Evaluación de atributos físicos de sustratos de crecimiento en etapa de vivero para la propagación de dos especies de interés forestal en Santander – Colombia
DOI:
https://doi.org/10.24215/16699513e161Palabras clave:
desarrollo foliar, densidad aparente, germinación, porosidad total, vivero forestalResumen
Los sustratos de crecimiento en viveros forestales son importantes para la producción de material vegetal. Sin embargo, los atributos físicos de las mezclas conformadas son poco estudiadas. El estudio evalúa la respuesta del crecimiento y número de hojas desarrolladas de dos especies forestales en seis sustratos (T0 a T5) bajo condiciones de vivero en Málaga – Santander Colombia. Los seis sustratos se conformaron a partir de suelo natural, cascarilla de arroz, aserrín, residuos de carbón vegetal y estiércol de caprino, en diferentes fracciones, evaluadas en un diseño de bloques al azar donde fueron trasplantados individuos de Tabebuia rosea. (Bertol.) Bertero ex A.DC y Alnus jorullensis. Kunth medidos cada ocho días por cuatro meses, datos sometidos a pruebas de ANOVA, Tukey (p>0.05) y correlación de Pearson. Los resultados indican diferencias en densidad aparte y real, porosidad total, humedad y textura de los sustratos. Tabebuia rosea presentó mejor crecimiento y desarrollo foliar en T2, al contrario que Alnus jorullensis, donde T0 fue la mejor alternativa. Finalmente, la altura para Tabebuia rosea presentó relaciones débiles con las propiedades físicas en comparación con Alnus jorullensis, donde se destaca la incidencia de densidad aparente (0.69) y limos (0.93). Se concluye que la física del sustrato es un aspecto importante para el crecimiento de plantines forestales, y la información aportada por el estudio es relevante para definir protocolos de producción en vivero y optimizar la calidad del material destinado a plantación en proyectos forestales de diferente alcance.
INTRODUCCIÓN
La presión antrópica sobre los bosques en Colombia y Latinoamérica es promovida por el desarrollo e implementación de modelos de producción agrícolas y pecuarios, que causan la degradación y disminución del área forestal natural y de los servicios ecosistémicos que estas áreas naturales aportan a la sociedad (Laterra et al, 2011). Esta problemática ha impulsado iniciativas para mitigar el daño ambiental sobre los ecosistemas forestales en los Andes de América del Sur, para lo cual, desde diversas organizaciones gubernamentales y privadas se promueven la reforestación y restauración ecológica como acciones de gestión sobre el patrimonio forestal que permitan su recuperación mediante el uso de especies nativas (Armenteras y Rodríguez, 2014; Molina, 2019). Por tanto, implementar protocolos de propagación en viveros forestales, es un reto para la ciencia forestal en Latinoamérica, de tal forma que estas iniciativas suplan la demanda de material vegetal de óptima calidad (Cortés, 2009).
Uno de los aspectos relevantes para la producción de material vegetal es la selección de materiales para elaborar sustratos de crecimiento. Al respecto, Negreros et al. (2016) indican que los sustratos de crecimiento son una parte importante en la producción de plántulas forestales; por tanto, se deben buscar las mejores características de composición que permitan un desarrollo ideal de la rizosfera. En la actualidad, se reporta gran cantidad de sustratos elaborados a partir de una amplia variedad de materiales y elementos cuya elección depende de factores que influyen durante la fase de producción. Según Varela et al. (2013) la selección del sustrato de crecimiento debe ser coherente con la función que cumple como medio de soporte y nutrición para la plántula en vivero hasta su establecimiento en sitio definitivo.
Todo lo anterior demanda explorar nuevos materiales que, una vez configurados, proporcionen un óptimo desarrollo en altura, hojas y masa radicular a las plántulas y no impliquen altos costos de producción y administración (Villota et al, 2019). La propagación de especies forestales está relacionada directamente con sus requerimientos nutricionales y con las características físicas del sustrato. Por tanto, es necesario emplear materiales capaces de brindar condiciones para la circulación del agua y aire, aspectos importantes para la interacción de la raíz con el medio (Salto et al, 2016). La selección adecuada de tales materiales no solo favorece el crecimiento, también reduce las tasas de la mortalidad durante las primeras etapas de los procesos de propagación. El estudio de las propiedades físicas de los sustratos requiere atención y abordaje integral en producción de plántulas forestales (Pire y Pereira, 2003). En el proceso de propagación forestal sexual, las propiedades físicas afectan el desarrollo de la planta. En tal sentido, se deben llevar a cabo análisis de las propiedades físicas de sustratos; a fin de identificar aspectos que promuevan o alteren el desarrollo y crecimiento del material vegetal (Rodríguez et al, 2012).
Comprender los sustratos de crecimiento, más allá de la función nutricional que aportan a las plántulas en etapa de vivero, es un reto para viveristas (Pérez et al, 2018). En tal sentido, la condición física del sustrato es un aspecto pocas veces tratado en ciencias forestales. Sin embargo, Ormeño et al. (2013) indican que, además de las propiedades físicas del sustrato, tienen importancia también el control de malezas y de agentes patógenos, entre otras labores claves para lograr individuos de óptima calidad. Aun así, los estudios que tratan el análisis de sustratos desde la base nutricional son más abundantes (Luna, 2019).
Por ello, esta investigación busca aportar información sobre los atributos físicos de sustratos de crecimiento empleados en viveros forestales en la región donde se desarrolla el estudio, a partir de la evaluación del crecimiento de Alnus jorullensis. Kunth y Tabebuia rosea. (Bertol.) Bertero ex A.DC, especies seleccionadas por su interés en proyectos forestales de protección, comerciales y agroforestales en Santander, Colombia. Este tipo de enfoque y estudio no ha sido abordado anteriormente en el país para sectores como el forestal, donde el uso de sustratos en ocasiones se ha estandarizado sin el conocimiento de sus propiedades físicas.
MATERIALES Y MÉTODOS
El estudio se realizó en la Universidad Industrial de Santander con sede en Málaga, Santander – Colombia. El municipio presenta una precipitación promedio anual de 1400 mm, ubicado sobre los 2220 m s.n.m y una temperatura media de 15°C a 17°C. El ensayo se ubicó en las instalaciones del vivero forestal localizado a N 6°42'23.78" W 72°43'41.99" como se observa en la Figura 1.
La siembra en germinadores se realizó el 1 de marzo de 2024, y transcurridos 33 días finalizó la germinación de las dos especies forestales. El trasplante se llevó a cabo el 3 de abril cuando las plántulas alcanzaron 2 cm de altura, a bolsas de polietileno de 25 cm x 30 cm, calibre 1,5 mm con fuelle. La altura se midió desde el cuello de la plántula, hasta la yema terminal con un calibrador pie de rey. En el caso del número de foliolos, los datos se obtuvieron por conteo directo en cada plántula. Los registros se tomaron a partir del 10 de abril, cada ocho días, hasta el 31 de agosto de 2024. El material vegetal no fue fertilizado durante el estudio, y permaneció en condiciones controladas de vivero, con riegos cada dos días, control de malezas y luminosidad del 45%. La distribución porcentual de los materiales empleados en cada uno de los sustratos se detalla en la Tabla 1.
La evaluación de sustratos se realizó en las especies Alnus jorullensis y Tabebuia rosea, seleccionadas por su adaptabilidad y uso frecuente en proyectos de compensación forestal en la región Andina de Colombia. El ensayo se estructuró en un diseño de bloques al azar con dos repeticiones, cada una con 22 unidades de medición (plantines), técnica sugerida para estudios de ciencias agrarias por Almeida (2021), que permitió el análisis de la varianza de los tratamientos, reflejada en la respuesta al desarrollo en altura y número de foliolos de las plántulas en las dos especies forestales por sustrato.
Se determinaron seis propiedades físicas a los sustratos evaluados Tabla 2. Los valores de cada una de esas propiedades fueron determinados en dos momentos: uno al iniciar el embolsado, donde se tomaron 24 muestras por tratamiento con 12 muestras por especie, y otro al finalizar el ensayo, con igual número de réplicas.
ANÁLISIS ESTADÍSTICO
Para la caracterización de propiedades físicas de los sustratos y análisis de altura, se validaron los supuestos de normalidad mediante la prueba de Shapiro-Wilk, seguido de un ANOVA de un factor (con p<0.05). La prueba de Tukey se empleó para identificar similitudes o diferencias en los sustratos evaluados, y la respuesta de la altura a estos. El número de foliolos se analizó de forma descriptiva, y finalmente se realizó prueba de correlación de Pearson; para establecer relaciones entre la altura y las propiedades físicas del sustrato.
RESULTADOS
CARACTERIZACIÓN FÍSICA DE LOS SUSTRATOS EVALUADOS
La prueba de Tukey revelo diferencias en las propiedades físicas de los sustratos evaluados. La densidad aparente (Da), fue diferente en los sustratos T0 y T1. La Humedad mostró diferencias en T0 y T3, y respecto de la densidad real (Dr), se presentó igualdad solo en T1 y T3. Para el caso de la porosidad total (Pt) las diferencias se dieron entre T0, T1, T3 y T4. Finalmente, las fracciones de arena (A) Limo (L) y Arcilla (Ar), presentaron diferencias en las seis alternativas de sustratos como lo indica la Tabla 3.
RESPUESTA EN VARIABLES DE CRECIMIENTO DE LAS DOS ESPECIES EN LOS SUSTRATOS EVALUADOS
Altura
La respuesta de plantines forestales en altura respecto a los sustratos evaluados, fue diferente según las medias observadas (p<0.05). No obstante, el análisis por grupos en las dos especies reveló algunas similitudes entre sustratos. En Alnus jorullensis, un 66% de los sustratos según la prueba de Tukey indicaron igualdad. Pero, la respuesta general en altura para las mezclas conformadas, no supero 1 cm, y solo el tratamiento de suelo local molido, duplico el valor de referencia durante el periodo de evaluación. Los resultados en altura para Tabebuia rosea, fueron superiores en el 50% de los sustratos evaluados, que incluían, mezclas conformadas por materiales orgánicos. No obstante, esta especie mostró una respuesta entre cuatro a cinco veces mayor en dos tratamientos (T0 y T2), aspecto diferenciador comparado con Alnus jorullensis donde el patrón de altura a pesar de la variabilidad fue más homogéneo como se muestra en la Figura 2.
Desarrollo foliar
La respuesta del número de hojas en los sustratos, no presentó mayor grado de variación durante el estudio. Sin embargo, el comportamiento de la variable fue diferente para las dos especies. Para Alnus jorullensis, el sustrato control mostró la mejor respuesta respecto de la presencia de hojas. Este fue el único sustrato donde el 38% y 5% los plantines desarrollaron más de dos y tres pares de hojas respectivamente, sin registros de alteraciones en su forma natural. A pesar de ello, algunos sustratos conformados con mezclas adicionales al suelo local molido, desarrollaron tres pares de hojas, aunque esta respuesta no supero el 17% de los plantines. En Tabebuia rosea el desarrollo foliar fue superior. Para esta especie el sustrato control presentó comportamiento similar a A. jorullensis, pero T2 alcanzó el mayor grado de desarrollo foliar con un 46% de los plantines con tres pares de hojas y el 17% con cuatro. El sustrato T3 en T. rosea, no obtuvo valores mayores a dos pares de hojas, y las restantes alternativas evaluadas fueron similares respecto de las frecuencias de pares de hojas; donde un 80% de plantines desarrollo dos pares, y el 17% tres pares Figura 3.
RELACIONES ENTRE LOS ATRIBUTOS FÍSICOS Y ALTURA DE PLANTINES
La prueba de Pearson para Alnus jorullensis mostró relaciones positivas entre altura - limo, y altura - densidad aparente, cuyos valores de correlación fueron 0,93 y 0,69 clasificadas como fuertes. El porcentaje de arena y la densidad real, también presentaron una relación alta de correspondencia; en este caso inversa con la altura de -0.92 y -0.67 respectivamente. En Tabebuia rosea los atributos físicos, mostraron menos pares correlacionados. En este caso, la humedad y porcentaje de la fracción de tamaño correspondiente a limos del sustrato, incidieron de forma moderada y positiva en la altura, contrario al porcentaje de arena donde también se presentó relación inversa Figura 4.
DISCUSIÓN
Los resultados obtenidos sobre las características físicas de los sustratos conformados, concuerda con estudios de Ilbay (2012), para quien la textura y composición física del sustrato son aspectos relevantes en la propagación de material vegetal. No obstante, Bannister et al. (2022) reportan una tendencia mayor de los viveristas hacia los análisis químicos de sustratos. El análisis de propiedades físicas en los sustratos evaluados, reveló diferencias en Da, Pt, H, Dr y las fracciones de A, L, Ar. Al respecto, estudios de Barbaro y Karlanián, (2020), Mixquititla-Casbis et al. (2022) y Barbaro, (2023), concuerdan con los resultados para Da, Pt, y Dr, sin embargo, fueron propiedades evaluadas en especies no forestales, y sustratos conformados a partir de mezclas orgánicas como turbas, condiciones que difieren del presente estudio. El contenido de humedad fue mayor en T4, que contenía un 70% de materiales orgánicos, información similar reportada por Saldaña et al. (2018) quienes obtuvieron mayores porcentajes de retención de humedad en sustratos conformados con fracciones superiores al 50% materiales orgánicos.
La mayor altura para A. jorullensis fue de 4.5 cm, obtenida en la alternativa de sustrato que no incluía materiales adicionales al suelo local. En cambio, T. rosea registro valores entre 8 a 10 cm en T0 y T2, control y mezcla conformada por aserrín, residuo de carbón y caprinaza. Con relación a esto, Valenzuela et al. (2014) reportan mayores incrementos en altura en sustratos cuya base de mezcla son materiales orgánicos, esto, en ensayos realizados para la producción de plantines de especies agrícolas en condiciones de invernadero, y bajo dosis reguladas de fertilización. Resultados que coinciden respecto del sustrato T2 para T. rosea, y difieren para A. jorullensis, sin embargo, la no fertilización durante el estudio pudo ser otro factor diferenciador para la respuesta obtenida en altura.
Respecto al desarrollo foliar, la literatura consultada no reporta número de foliolos como variable específica de análisis. Sin embargo, los ensayos revisados abordan este aspecto desde la biomasa foliar, por tanto, fue asumido para esta discusión como similar. Las informaciones acá reportadas revelan una mayor cantidad de foliolos, en los sustratos donde la altura en las dos especies forestales igualmente fue superior. Sánchez Quintero (2017), empleó mezclas similares para evaluar el desarrollo de Carinianapyriformis, y concluyen que los sustratos con fracciones del 20% en residuos vegetales, y suelo natural no mayor al 60%; generan mejores respuestas en desarrollo foliar. En este mismo sentido, Bannister et al. (2022) reportan mejores resultados en sustratos, cuyas fracciones de suelo natural son del 50%, informaciones que concuerdan con en el presente estudio en T2 para T. rosea. Contrario a esto, estudios de Costa et al. (2011) en Tamarindus indica, concluyen que sustratos con 80% de suelo y 20% de materiales orgánicos, son ideales para el desarrollo de plantines en vivero, contexto que difiere de los obtenidos para las dos especies forestales evaluadas. Por último, Quintero et al. (2012) reconocen que la conformación del sustrato; es un aspecto clave para el crecimiento de plántulas en vivero, sin embargo, estos autores difieren del uso de cascarilla de arroz en sustratos, por generar problemas de patógenos durante los ensayos en vivero, situación no reportada en el presente estudio en las alternativas empleadas.
Las relaciones entre las variables analizadas, confirman la incidencia de la física del sustrato en el crecimiento de las especies forestales en etapa de vivero. Negreros et al. (2016) identificaron en los limos, un separado del sustrato relevante para el crecimiento de plantines cedro, caoba y roble, reporte que concuerda con los valores de correlación entre altura y limo reportados para A. jorullensis (0.93) y T. rosea (0.66). Acosta (2019), Domínguez-Lievano et al. (2021) en estudios con Quercus humboltii. Bonpl, y otras especies de interés forestales; informan sobre correlaciones positivas entre densidad aparente, densidad real y porosidad total con el crecimiento de plantines. Circunstancia similar se presentó solo en A. jorullensis, respecto de la densidad aparente (0.69), y contrario para la densidad real y porosidad total, cuyas correlaciones indicaron influencias débiles e inversas respecto de la altura como variable de crecimiento en las dos especies. En tal sentido, Espinosa, (2018) y Guigues, (2019) indican que esta relación para el caso de la porosidad total, pueda estar asociada a los materiales empleados.
Finalmente, respecto de la humedad Guigues (2019), reconoce su influencia en el crecimiento, al permitir que la interfaz sustrato rizosfera presente equilibrios físicos y químicos necesarios en la fisiología de los individuos propagados, situación que solo fue similar en T. rosea donde esta variable se correlaciono de forma moderada con la altura.
CONCLUSIONES
La producción de plantines forestales de calidad, es posible cuando se dispone de sustratos de crecimiento que promuevan el desarrollo y crecimiento de las especies durante las etapas de vivero. Los sustratos conformados, requieren ser estudiados no solo en los aspectos nutricionales, al contrario, el abordaje de las propiedades físicas permite a los viveristas alcanzar optimas metas de producción. Las diferencias aportadas en valores de Da, Dr, Pt, H, A, L y Ar, corroboran la influencia del material en las propiedades físicas, un aspecto de la silvicultura hasta ahora no tratado para la zona de estudio ni las especies forestales seleccionadas.
El análisis de la altura en plantines forestales, y otras especies de plantas, es frecuente como variable indicadora del buen desarrollo y crecimiento en viveros. Esta investigación, demuestra inicialmente que los protocolos donde se emplea el mismo sustrato, causan no homogeneidad de la variable como se mostró en A. jorullensis y T. rosea, aun sobre condiciones ambientales y de vivero iguales. Y un segundo aspecto referente A. jorullensis, sobre el no uso de componentes orgánicos en el sustrato para alcanzar mayores valores en altura, resultado que establece un nuevo referente técnico para ser tenido en cuenta en viveros locales de la zona de estudio, y que puede ser validado para otras regiones en Latinoamérica. El conteo de foliolos, no es una variable empleada en estudios de plantines en viveros, a pesar de ello, los datos aportados por la investigación validan su inclusión para analizar el desarrollo y crecimiento de especies forestales en vivero, por tanto, se sugiere integrarla en los protocolos de producción y futuras investigaciones.
Las relaciones entre propiedades físicas y el crecimiento en altura, corroboran la importancia del estudio y comprensión de los materiales en cada sustrato empleado para la producción de plantines. En tal sentido, la presencia de limos en suelos locales que integran sustratos, incide sobre el desarrollo en altura de plantines un aspecto fundamental durante el ciclo de producción. Las informaciones que aporta el estudio, son línea base para continuar con este enfoque de análisis físico de los sustratos de crecimiento en el sector forestal en Latinoamérica. De esta forma, la producción de materia vegetal se puede realizar, bajo lineamientos técnicos específicos para especies o grupos de especies, cuyo destino de establecimiento son los diferentes proyectos forestales; un escenario que adquiere relevancia para propietarios y administradores de viveros en procesos de certificación, a quienes estos resultados les permiten definir protocolos para una producción sostenible y de calidad en beneficio de la silvicultura, la reforestación y la restauración ecológica.
Agradecimientos
Los autores agradecen al programa de ingeniería forestal de la UIS, por el aporte de insumos e instalaciones necesarios para desarrollo de la investigación, y a los estudiantes del curso viveros y plantaciones forestales semestre 2024 A, por el apoyo durante el montaje del ensayo.
Contribución de los autores
Referencias
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Referencias
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