Análisis de supervivencia para una reforestación con Pinus pseudostrobus Lindl. en el sur de Nuevo León
JOSÉ ÁNGEL SIGALA RODRÍGUEZ* , MARCO AURELIO GONZÁLEZ TAGLE**, JAVIER JIMÉNEZ PÉREZ**
CIENCIA UANL / AÑO 18, No. 75, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2015
La reforestación es a menudo la fase de mayor riesgo y costo en el manejo forestal, (1) ya que el éxito de la plantación depende de diversos factores: las condiciones ambientales del sitio, el manejo de la planta en vivero, la morfología y la fisiología de la misma. (2) Por ello, antes de establecer una reforestación importa identificar los factores ambientales limitantes del sitio de plantación, de manera que la planta se cultive bajo el sistema de producción con los atributos necesarios para garantizar altas tasas de supervivencia en dicho sitio. (3-4)
En Nuevo León, la producción anual de especies arbóreas con fines de reforestación supera los 3 millones de plantas. (5) En el sur del estado, Pinus pseudostrobus es la especie más socorrida en reforestaciones en áreas incendiadas o degradadas. Sin embargo, se han registrado bajas tasas de supervivencia, siendo la sequía la principal causa de mortalidad en las reforestaciones recién establecidas. (6) En este sentido, es necesario determinar las características del sistema de producción y las prácticas de cultivo en vivero mediante las cuales se obtenga la calidad morfológica en la planta que le permita un desarrollo adecuado bajo condiciones de estrés en dicha región.
En los últimos años se ha recomendado el uso de sistemas de producción con contenedores de mayor volumen, debido a que las plántulas adquieren características morfológicas relacionadas con un mejor desempeño en campo. (3) Asimismo, en regiones donde se presentan sequías extremas, el preacondicionamiento de las plántulas, mediante la restricción de humedad en el sustrato, se practica en viveros forestales para activar o acentuar los mecanismos de resistencia a situaciones de estrés. (7) Esto reduce las tasas de crecimiento, propicia la aparición de la yema apical e incrementa la lignificación de tallo. (8)
Por lo anterior, los objetivos del presente trabajo fueron los siguientes: 1) determinar el efecto del sistema de producción y el preacondicionamiento en la supervivencia de plántulas de P. pseudostrobus, y 2) determinar las variables morfológicas de mayor influencia en la supervivencia, a fin de fijar patrones de selección de plantas con una mejor respuesta en campo.
MATERIALES Y MÉTODOS
Selección de la planta
En septiembre de 2011, se seleccionaron de manera aleatoria plantas de Pinus pseudostrobus cultivadas en tres sistemas de producción (tabla I). Los lotes de plantas se produjeron en el Vivero Forestal del Bosque Escuela de la Facultad de Ciencias Forestales (UANL), ubicado en el ejido Santa Rosa, municipio de Iturbide, Nuevo León, en las coordenadas 24° 42.37’ N y 99° 51.69’ O y altitud de 1609 msnm. En los tres casos, las plantas se cultivaron durante un año bajo condiciones de malla sombra y, para el sistema en bolsa de polietileno, éstas se dejaron a la intemperie en el segundo año. El sustrato lo integraron 57% turba de musgo y 43% tierra de monte, más 5 Kg/m3 de fertilizante de liberación controlada (Osmocote®); durante el periodo de producción se aplicaron riegos cada tres días de acuerdo a las rutinas convencionales del vivero.
Las plántulas seleccionadas se sometieron a preacondicionamiento durante 45 días mediante la modificación del régimen de riegos para inducir estrés hídrico; los niveles de preacondicionamiento fueron los siguientes: 1) bajo, un riego diario durante la mañana; 2) moderado, un riego a saturación cada nueve días, y 3) alto, un riego a saturación cada 15 días. Se hicieron bloques completos de acuerdo al nivel de preacondicionamiento, y en cada bloque se distribuyeron al azar tres repeticiones de 16 plantas por cada sistema de producción.
Establecimiento de la plantación
En noviembre de 2011, las plantas se llevaron a plantación para evaluar su desempeño en campo. El experimento se ubicó en el municipio de Galeana, Nuevo León, bajo las coordenadas 24° 50.81’ N y 100° 5.55’ O y 1760 m de altitud. La región presenta una precipitación media anual de 428 mm y una temperatura media de 14°C, mínima promedio de 4.7°C y máxima promedio de 32.6°C. Durante 2012, se presentó una temperatura ambiente promedio de 13°C y una precipitación acumulada de 548.2 mm, siendo febrero y julio los meses con más cantidad de lluvia registrada (figura 1).
Se eligieron dos sitios con condiciones edáficas y topográficas diferentes, separados a una distancia de 200 m (tabla II). En cada sitio se establecieron 24 plantas por tratamiento, dividas en tres repeticiones y plantadas a 1 m de separación, en total se tuvieron 432 individuos en todo el experimento. El diseño experimental se realizó en parcelas subdivididas, las parcelas grandes fueron los sitios; las medianas, el sistema de producción; y las parcelas chicas, el nivel de preacondicionamiento.
Variables analizadas
Después de establecer la plantación se evaluó la supervivencia en campo cada mes durante los primeros nueve meses y luego a los 14 meses; en cada evaluación se asignó un valor de 0 a aquellas plantas que presentaban mortalidad visible en todas las acículas, y un valor de 1 a las plantas que tuvieran al menos un brote vivo. Al establecer la plantación en campo, se midió la condición inicial del diámetro al cuello de la raíz (D; mm), altura del tallo (H; cm), peso seco de la parte aérea (PSA; g) y peso seco de la raíz (PSR; g) de cada plántula, y se calcularon las relaciones PSA/PSR y altura/diámetro (H/D); el PSA y PSR se obtuvieron de un muestreo destructivo de 12 plantas por tratamiento realizado después del preacondicionamiento.
Análisis estadístico
Las diferencias de supervivencia entre los tratamientos se evaluaron por la prueba Log-Rank, a partir de curvas de supervivencia construidas por el método Kaplan-Meier; para ello la función de supervivencia se define como:
donde: S (t) es la probabilidad de que una muerte ocurra en un tiempo T al menos, tan grande como el tiempo tt.9. El análisis de supervivencia se realizó con el procedimiento LIFETEST de SAS ver. 9.2 (2009). (10) Asimismo, los efectos de las covariables (D, H, PSA, PSR, H/D y PSA/PSR) en la función de supervivencia se evaluaron mediante la prueba LogRank, para lo cual se usó el comando TEST disponible en PROC LIFETEST de SAS. (11)
RESULTADOS
Supervivencia A 14 meses (440 días) después de establecer la plantación, se obtuvo una supervivencia general de 52.9%, y se observó una mayor mortalidad durante los primeros 97 días (31.2%). Se encontró una mayor supervivencia en el sitio 2 (60.2%) con diferencias significativas (Chi2 =6.03, p=0.014) sobre el sitio 1, en el que se presentó una supervivencia de 45.4%. La prueba Log-Rank mostró diferencias altamente significativas entre los tres sistemas de producción evaluados, tanto en el sitio 1 (Chi2 =129.5, p<0.0001) como en el sitio 2 (Chi2 =154.70, p<0.0001), con una mayor supervivencia en las plantas en el sistema 1+1 (sitio 1=66.7%; sitio 2=90.3%), seguidas de aqué- llas que fueron sembradas en bolsa de polietileno (0+2) (sitio 1=63.8%; sitio 2=79.2%) y con menor supervivencia aqué- llas que se cultivaron en charola de poliestireno (1+0) (sitio 1=6.9%; sitio 2=11.1%); no obstante, entre los sistemas 1+1 y 0+2 no hubo diferencias significativas (figura 1).
Por otra parte, no se encontraron diferencias significativas entre los niveles de preacondicionamiento, tanto en el sitio 1 (Chi2 =4.16, p=0.128) como en el sitio 2 (Chi2 =0.23, p=0.893); sin embargo, al analizar la combinación del sistema de producción con los tres niveles de preacondicionamiento, se encontró una mayor supervivencia en las plántulas producidas en el sistema 0+2 con un nivel de preacondicionamiento alto en ambos sitios (sitio 1=83.3%; sitio 2=91.7%); aunque en el sitio 2 este tratamiento no fue estadísticamente diferente a los otros niveles de preacondicionamiento, incluso presentó la misma supervivencia que el sistema de producción 1+1 con nivel moderado y alto; en cambio, en el sitio 1, la supervivencia de las plantas cultivadas bajo el sistema 0+2 fue estadísticamente diferente entre el nivel de preacondicionamiento alto y moderado (Chi2 =5.92, p=0.015). En el sistema de producción en charola 1+0, el preacondicionamiento no presentó efecto significativo (figura 2).
Influencia de las variables morfológicas
La prueba Log-Rank se realizó para evaluar los efectos de las covariables en las funciones de supervivencia por tratamiento durante el tiempo de evaluación. Los resultados del análisis muestran que el diámetro al cuello de la raíz fue la variable con mayor influencia en las funciones de supervivencia de la mayoría de los tratamientos, principalmente en el sistema de producción 1+1. Asimismo, en este sistema de producción las variables de biomasa tuvieron un efecto significativo, excepto en las plántulas con un nivel de preacondicionamiento alto. Por otra parte, la relación H/D presentó un efecto significativo para el sistema de producción 0+2, con niveles de preacondicionamiento bajo y moderado; igualmente, la relación PSA/PSR fue significativa para las plántulas con un nivel alto. En las plantas cultivadas en charola de poliestireno (1+0), con preacondicionamiento bajo y alto, ninguna variable morfoló- gica influyó significativamente en la función de supervivencia (tabla III).
DISCUSIÓN
Las plantas de Pinus pseudostrobus cultivadas en bolsa de polietileno (0+2 y 1+1) presentaron mayor supervivencia comparadas con aquéllas que se produjeron en charola de poliestireno; resultados similares se han encontrado para esta misma especie en el estado de Nuevo León. (12,13) La respuesta favorable del sistema convencional en bolsa puede explicarse debido a que los envases de mayor volumen proveen mejores características del sistema radicular, como el volumen y conductancia hidráulica que le permiten aprovechar mejor la humedad en el suelo; (14) mayormente en regiones con escasa precipitación pluvial y condiciones edáficas pobres como las que presenta el área de estudio.
El preacondicionamiento en vivero mediante la modificación de ciclos de riego no presentó efecto significativo en la supervivencia de Pinus pseudostrobus durante los 14 meses después de establecer la plantación, aunque se observaron tendencias diferentes para cada sistema de producción; por ejemplo, las plántulas cultivadas en charola (1+0) y sometidas a un estrés hídrico elevado presentaron menor supervivencia; en cambio, este mismo nivel de preacondicionamiento aplicado al sistema de producción en bolsa (0+2 y 1+1) presentó mejores resultados, principalmente en el sitio 1. Esto se debe a que las platas cultivadas en contenedores pequeños tuvieron un limitado desarrollo de raíz, lo que las hace más vulnerables a estrés hídrico y a que disminuya la conductancia estomática, y aumenta el riesgo de morir durante el primer periodo de sequía. (15) Además, las plantas sembradas en charola presentaban menor edad, por lo que este puede ser otro factor que influyó en la elevada mortalidad registrada en dicho sistema de producción.
Durante el ensayo, se observó una mayor mortalidad en los meses más secos (diciembre y enero), después de establecida la plantación; sin embargo, las tasas de mortalidad mensual se estabilizaron después de iniciados los eventos de lluvia en el mes de febrero, principalmente en aquellos tratamientos de preacondicionamiento moderado y alto en plantas de dos años de edad. Algunos autores mencionan que el estrés hídrico presenta un efecto negativo en los procesos fisiológicos como la alteración del estatus de carbohidratos y asimilación de CO2 , lo que influye en un mayor estrés de trasplante. (16-17) De esta manera, la aplicación controlada de estrés hídrico puede influir en variables relacionadas con mecanismos de evitación a la sequía, como el cierre de estomas o disminución de la conductancia estomática, pero no influye en los mecanismos de tolerancia a la sequía como el ajuste osmótico o cambios en las propiedades de las membranas celulares. (7,18)
Por otra parte, a la supervivencia en determinado sitio también afectan las propiedades físico-químicas del suelo: humedad, temperatura, pH, conductividad eléctrica y contenido de nutrientes, (19) aunado al método utilizado para establecer la planta en el sitio definitivo. (20) En este estudio, los sitios de plantación presentan propiedades del suelo similares, no obstante el análisis estadístico muestra un efecto significativo del sitio en la supervivencia de P. pseudostrobus, con mejores tasas en el sitio 2, de exposición SO y pendiente fuerte (figura 3). De esta manera, las diferencias entre sitios de plantación pudieron ser el resultado de las diferencias en las condiciones topográficas, debido a que a la exposición cenital la afecta una mayor insolación y con ello sufre mayor pérdida de humedad en el suelo. (21,20)
Se encontró que el diámetro al cuello de la raíz es la característica morfológica más relacionada con la supervivencia de las plántulas de P. pseudostrobus, tal como se ha demostrado en estudios recientes con diferentes especies del género Pinus, (22-25) ya que el diámetro se relaciona directamente con las reservas de carbohidratos no estructurales, (16) y con el desarrollo de las raíces. (26) Por ello, las plántulas con los menores diámetros, pueden tener un pobre desempeño en campo, comparadas con aquéllas de mayor diámetro y con adecuado manejo durante la plantación. (26)
CONCLUSIONES
El sistema de producción en vivero influyó en la supervivencia de Pinus pseudostrobus durante los primeros meses después de plantado. El efecto del preacondicionamiento de la planta sobre la supervivencia dependió del sistema de producción.
El diámetro al cuello de la raíz en las plántulas de Pinus pseudostrobus se relaciona directamente con su supervivencia. Por ello, en la producción de planta en vivero se debe elegir el sistema de producción que provea mayor robustez y un mayor volumen radicular, para asegurar un éxito de las reforestaciones en el área de estudio.
RESUMEN
Se estableció una reforestación con Pinus pseudostrobus, cultivado bajo tres sistemas de producción en vivero. Previo a la plantación, las plántulas se sometieron a tres niveles de preacondicionamiento mediante la restricción de riegos. En campo, se eligieron dos sitios diferentes y se evaluó la supervivencia durante 14 meses. Los resultados muestran diferencias significativas entre los sistemas de producción y en los niveles de preacondicionamiento, dependiendo del sistema de producción; además, se encontró efecto significativo del sitio de plantación. El diámetro de las plántulas influyó significativamente en el desempeño de algunos tratamientos.
Palabras clave: Reforestación, Análisis de supervivencia, Pinus pseudostrobus.
ABSTRACT
A reforestation was established with Pinus pseudostrobus, which was grown under three stock-types in nursery. Before planting, seedlings were preconditioned by restricting watering. In the field, two different site conditions were selected and survival was evaluated during the first 14 months. Results showed significant differences between stock-types and between preconditioning levels depending on each stock-type; also a significant effect of site conditions was found. Root collar diameter had a significant influence on performance of some treatments.
Keywords: Reforestation, Survival analysis, Pinus pseudostrobus.
* INIFAP-Campo experimental Valle del Guadiana, Durango, Dgo.
** Universidad Autónoma de Nuevo León.
Contacto: marco.gonzaleztg@uanl.edu.mx
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Recibido: 19/06/13
Aceptado: 24/10/14