Introducción

Los terrenos degradados se están incrementando en el mundo, desde hace varias décadas y esto representa un reto muy fuerte para la humanidad, por el papel de los ecosistemas en brindar servicios a la humanidad (^{D’Odorico, P., Bhattachan, A., Davis, K. F., Ravi, S., & Runyan, C. W., 2013}). Cuando la degradación de los suelos avanza se le denomina desertificación y se hace más difícil revertirla (^{Millennium Ecosystem Assessment, 2005}).

Las zonas áridas son particularmente vulnerables a la desecación al presentar precipitación escasa y variable, lo que conlleva a la degradación de terrenos y a la desertificación, asociada a disturbios tanto naturales como causados por el ser humano, incluido el sobrepastoreo de ganado (^{Abella, S. R.,, O'Brien, K. L., & Weesner, M. W., 2015}).

La ganadería de bovinos en México tiene varios siglos de existir, a partir de la introducción de animales domésticos por los colonizadores europeos (^{Camou, 1998}). Uno de los principales problemas que se han reconocido después de varios siglos en la ganadería, es el sobre pastoreo, el cual puede asociarse a sequías y llevar a corto o mediano plazo a la degradación de terrenos (^{Holechek J.L., Pieper R.D., & Herbel C.H., 1995}). La recuperación de los ecosistemas ganaderos áridos mediante una sucesión ecológica es variable y multifactorial, limitada por las sequias y la herbivoría (^{Allen, E. B., Roundy, B. A., McArthur, E. D., & Haley J. S., 1995}). Es muy importante la recuperación de los terrenos con degradación y desertificación, sea evaluada en las diferentes regiones (^{Millennium Ecosystem Assessment, 2005}).

C. glandulosa tiene varios nombres comunes como sámota, samo prieto, chino, cousamo, cousano, y chipile (^{Celaya-Michel, H., Hinojo-Hinojo, C., Celaya-Rosas, M., Valdez-Zamudio, D., & Rueda-Puente, E. O., 2020}). Pertenece a la familia Fabaceae. Es un arbusto de uno a cinco metros de alto, no presenta espinas, tiene ramas flexibles, las hojas son de 2 a 5 cm de largo, y las flores son de 11 a 13 milímetros de largo, blancas o amarillo claro, frutos: vaina larga, delgada, constreñida entre las semillas, de 2-11 cm de largo, 5-7 mm de ancho, glandular estipitada con márgenes sinuosos (^{Turner, R. M., Bowers, J. E., & Burgess, T. L., 2005}).

La distribución de la especie C. glandulosa abarca desde Arizona, en Estados Unidos, a Sonora, Sinaloa, Jalisco, Guerrero, y Oaxaca, entre otros estados de México (^{Felger, R. S., Johnson, M. B., & Wilson, M. F., 2001}). En el desierto sonorense, la especie crece en zonas de escorrentía y en pendientes rocosas. La especie presenta una producción abundante de semillas y su germinación ocurre con la presencia de lluvias en la época de verano, en terrenos conservados, teniendo programas de pastoreo o bien agostaderos inactivos (^{Turner, R. M., Bowers, J. E., & Burgess, T. L., 2005}).

Existen reportes donde mencionan que la etnia de los seris (konkaak / comca'ac). Esta etnia aprovecha su madera, para la elaboración de herramientas, entre ellas arcos, y también usos medicinales para el tratamiento de resfriados, fiebres, y tuberculosis (^{Turner, R. M., Bowers, J. E., & Burgess, T. L., 2005}). Además, ha sido descrita como una planta forrajera para el ganado doméstico y fauna, con un contenido de proteína cruda en sus hojas alrededor del 15% (^{Velázquez J., 1997}).

Dada la importancia de C. glandulosa para los productores ganaderos en el noroeste de México, por sus atributos forrajeros, ha habido intentos por recuperar sus poblaciones mediante el trasplante de individuos generados en vivero (^{Martín-Rivera, M., y otros, 2001}) (^{Martín, R. M. H., Ibarra, F. F. A., & Moreno, M. S.,, 2017}) (^{Celaya-Michel, H., y otros, 2019}). Sin embargo, no se encontró información con respecto al porcentaje de germinación y sobrevivencia en terrenos degradados.

Por lo anteriormente mencionado es necesario tener información de especies nativas con potencial de uso para restauración de ecosistemas de zonas áridas y semiáridas, para contrarrestar la problemática ambiental actual, a la vez de contar con un recurso forrajero (^{Millennium Ecosystem Assessment, 2005}).

El objetivo del presente trabajo fue evaluar la germinación, sobrevivencia y crecimiento en el primer año de C. glandulosa, a partir de semillas sembradas directamente sin tratamiento pregerminativo en diferentes condiciones de terreno degradado, con y sin protección contra la herbivoría y agrícola con riegos en Hermosillo Sonora, México.

Materiales y métodos

El área de estudio se ubicó en el campus de la Universidad de Sonora (Hermosillo, Sonora), en el área de experimentación del Departamento de Agricultura y Ganadería (DAG), la cual consta de 244 hectáreas de terreno agrícola y ganadero a 21 km de la ciudad de Hermosillo, Sonora México, en las coordenadas 29˚01’13’ LN y 111˚08’05’’ LO, y altitud de 191 msnm, en la Universidad de Sonora. El sitio tiene el tipo de suelo dominante es arenoso franco (^{WRB, 2015}). El clima regional es seco y cálido, con una temperatura promedio anual de 23.1 °C, las temperaturas máximas del mes de junio son de 49 °C, y mínimas en febrero de -3.5 °C (^{CONAGUA, 2014}). Las mayores precipitaciones se presentan en verano (julio y agosto; (^{INEGI, 2014}), como parte del monzón de Norteamérica. La precipitación promedio anual es 378 mm (^{CESAVE-SIAFESON, 2022}).

El área de estudio seleccionada se encuentra con suelo degradado, erosionado y compactado (determinado con la metodología de la línea de Canfield, en un 70% de suelo; (^{Canfield, 1941}). Lo anterior, debido a desmontes, sobre pastoreo de bovinos y sequias. Los herbívoros pequeños como: liebre (Lepus californicus) y juancito o ardillón de cola redonda (Xerospermophilus tereticaudus) están presentes en el área de estudio.

La colecta de semilla Coursetia glandulosa se llevó a cabo con el permiso de colecta científica ante la SEMARNAT. El peso promedio por semilla fue de es de 0.528 gramos. Las semillas son descritas como reniformes (forma de riñón), con un tamaño que varía entre 6 a 8 mm de largo y presentan un color pardo-amarillento. Las semillas de C. glandulosa presentan una latencia moderada, de impermeabilidad de su testa, requiriendo condiciones adecuadas de humedad y temperatura para iniciar el proceso de germinación (^{Felger, R. S., Johnson, M. B., & Wilson, M. F., 2001}) (^{Turner, R. M., Bowers, J. E., & Burgess, T. L., 2005}).

Se evaluaron las variables germinación (emergencia de la plántula), sobrevivencia (a los 365 días), y crecimiento (altura máxima a 365 días, utilizando un flexómetro). Se sembraron 100 semillas (se consideró cada semilla una repetición) de C. glandulosa por parche de las diferentes características de terrenos “degradado” y “agrícola”, en una superficie de 1 metro cuadrado por parche. El suelo se preparó manualmente con la herramienta llamada “el pico” y las semillas se sembraron a una profundidad de 3 mm, cubriéndolas con suelo del lugar (^{Bonner, F. T. & Karrfalt, R. P., 2008}). Las siembras se realizaron en mayo, antes de la temporada de lluvias de verano de 2021, colocando las semillas al voleo en el metro cuadrado.

El concepto ecológico “parche”, fue utilizado para delimitar visualmente la estructura del paisaje con condiciones homogéneas de suelo, plantas y microclima (^{Whitford, 2002}). La selección de parches degradados en este trabajo fue considerando áreas de suelo desnudo, donde no hubiera habido crecimiento de plantas anuales, perennes y carecieran de mantillo. En ecosistemas degradado se utilizaron: parches de suelo desnudo, suelo desnudo agregando ramas completas de poda (para generar un microclima), bajo árbol (Parkinsonia microphylla Torr.), y con malla plástica formada de cuadrados de 1 cm² (para limitar el ingreso de herbívoros pequeños como liebres, conejos, ratones, ratas, lagartijas, etc.).

Para contrastar las limitantes de agua del terreno degradado, se sembraron semillas de C. glandulosa en suelo de uso agrícola con riego por goteo, dentro de una parcela que consiste en un rectángulo de 3.35 hectáreas del DAG, el cual está protegido por malla de alambre formada por cuadrados de 5.7 cm² de cada lado y de dos metros de alto, con lo cual se limita el ingreso a la mayor parte de animales domésticos y fauna. Durante el año de estudio, 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.

Las variables de respuesta evaluadas fueron: germinación (%), sobrevivencia (%) y crecimiento (altura de la planta y ancho del dosel en centímetros) durante un año. Los análisis estadísticos se realizaron con el programa JMP versión 5 (^{SAS, 2000}). Con los datos de germinación y sobrevivencia se elaboraron tablas de contingencia con la prueba de ji cuadrada (χ²) (^{Infante, G. S. & Zarate de Lara, G. P., 2000}) ^{Infante y Zarate de Lara, 2000}). El crecimiento en altura de las plantas los 365 días, se contrastó mediante análisis de varianza, previo análisis de normalidad con la prueba de Shapiro-Wilk. La prueba a posteriori utilizada fue Tukey-Kramer. En todos los casos se estableció una significancia estadística menor o igual al 5% (p≤0.05).

Resultados

Los resultados de germinación muestran que las semillas de C. glandulosa en suelo agrícola con riego germinaron más que las semillas colocadas en el resto de los parches de suelo degradado (44 % de germinación, χ² = 76.341, p = 0.0001; Cuadro 1). En suelo degradado con malla se tuvo una germinación de 40 %, mientras que en los tratamientos ramas, bajo árbol y suelo desnudo solo el 20, 6 y 5 %, respectivamente.

Las plantas de C. glandulosa en suelo agrícola tuvieron una sobrevivencia alta del 86 % al año (χ² = 41.02, p = 0.0001), mientras que las plantas en suelo degradado con malla y ramas fue de 50 y 20 %. Las plantas bajo árbol y en suelo desnudo no logaron llegar con vida a los 365 días.

Las plantas en el suelo agrícola tuvieron riegos periódicos, lo cual explica su alta sobrevivencia (86%) tal como es de esperarse; lo relevante del estudio es que en el suelo del ecosistema degradado la protección con malla (50%) y ramas (20%) favoreció una sobrevivencia a diferencia del tratamiento bajo árbol y suelo desnudo sin sobrevivencia.

Durante el periodo de estudio de mayo de 2021 a diciembre de 2022, las precipitaciones pluviales (Cuadro 2) fueron nulas de enero a mayo de 2022, es decir no hubo lluvias de invierno, retando la sobrevivencia de las plantas bajo estudio. Para futuros trabajos valdría la pena explorar cuanto de los tratamientos malla plástica o con ramas contribuyen a la sobrevivencia como protección contra herbivoría o por un posible efecto de microclima.

La altura de las plantas al año de C. glandulosa fue mayor en suelo agrícola con riego por goteo (150 cm; p < 0.0001: Cuadro 3) a los 365 días que las plantas con malla y ramas (41 cm, 34 cm). Los resultados de ancho del dosel también fueron mayores para las plantas en suelo agrícola (145 cm; p < 0.0001; Cuadro 3).

Discusión

Otras especies de árboles nativos del Desierto Sonorense como Guaiacum coulteri, Olneya tesota, Parkinsonia florida, Parkinsonia microphylla, y Prosopis velutina se han germinado en suelo agrícola de 1 al 29% sólo con las lluvias, y de 15 a 85% cuando se aplicó riego (^{Ochoa-Meza, A., y otros, 2022}), en nuestros datos fue una germinación de 5 a 40% para tratamientos en suelo degradado, y 44% en suelo agrícola con riego (Cuadro 1).

La sobrevivencia de plantas nuevas en el Desierto Sonorense, se ha reportado como baja, por altas tasas de mortalidad de las plántulas durante el primer año (^{Bowers, J. E., Turner, R. M., & Burgess, T. L., 2004}). Un estudio previo en el Desierto Sonorense de trasplante de plantas de C. glandulosa reporta una sobrevivencia de 8 % en suelo desnudo y 35 % en zonas de acumulación de agua (^{Martín et al., 2017}); en otro trabajo, después de 4 épocas de verano, la sobrevivencia fue de 25 % (^{Martín, R. M. H., Ibarra, F. F. A., & Moreno, M. S.,, 2017}). Mientras que, en la costa de Hermosillo, C. glandulosa registró una sobrevivencia del 90 % con riego por goteo durante el primer año; y en los 17 años posteriores paso de 9 plantas a 20, mostrando colonización en el sitio (^{Celaya-Michel, H., y otros, 2019}). La diferencia de nuestro estudio fue que se evaluó la sobrevivencia de semillas germinadas en el sitio degradado con resultados de 0 a 50 % y 86 % en suelo agrícola con riego, en vez de trasplante de plantas generadas en vivero que menciona la literatura.

El crecimiento de plantas en los desiertos es lento, limitado por las precipitaciones, herbivoría y disponibilidad de nutrientes del suelo (^{Whitford, 2002}). Martín y colaboradores (^{Martín, R. M. H., Ibarra, F. F. A., & Moreno, M. S.,, 2017}) trasplantaron C. glandulosa de vivero y a los dos años la altura encontrada fue de 155 cm en zonas de acumulación de agua, y 68 cm en terrenos planos. En un estudio la altura de plantas adultas a los 17 años post trasplante de C. glandulosa fue de 4.88 metros (^{Celaya-Michel, H., y otros, 2019}).

En nuestros datos el crecimiento al año fue de 34 a 41 cm para las plantas de los tratamientos en terreno degradado a comparación con 150 cm en suelo agrícola y con riego por goteo (Cuadro 3). Lo anterior puede indicar el potencial de crecimiento que tiene la especie, con mayor disponibilidad de agua.

Conclusiones

Las condiciones de humedad de los terrenos áridos degradados del noroeste de México limitan la germinación de C. glandulosa. La protección de herbivoría, con malla y ramas de poda, favorece la sobrevivencia al año de nuevas plantas de esta especie. El crecimiento de C. glandulosa en condiciones naturales en terreno degradado es lento y alejado del potencial de crecimiento a cuando se adiciona riego. Es necesario continuar investigando alternativas de establecimiento de árboles y arbustos nativos para recuperar terrenos degradados, que permitan recuperar servicios ecosistémicos para la humanidad.