years of age. Destructive sampling was performed by separating the bole, branches, twigs + leaves to quantify biomass and its distribution. In addition, total leaf nutrient content was evaluated and the response to B application was measured using vector analysis. Results showed that B fertilization favored growth in height and wood volume, but this effect was not observed in aerial biomass accumulation. Vector analysis showed increased leaf P, K and Ca content when B was applied at a dose of 6 g·tree-1. At the higher dose (12 g·tree-1), foliar biomass was lower, presenting similar net nutrient contents and concentrations to those of the smallest leaves.
Keywords: Tree growth, aerial biomass, nutrients, vector analysis.
]]>INTRODUCCIÓN
En México, el género Eucalyptus ocupa la segunda posición de mayor superficie plantada con especies maderables, representando 20.1 % del total (Comisión Nacional Forestal [CONAFOR], 2012). Las plantaciones forestales comerciales (PFC) constituyen una fuente cada vez más importante de abastecimiento de madera para diversos fines. Dichas plantaciones se perciben como una solución ambiental alterna deseable, cuando el aprovechamiento de los bosques naturales (especialmente de edad madura) no garantiza la conservación del recurso forestal ni beneficios socioeconómicos sostenidos para las comunidades (Rivera, Fierros, Vázquez, Gómez, & Velázquez, 2008). Por tanto, las PFC (en particular, las de turno corto) se manejan como sistemas intensivos y reciben un aporte nutrimental importante por medio de fertilizaciones (Rengel, 2007), aunque los métodos intensivos puedan conducir al agotamiento de la fertilidad del suelo y a problemas nutrimentales permanentes (Pritchett, 1990). Por otro lado, la productividad de los sistemas forestales está relacionada con una serie de factores ambientales que comprenden la radiación solar, temperatura y agua, así como la disponibilidad y absorción de nutrientes; esta última sigue siendo un factor crítico en los sistemas intensivos (Binkley, 1993). En el sureste de México, Eucalyptus urophylla S. T. Blake es considerada como una especie con mayor capacidad para aprovechar los nutrientes del suelo y que, además, está mejor aclimatada a suelos poco fértiles (Pérez, Gómez, Fierros, & Horwath, 2012).
Entre los elementos esenciales para las plantas se encuentra el boro (B), el cual es un micronutriente deficiente comúnmente en las plantaciones forestales, que puede causar la muerte de ramas terminales y provocar crecimiento deficiente (Pritchett, 1990). El B juega un papel fundamental en la estructura de la pared celular de las plantas, además de que se comienza a investigar más sobre su función en la membrana celular. Cuando la adición de B es inadecuada, se manifiestan desórdenes severos en el crecimiento de los árboles (Lehto, Ruuholaa, & Dellb, 2010). Las deficiencias de B se han presentado en plantaciones forestales de más de 80 países (Shorrocks, 1997), principalmente en sitios con suelos con pH alcalino (Bell & Dell, 2008).
El propósito de este estudio fue determinar el efecto de la aplicación de distintas dosis de B en la fase de establecimiento, sobre el crecimiento de E. urophylla, así como conocer el efecto de la adición de dicho elemento sobre la biomasa aérea y sobre el contenido de nutrimentos en follaje. El estudio se realizó en Huimanguillo, Tabasco. En este trabajo se consideró que hay tres factores importantes para justificar la aplicación de B en las plantaciones de eucalipto: 1) los suelos del área varían de ligeramente ácidos a alcalinos (Pérez et al., 2012), 2) la alta precipitación del lugar (mayor de 2,000 mm) favorece las pérdidas de B del suelo y 3) en los sistemas intensivos de eucalipto del sureste de México no hay reportes sobre la respuesta al B.
MATERIALES Y MÉTODOS
Las plantaciones de eucalipto estudiadas pertenecen a la empresa Forestaciones Operativas de México S. A. de C. V. (FOMEX). Las parcelas se ubican en el predio denominado Antonio Alemán, en la comunidad Gregorio Méndez, Huimanguillo, Tabasco, entre las coordenadas 17° 40' 38.7" N - 93° 69' 36.2" W y 17° 40' 32.1" N - 93° 36' 26.2" W. Las plantas de E. urophylla fueron producidas por semilla y se establecieron en la plantación en el año 2000, a un espaciamiento de a 3.5 x 2.6 m.
La fertilización inicial consistió en 60 g de 18-46-00 a las tres semanas de plantación y 100 g de 18-46-00 a los seis meses de establecida la plantación; adicionalmente, a las cinco semanas del establecimiento, se aplicaron tres niveles de B en forma de bórax en un radio de 25 cm alrededor del tallo. Los niveles de B evaluados fueron 0 g·árbol-1 (NB-0: Testigo), 6 g·árbol-1 (NB-6) y 12 g·árbol-1 (NB-12). Inicialmente, el experimento se estableció como un diseño completamente al azar, con 25 árboles por unidad experimental; sin embargo, por diversos factores no evaluados en este estudio, algunos árboles murieron dejando el experimento desbalanceado, en un periodo de 11 años. Por lo anterior, se seleccionaron 199 árboles representativos de la plantación y con competencia por árboles vecinos, de tal forma que las mediciones pudieran realizarse en tres tiempos: 1.5, 4.5 y 11 años.
Las mediciones para evaluar el efecto de los fertilizantes se hicieron durante el crecimiento de la plantación, a las edades de 1.5, 4.5 y 11 años. Las variables dasométricas evaluadas fueron diámetro normal (DN: 1.3 m sobre el nivel del suelo), altura total y volumen de cada árbol. El volumen del fuste fue estimado por la fórmula de Smalian.
]]> Para el muestreo de biomasa aérea por componente vegetal, se eligieron tres árboles (11 años de edad) de cada nivel de B. La selección se hizo considerando el árbol con el diámetro medio de cada nivel. El DN, altura total, altura de fuste limpio, longitud de copa y el diámetro del tocón (0.30 m sobre el nivel del suelo) se midieron en cada árbol. Estos árboles se derribaron y se separaron en tres partes: fuste, ramas, y ramillas + hojas. La biomasa del fuste se estimó en tres rodajas: una a la altura del tocón, otra a la mitad de la altura de fuste limpio y la tercera a la altura de la mitad de copa. En cada rodaja se midió su grosor (aproximadamente 5 cm) y dos diámetros en sentido opuesto en ambas caras con la finalidad de obtener un diámetro promedio. Posteriormente, cada rodaja se pesó para obtener el peso verde. La biomasa de las ramas y ramillas + hojas se estimó pesando en campo el total de cada componente con una balanza digital (Labtron C Scientific ES-8000H). Se tomaron tres muestras de cada componente y se secaron en estufa durante 168 h a 70 °C, hasta obtener peso constante. Adicionalmente, se obtuvieron tres muestras de follaje de cada árbol para el análisis foliar, procurando que las hojas estuvieran completamente desarrolladas y sanas. El análisis de P, K, Ca, Mg y B se realizó mediante espectrometría de emisión atómica, mientras que el N se determinó mediante el método microkjeldahl (Alcántar & Sandoval, 1999).Análisis estadístico
Los datos obtenidos de las variables dasométricas (altura y diámetro), así como el volumen a las edades 1.5, 4.5 y 11 años para cada nivel de B, fueron sometidos a un análisis de varianza con el software SAS versión 9.0 (Statistical Analysis System Institute, 2002) y comparación de medias con la prueba de Duncan (P ≤ 0.05). También se realizó un análisis de varianza para cada tiempo de medición y un análisis con medidas repetidas en el tiempo. La información de biomasa y contenido de nutrimentos, a los 11 años de edad, se sometió a un análisis de varianza y comparación de medias con la prueba de Tukey (P ≤ 0.05). Las concentraciones de nutrimentos en follaje se analizaron con el método gráfico de vectores de acuerdo con la metodología de Timmer y Stone (1978), actualizada por Mead, Scott, y Chang (2010).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Efecto del B en el crecimiento de E. urophylla: diámetro, altura y volumen
La Figura 1 muestra el comportamiento del diámetro de E. urophylla, a la edad de 1.5, 4.5 y 11 años en los diferentes niveles de B aplicado. Sólo se encontraron diferencias significativas (P ≤ 0.05) a la edad de 11 años.
Estos resultados coinciden con lo encontrado por Zhou et al. (2012) quienes aplicaron diferentes dosis de B a brinzales de teca (Tectona grandis L. f.) de aproximadamente cinco meses de edad, sin encontrar efectos significativos en su crecimiento.
La aplicación de diferentes dosis de B fue significativa (P ≤ 0.05) en la altura a la edad de 4.5 y 11 años; la mayor altura se registró cuando se aplicó el nivel mayor de B (B-12), con el cual se tuvo 11.2 % de incremento con respecto al testigo (Figura 2).
El B es esencial para el crecimiento de los árboles y cuando la adición de este elemento es inadecuada, se manifiestan severos desórdenes en el crecimiento (Lehto et al., 2010). Da Silva et al. (2012) encontraron que los árboles de Toona ciliata M. Roem var. australis que no recibieron aporte de B, tuvieron menor crecimiento en diámetro y altura que aquellos que sí recibieron el nutrimento.
]]> Con relación al volumen, se encontraron diferencias significativas (P ≤ 0.05) entre los niveles de aplicación de B a la edad de 11 años. En la Figura 3 se puede apreciar que con el nivel B-12 se obtuvo mayor volumen (aproximadamente 21 % más que el testigo).Con la finalidad de conocer la interacción entre la edad de los árboles y el nivel de B aplicado, se hizo un análisis de los datos por medidas repetidas en el tiempo. Las diferencias fueron significativas (P ≤ 0.05) respecto a los niveles de B sólo cuando se analizó el crecimiento del último año en forma separada. Al emplear el análisis de medidas repetidas no existen diferencias significativas (P ≤ 0.05) entre los diferentes niveles de B aplicados a la plantación, aunque sí existe interacción entre la edad y el nivel de B aplicado. Esto indica que, a través del tiempo, cada nivel de B tiende a mostrar su propia respuesta; sin embargo, se aprecia aumento del diámetro a mayor dosis de B aplicado. En las plantaciones de eucalipto, el complemento de fertilización de B ha sido favorable, especialmente en Oxisoles (Smith, 2007). Los resultados de este estudio no muestran alta respuesta al B, lo que indica que el cultivo de eucalipto, en los suelos del sureste de México, no tiene problemas serios en cuanto a la adquisición el elemento. En el lugar de estudio se tienen Alfisoles, que son suelos con mejores condiciones de fertilidad que los Oxisoles (Pérez et al., 2012). Lo anterior también puede explicar la respuesta baja a la aplicación de B; sin embargo, la asimilación de este elemento se puede ver limitada por el encalado del suelo y también por la aplicación de N en dosis altas que causan un problema de dilución en la biomasa (Fisher & Blinkey, 2000). De esta forma, la respuesta baja a la fertilización en este estudio será dependiente de otras prácticas de mejoramiento o fertilización del suelo.
En las plantaciones forestales se recomienda la aplicación de fertilizante en diferentes etapas dependiendo del elemento y las necesidades de los árboles (Zeng et al., 2013). Es recomendable que las empresas plantadoras del sureste de México reconsideren en qué casos se justifica la aplicación de B. También se debe considerar la alta variabilidad de los terrenos forestales que provoca que en los experimentos de campo, las significancias no sean tan altas como ocurre en experimentos agrícolas donde hay menor varianza entre repeticiones. Debido a ello, Stape, Binkley, Jacob, y Takahashi (2006) sugieren que en estudios forestales se incrementen las repeticiones entre localidades más que las de los experimentos. Debido a esto último, el análisis de medidas repetidas mostró significancias con P = 0.13.
Acumulación de biomasa aérea
El análisis de varianza no muestra significancia estadística (P ≤ 0.05) en la cantidad de biomasa de cada compartimento del árbol (Cuadro 1). Sin embargo, existe una tendencia de incremento de biomasa en el fuste al aumentar la dosis de fertilización, no así en los compartimentos de ramas y ramillas + hojas, donde la mayor biomasa se presentó en la dosis baja de B (Cuadro 2).
Cuando se aplicó mayor dosis de B, la acumulación de biomasa fue mayor en el fuste y menor en ramas, ramillas y hojas. Esto es de gran importancia para la especie, ya que el fuste se aprovecha para celulosa (Figura 4).
Los resultados muestran que E. urophylla tiene baja respuesta a la fertilización a pesar de que en otros estudios con el mismo género se reporta mejor respuesta con diferentes elementos (Da Silva, Poggiani, F., & Laclau, 2011; Hunter, 2001); por lo que la respuesta dependerá de cada elemento. Por ejemplo, la aplicación de fertilizantes a base de K tiene más influencia en la distribución de biomasa en los componentes de eucalipto que la aplicación de micronutrientes. Lo anterior debido a que el K ayuda a prolongar la vida útil del follaje canalizando más C al fuste y a la biomasa aérea en general (Epronet al., 2012).
Contenido de nutrimentos en las hojas
Los niveles crecientes de B favorecieron la acumulación de biomasa del fuste (Cuadro 1). Sin embargo, con respecto a los nutrientes del follaje, el nivel bajo de B (NB-6) se tradujo en mayor contenido de todos los nutrimentos (Cuadro 2). El testigo y el tratamiento con nivel bajo de B (NB-6) presentaron contenidos similares de dicho nutrimento, mientras que con la dosis alta (NB-12), la cantidad de B foliar neta por árbol se redujo (Cuadro 2). Los contenidos de N, P, K y B fueron diferentes significativamente (P ≤ 0.05) entre los niveles de B aplicados a los árboles.
Los resultados mostraron baja respuesta al B después de 11 años. Existen diversas razones que pudieran explicarlo. Los resultados de laboratorio en el componente de hojas + ramillas indican que la concentración de B fue de 62 (±1.5), 68 (±2.0) y 67 (±2.8) ppm cuando se aplicaron 0, 6 y 12 g de B, respectivamente. Estas concentraciones son mayores que las reportadas para el género (Freitas et al., 2009) y entre tres y cinco veces más altas que las encontradas en otras especies forestales fertilizadas con B como T. grandis (Zhou et al., 2012) y Pinus radiata D. Don (Hawkins, Xue, Bown, & Clinton, 2010). Se ha observado que la fertilización con B a brinzales de Betula pendula Roth puede favorecer la concentración de dicho nutrimento en el follaje hasta en 50 % (Ruuhola, Leppanen, Julkunen-Tiitto, Rantala, & Letho, 2011).
]]> Análisis de vectoresEn la Figura 5 se muestra la respuesta de los nutrimentos a la aplicación de diferentes dosis de B en E. urophylla. A partir de la distribución horizontal de los vectores se deduce que el nivel moderado de B (B-6) se asocia con mayor contenido relativo de N, aunque la concentración de este nutriente es similar en todos los niveles. El nivel moderado de B se relaciona con hojas de mayor biomasa mientras que en el nivel alto la biomasa foliar se reduce. Este resultado indica que la aplicación moderada de B es la más conveniente para estimular la masa foliar. El nivel alto de B indica concentración de otros elementos en hojas de menor biomasa o tendencia a un efecto antagónico de acuerdo con el análisis gráfico. El comportamiento de P, K, Ca y Mg con relación a los niveles de B fue similar (Figura 5).
De acuerdo con el análisis de vectores, el N, P, K, Ca y Mg se concentran en hojas de menor biomasa cuando se aplica mayor cantidad de B. La explicación de este resultado no es fácil porque se esperaba que los niveles de B favorecieran el crecimiento y la concentración de nutrimentos. Es probable que con la aplicación de fertilizante se haya creado un desbalance en el equilibrio químico de la solución del suelo, pero esta conformación requeriría de mayor investigación. Las concentraciones foliares de B pueden variar fácilmente con la disponibilidad de agua en el suelo, lo que puede provocar incertidumbre en la interpretación de análisis de B foliar (Lehto et al., 2010).
A pesar de que la deficiencia de B limita la productividad de las plantaciones de eucalipto en muchas partes del mundo, existe mucha variación entre las concentraciones foliares de B utilizadas en el diagnóstico de su deficiencia (Sakya, Dell, & Huang, 2002).
CONCLUSIONES
La fertilización con B tuvo efecto significativo sólo en la altura y el volumen por hectárea de E. urophylla cuando la aplicación se hizo en la etapa final del ciclo productivo (11 años). El análisis de vectores mostró incremento en el contenido de N, P, K y Ca en el follaje, lo que indica que estos elementos pueden ser aprovechados para favorecer el crecimiento de los árboles. No se mostraron cambios en la producción de biomasa de fuste, ramas y ramillas + hojas de E. urophylla cuando se aplicaron las diferentes dosis de B. Sin embargo, cuando se aplicó mayor dosis de B (12 g·árbol-1), la asignación de biomasa al fuste fue mayor que a las ramas, ramillas y hojas, lo que refleja una distribución de componentes más deseable desde el punto de vista comercial.
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