ISSN 1405-1915 INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES FORESTALES, AGRICOLAS Y PECUARIAS CENTRO DE INVESTIGACION REGIONAL DEL NORESTE CAMPO EXPERIMENTAL SALTILLO CALIDAD DE PLANTA EN VIVERO Y PRACTICAS QUE INFLUYEN EN SU PRODUCCION RECONOCIMIENTO El Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias agradece al Sistema de Investigación Regional “Alfonso Reyes” (CONACYT) el financiamiento del Proyecto No. 980606001 “Estudio del comportamiento en campo para algunas coníferas destinadas a reforestación en el noreste de México”, así como el apoyo y las aportaciones complementarias a la Fundación Produce Coahuila, A. C. Folleto Técnico Núm. 12 Mayo 2004 México SECRETARIA DE AGRICULTURA, GANADERIA, DESARROLLO RURAL, PESCA Y ALIMENTACIÓN C. JAVIER BERNARDO USABIAGA ARROYO Secretario Ph. D. ING. FRANCISCO LOPEZ TOSTADO Subsecretario de Agricultura y Ganadería ING. ANTONIO RUIZ GARCIA Subsecretario de Desarrollo Rural GOBIERNO DEL ESTADO DE COAHUILA LIC. ENRIQUE MARTINEZ Y MARTINEZ Gobernador Constitucional del Estado M. V. Z. ENRIQUE SALINAS AGUILERA Secretario de Fomento Agropecuario ING. JOSE LUIS NAVA MEJIA Director del Servicio Estatal Forestal LIC. JUAN CARLOS CORTES GARCIA Subsecretario de Planeación DELEGACION ESTATAL DE LA SAGARPA C. JERONIMO RAMOS SAENZ Subsecretario de Pesca M. V. Z. JOSE JUAN CANTU GARCIA Delegado en Coahuila INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES FORESTALES, AGRICOLAS Y PECUARIAS Ph. D. JESUS MONCADA DE LA FUENTE Director General Ph. D. RAMON A. MARTINEZ PARRA Coordinador General de Investigación y Desarrollo Ph. D. SEBASTIAN ACOSTA NUÑEZ Director General de Investigación Agrícola Ph. D. CARLOS A. VEGA Y MURGUIA Director General de Investigación Pecuaria Ph. D. HUGO RAMIREZ MALDONADO Director General de Investigación Forestal Ph. D. EDGAR RENDON POBLETE Director General de Transferencia de Productos y Servicios Ph. D. DAVID MORENO RICO Director General de Administración CENTRO DE INVESTIGACION REGIONAL DEL NORESTE Ph. D. LUIS ANGEL RODRIGUEZ DEL BOSQUE Director Regional Ph. D. JORGE ELIZONDO BARRON Director de Investigación C. P. MANUEL A. ORTEGA VIEYRA Director de Administración M. C. GUSTAVO J. LARA GUAJARDO Director de Coordinación y Vinculación en Coahuila Dr. SERGIO J. GARCIA GARZA Jefe del Campo Experimental Saltillo FUNDACION PRODUCE COAHUILA, A. C. M. Sc. IGNACIO A. GONZALEZ CEPEDA Presidente ING. SERGIO BERLANGA VALDEZ Vicepresidente ING. JOSE ANTONIO CEPEDA RUMAYOR Tesorero En el proceso editorial de esta publicación colaboraron: Supervisión Técnica y Editorial: M. C. Gustavo J. Lara Guajardo Ph. D. Valdemar González Reyna M. C. Carlos Ríos Quiroz M. C. Antonio Cano Pineda Ph. D. Enrique Rodríguez Campos Ph. D. Jorge Elizondo Barrón Captura Computacional: M. C. Antonio Cano Pineda CALIDAD DE PLANTA EN VIVERO Y PRACTICAS QUE INFLUYEN EN SU PRODUCCION Edición : M. C. Carlos Ríos Quiroz M. C. Humberto Gámez Torres MAYOR INFORMACION INIFAP Campo Experimental Saltillo Blvd. Vito Alessio Robles No. 2565 Col. Nazario S. Ortiz Garza Saltillo, 25100, Coah. Tel. (01 844) 4 16 20 25 Fax (01 844) 4 39 19 01 Dirección de Coordinación y Vinculación del INIFAP-Coahuila Blvd. Vito Alessio Robles No. 2565 Col. Nazario S. Ortiz Garza Saltillo, 25100, Coah. Tel /Fax: (01 844) 4 39 24 36 E-mail: larasal@terra.com.mx M. C. Antonio Cano Pineda Investigador de Recursos Forestales Maderables del Campo Experimental Saltillo Dr. Víctor M. Cetina Alcalá Profesor-Investigador del IRENATColegio de Postgraduados Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias Centro de Investigación Regional del Noreste Campo Experimental Saltillo México Mayo 2004 CALIDAD DE PLANTA EN VIVERO Y PRACTICAS QUE INFLUYEN EN SU PRODUCCION No está permitida la reproducción total o parcial de este folleto, ni la transmisión de ninguna forma o por cualquier medio, ya sea electrónico, mecánico, fotocopia, registro u otros medios, sin el permiso previo y por escrito de los titulares del derecho de autor. Derechos reservados © 2004. Instituto Nacional Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias. Serapio Rendón No. 83 Col. San Rafael Del. Cuauhtémoc 06470 México, D. F. Tel. (01 55) 51 40 16 00 de Primera edición Impreso en México Tiraje: 500 ejemplares No. de Registro INIFAP /CIRNE /F-18 ISSN 1405-1915 Esta obra se terminó de imprimir en Mayo de 2004 en los talleres de: Artes Gráficas Integradas, S. A. de C. V. Reforma 1540 pte. Monterrey, 64000 N. L. Tel. (01 81) 83 75 18 01 con 12 líneas Fax (01 81) 83 74 49 30 Thompson, B. E. 1985. Seedling morphological evaluation- What you can tell by looking. In: Evaluating seedling quality: principles, procedures and predictive abilities of major tests (M. L. Duryea, ed.). For. Res. Lab., Oregon State Univ. Corvallis, Oregon, USA. pp. 59-71. Van den Driessche, R. 1963. Nursery experiments with Douglas fir. Commonwealth Forestry Review 42 (3): 242-254. Vargas, H.J.J. 1996. Fisiología y calidad de planta en vivero. Manuscrito no publicado. 44 p. Vera C., J. A. G. 1986. Estudio de algunos factores que influyen en la producción de Pinus montezumae en vivero. Tesis de maestría. Colegio de Postgraduados. Chapingo, Méx. 141p. Vera-Castillo J. A. G. 1995. The influence of antidesiccants of field performance and physiology of 2+0 ponderosa pine (Pinus ponderosae Dougl.) seedlings. Ph. D. Thesis. Oregon State University. 134 p. Zobel, B. J.; R. E. Goddard and F. C. Cech. 1957. Outstanding nursery seedlings. Texas Forest Serv., College Station. Res. Note No. 18. 14 p. Folleto Técnico Núm. 12, Mayo 2004 CAMPO EXPERIMENTAL SALTILLO Blvd. Vito Alessio Robles No. 2565 Col. Nazario S. Ortiz Garza Saltillo, 25100, Coah. Tel. (01 844) 4 16 20 25 Fax (01 844) 4 39 19 01 La cita correcta de este folleto es: Cano P., A. y Cetina A., V. M. 2004. Calidad de planta en vivero y prácticas que influyen en su producción. INIFAP-CIRNE. Campo Experimental Saltillo. Folleto Técnico Núm. 12. Coahuila, México. 24 p. 24 Ritchie, G. A. 1984. Assesing seedling quality. In: Duryea M. L. and T.D. Landis (eds.). Forest nursery manual: production of bareroot seedlings. Martinus Nijhoff/Dr W. Junk Publishers. 243-259. Rowan, S. J. 1983. Loss of feeder roots lowers seedling survival more than severe black root rot. Tree Planters’ Notes 34: 18-20. CONTENIDO 1 4 MANEJO EN VIVERO Y SU IMPACTO EN LA CALIDAD DE PLANTA 2.1 Ubicación del vivero 2.2 Envases (contenedores) 2.3 Sustratos de crecimiento 2.4 Siembra 2.5 Riego 2.6 Fertilización 2.7 Podas 2.8 Micorrización 2.9 Factores ambientales CRITERIOS DE CALIDAD DE PLANTA 3.1 Atributos materiales Criterios morfológicos Altura Diámetro Arquitectura de la raíz Arquitectura del tallo Peso o biomasa total Indices morfológicos Relación parte aérea / raíz Indice de esbeltez Indice de calidad de Dixon 3.1.1 Relaciones hídricas 3.1.2 Carbohidratos 3.1.3 Estado de la yema terminal 3.2 Atributos de respuesta Prueba de potencial de crecimiento de 3.2.1 la raíz Prueba de resistencia a estrés 3.2.2 (tolerancia a la deshidratación) CONCLUSIONES 5 LITERATURA CITADA 2 Rowan, S, J. 1986. Seedbed density affects performance of slash and loblolly pine in Georgia. In: South, D.B. (ed.). International symposium of nursery management practices for the southern pines. Alabama Agric. Exp. Sta., Auburn University. Auburn, Alabama, USA. p. 28. Show, S. B. 1930. Forest nursery and planting practice in the California pine region. U.S. Dep. Agric., Washington D.C. circular 92. 3 South, D.B. and J.G. Mexal. 1984. Growing the “best” seedling for reforestation success. Southern Forest Nursery Management Cooperative, Auburn, Ala. Rep. No. 6. 25 p. Sutton, R. F. 1980. Planting stock quality, root growth capacity and field performance of tree boreal conifers. N. Z. Jour. For. Sci. 10: 54-71. Stone, E.C. 1955. Poor survival and the physiological condition of planting stock. For. Sci. 1: 90-94. Thompson, B. E. 1984. Establishing a vigourus nursery crop: bed preparation, seed sowing and early seedling growth. In: Duryea M. L. and T. D. Landis (eds.). Forest nursery manual: Production of Bareroot Seedlings. Martinus Nihof/Dr. W. Junk Publishers. pp: 41-49. 23 INTRODUCCIÓN Pág. 1 2 3 3 4 5 6 7 7 8 9 10 11 11 11 11 12 12 12 13 13 13 14 14 15 16 16 16 17 18 19 CALIDAD DE PLANTA EN VIVERO Y PRACTICAS QUE INFLUYEN EN SU PRODUCCION Antonio Cano Pineda1 Víctor M. Cetina Alcalá2 INTRODUCCION La reforestación es un importante componente del manejo silvícola. En algunas ocasiones, la repoblación natural puede ser suficiente para el mantenimiento y conservación de los recursos forestales originales. Otras veces, sin embargo, es necesario el uso de la repoblación artificial para lograr tales propósitos. Esta última puede realizarse mediante siembra directa de semillas, o mediante el establecimiento en campo de plántulas o propágulos vegetativos producidos en vivero. El deterioro ambiental en los recursos del país durante los últimos años ha promovido el interés en el establecimiento de plantaciones forestales con fines de protección o restauración ecológica, o con fines de producción comercial. Por tal motivo, en la última década se ha aumentado considerablemente en nuestro país la producción de planta con diferentes propósitos, a fin de cumplir con programas de restauración y reforestación urbana. Los errores cometidos en el pasado en los programas de reforestación, han ocasionado que muchos de los recursos técnicos y económicos invertidos en ellos no generen los resultados esperados, ya sea porque los materiales vegetales utilizados no fueron los adecuados, porque las condiciones del sitio fueron desfavorables, o porque el manejo de las plantas durante el proceso de su preparación en vivero, así como el proceso de transporte 1 2 M. C. Investigador del C. E. Saltillo CIRNE-INIFAP. Dr. Profesor - Investigador IRENAT-CP. Morby, F. E. 1982. Irrigation regimes in a bareroot-nursery. In: Proc. 1981 Intermountain pp. 55-59. Nurserymen’s Assoc. Meeting. Edmonton, Canada. Inf. Rep. NOR-X-241. pp. 55-59. Mullin, R. E., and J. Swaton. 1972. A grading study whit white spruce nursery stock. For. Rev. 51(1):62-69. Nobel, P. S. 1991. Physicochemical and enviromental plan physiology. Academic Press, Inc. New York. 635 p. Omi, S. K.; R. Rose and T. E. Sabin. 1994. Fall lifting and long-term freezer storage of ponderosa pine seedlings: effects on starch, root grow, and field performance. Can. J. For. Res. 24: 624-637. Peñuelas R. y B. L. Ocaña. 1996. Cultivo de plantas forestales en contenedor. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. Mundi-prensa. Madrid, España. 190 p. Prieto R., J. A.; G. Vera y E. Merlín. 1999. Factores que influyen en la calidad de brinzales y criterios para su evaluación en vivero. Folleto técnico núm.12. CIRNOC-INIFAP. México. Radwan, M. A.; G. L. Crouch and H. S. Word. 1971. Nursery fertilization of Douglas-fir seedling with different forms of nitrogen. U.S.D.A. Forest Service. Pacific NW Forest and Range Exp. Sta., Res. Paper PNW-113. 8 P. Richards, S. J.; J. E. Warnke and F. K. Aijibury. 1964. Physical properties of soil mixes used by nurseries. Calif. Agric. 18(5):12-13. Ritchie, G. A. and J. R. Dunlap. 1980. Root grow potential: its development and expression in forest tree seedlings. N. Z. Jour. For. Sci. 10:218-248. 22 Lavender, D. P. 1985. Bud dormancy. In: Evaluating seedling quality: principles, procedures and predictive abilities of major tests. (M. L. Duryea, ed.). For. Res. Lab., Oregon State University, Corvallis, Oregon, U.S.A. pp: 7-15. Levitt, J. 1980. Responses of plants to enviromental stresses. 2nd ed. Vol. 1. Chilling, freezing and high temperature stresses. Academic Press, New York, USA. 477 p. Lopushinsky, W. 1990. Seedling moisture status.In: Rose, R.; S. J. Campbell, and T.D. Landis (Eds.) Target Seedling Symposium: Proceedings, Combined Meeting of the Western Forest Nursery Associations. General Technical Report. RM-200. pp. 123-138. USDA, Forest Service. Marx, D. H. and L. E. Cordell. 1984. Bayleton effects on pine seedling ectomicorrhizal development. Proceedings of the Southern Nurserymens’ Conference 1984. pp 53-59. Marx, D.H. and W. Bell. 1985. Formation of pisolithus ectomycorrhizae on Loblolly pine seedlings with spore pellet inoculum applied at different times. Res Note SE-249. Ashville, N. C. USDA. Forest Service. Southeastern Forest Experiment Station. 6 p. In: Landis T.D.; R.W. Tinus; S. E. McDonald & J.P. Barnet. 1985. The biological component: Nursery pests and micorrhizae, Vol. 5, The container tree nursery manual. Agric. Handbook. 674. Washington, D.C. U.S. Department of Agriculture, Forest Service. 171 p. al sitio de plantación y los procedimientos de plantación no fueron los apropiados; finalmente, la condición fisiológica de la planta puede ser mala debido a que las prácticas durante la etapa de vivero no fueron las correctas. En México, el control de la calidad de planta durante la etapa de vivero, es una práctica que no se realiza; ello denota una falta de atención de los sistemas de producción, en este aspecto tan importante. Resultado de lo anterior es el uso de plantas para reforestación en un estado físico y morfológico heterogéneo, que se traduce en una alta mortalidad de plantas en el campo. Dada la importancia de la producción de planta en el país y, tomando en cuenta que en la mayoría de los viveros no se consideran algunos aspectos técnicos importantes para la producción de planta de calidad, el presente documento pretende dar a conocer algunos aspectos importantes del manejo en vivero y su impacto en la calidad de la planta, así como los criterios utilizados para su evaluación. 2.- MANEJO EN VIVERO Y SU IMPACTO EN LA CALIDAD DE PLANTA En términos generales, la calidad de planta incluye los rasgos morfológicos y fisiológicos que pueden ser cuantitativamente eslabonados al éxito de la reforestación (Duryea y Landis, 1984). Así, el concepto de calidad involucra varias características que actúan en forma conjunta para lograr una respuesta esperada en campo. Mexal, J. P., and J.T. Fisher. 1984. Pruning Loblolly pine seedlings. In: Lantz, C. W. (ed.). Proc. Southern Nursery Conference. U.S.D.A Forest Service. Tech. Publ. SA-TP 17. pp 75-83. En los viveros la apariencia física de las plantas (fenotipo), depende del genotipo y el ambiente del vivero en el cual éstas fueron producidas. Así, se tiene que un mismo lote de semilla, producido en diferentes viveros, puede ser visiblemente diferente, tanto morfológica como fisiológicamente. 21 2 Esta respuesta es llamada efecto de vivero (Landis, et al., 1994), y es un ejemplo de la huella ambiental por la cual las plantas son influenciadas, tanto por las condiciones del sitio en que se ubica el vivero, como por las prácticas culturales que se aplican en éste. Duryea, M. L. and T. D. Landis. 1984. Forest nursery manual. Production of Bareroot Seedlings. Martinus Nijhoff/Dr W. Junk Publishers. Forest Research Laboratory, Oregon State University, Corvallis. Oregon USA. 385 p. 2.1 Ubicación del vivero Haase, D. L. and R. Rose. 1993. Soil moisture stress induces transplant shock in stored and unstored 2+0 Douglas-fir seedlings of varying root volumes. For. Sci. 39:275-294. Una vez que se ha decidido construir un vivero, uno de los aspectos más importantes a considerar es el sitio en que éste se deberá de ubicar. Viveros que producirán plantas en envases (contenedores), serán menos restrictivos que aquellos en que se decida producir plantas a raíz desnuda; no obstante, la potencial modificación del ambiente en los primeros, incrementará los costos de desarrollo y operación, dependiendo del grado de modificación. Los criterios biológicos de selección del sitio son muy importantes, pero el desarrollo potencial del vivero deberá de considerar la realidad económica. Debe de considerarse que el objetivo de cualquier vivero es modificar el ambiente natural (control de humedad, temperatura y luz, principalmente) para que las plantas puedan producirse en forma rápida, eficiente y económica. Hatchell, G. E. 1986. Nursery cultural practices, seedling morphology, and field performance of longleaf pine: In: Proc. 4th Bien. South. Silv Res. Conf. USDA S.S. Gen. Tech. Rep. SE-42. pp. 61-66. Johnson, J. D. and M. L. Cline. 1991. Seedling quality of southern pines. In: Duryea M. L. and P. M. Dougherty (eds.) Forest Regeneration Manual. Kluwer Academic Publishers. pp. 143-159. Joly, R. J. 1985. Techniques for determining seedling water status and their efectiveness in assesing M. L. (eds). Evaluating stress. In: Duryea, seedling quality: Principles, procedures and predictive abilities of mayor tests. For. Res. Lab. Oregon State University, Corvallis, Oregon, USA. pp:17-28. 2.2 Envases (contenedores) La principal función del envase es proveer, en una pequeña cavidad, un medio de crecimiento, el cual, a su vez, provee a la raíz de las plántulas, aire, agua, nutrientes minerales y un soporte físico mientras las plantas se encuentran en el vivero; la mayoría de los envases están diseñados para fomentar una buena forma del sistema radical, ya que la supervivencia en campo depende de la habilidad de la raíz para regenerar nuevas raíces rápidamente. El mejor envase a utilizar dependerá del sistema de producción (tecnificado o tradicional), así 3 Kramer, P.J. and T. Kozlowski.1979. Physiology of Woody Plants. Academic Press. New York, U.S.A. 811 p. Krasowski, M. J. and J. N. Owens. 1994. The use of mitotic index in seedlings assessments. Can. J. For. Res. 24:2222-2234. Landis, T. D.; R. W. Tinus; S. E. McDonald and J. P. Barnet. 1994. Nursery planning, development and management. Vol. 1, The container tree nursery manual. Agric. Handbook 674. Washington, D.C. U.S.D.A. Forest Service. 188 p. 20 5. LITERATURA CITADA Anstey, C. 1971. Survival and growth of 1/10 radiata pine seedling. N.Z.J. For. 16 (1):77-81. Barnett, J.P. 1990. Effects of morphological grade on field performance of container-grown southern pine biennial southern seedlings. In: Proc. 6th silvicultural research conference S. S. Coleman and D.G. Neary, Cops. USDA For. Serv. Southeast. For. Exp. Sta. Gen. Tech. Rep. 70. pp. 94-99. Blake, J.I.; L.D. Teeter and D. B. South. 1989. Analysis of the economic benefits for increasing uniformity in Douglas-fir nursery stock: In: Mason W. L.; J. D. Deans and S. Thompson (eds). Producing Uniform Conifer planting stock. Forestry Suppl. Vol. 62:251262. Burdett, A. N. 1979. New methods for measuring root growth capacity: their value in assesing lodgepole pine stock quality. Can. J. For. Res. 9:63-67. Cano P., A. 1998. Tamaño y calidad de planta de Pinus greggii Engelm. en dos sistemas de producción en vivero. Tesis de Maestría en Ciencias. Colegio de Postgraduados, Montecillos, México. 83 p. Cetina A., V. M. 1997. Tres tipos de manejo en vivero de Pinus greggii Engelm. y su efecto en la calidad de planta. Tesis Doctoral. Colegio de Postgraduados, Montecillos, México. 73 p. Dixon, A.; A. L. Leaf and J. F. Hosner. 1960. Quality appraisal of white spruce and red and white pine in nurseries. For. Chron. 36 (3):237-241. como de consideraciones de tipo biológico (tamaño de la semilla, tamaño de la planta al transplante, condiciones del sitio de plantación) y de tipo económico (costo inicial, disponibilidad en tipo y cantidad y espacio de crecimiento en el vivero). En México se puede producir planta en bolsa negra de polietileno (sistema tradicional) calibre 400 de tamaño variable (4.5 a 7 cm de diámetro y de 15 a 25 cm de largo) con capacidad de 230 a 800 cm3 de sustrato. En el sistema tecnificado de producción, se pueden usar contenedores rígidos de plástico de alta o baja densidad, de poliestireno y de celulosa, con capacidades que varían desde 65 hasta 350 cm3. Por ahora no puede abandonarse el uso de uno u otro sistema de producción, por lo que las mencionadas consideraciones, y el uso de prácticas culturales apropiadas para ellos, contribuirán a la producción de plantas con un nivel de calidad aceptable. 2.3 Sustratos de crecimiento Muchos materiales, tales como arena, composta, turba, vermiculita, suelo de monte y algunos materiales sintéticos, pueden ser usados como medio o sustrato de crecimiento. Un buen sustrato debe tener las siguientes características (Richards, et al., 1964 y Landis, et al., 1994): - Debe ser suficientemente firme para mantener a la semilla dentro de la cavidad durante la germinación y enraizamiento. El volumen debe ser constante, tanto húmedo como seco. - Debe tener suficiente retención de humedad (25 a 55%) para evitar riegos muy frecuentes. Duryea, M. L. and D. P. Lavender. 1982. Water relations, growth and survival of root wrenched Douglas-fir seedlings. Can. J. For Res. 12:545-555. 19 4 - Debe ser suficientemente poroso, para que el exceso de agua drene, permitiendo una adecuada aireación (60 a 80% de porosidad total y 25 a 35% de porosidad de aireación son recomendables). - Deberá de estar libre de plagas y enfermedades y de semillas de maleza. - Es necesario un bajo nivel de salinidad (pH entre 5.0 y 7.0). - Debe de poseer una adecuada capacidad intercambio catiónico (120 a 170 meq/100 g). de Los sistemas tecnificados de producción de planta utilizan comúnmente como sustratos mezclas de materiales orgánicos (turba) e inorgánicos (vermiculita y agrolita) en proporciones de 2:1 y 3:1 (turba y vermiculita, respectivamente) o 55% turba, 24% vermiculita y 21% agrolita. En el sistema tradicional, la mezcla del sustrato depende de la disponibilidad de materiales, como tierra de monte, que regularmente se agrega en mayor proporción (entre 80 y 90%), arena, limo o, incluso, corteza molida. 2.4 Siembra CONCLUSIONES • Para cada sitio particular de plantación, el viverista deberá de considerar, además de la especie, las características morfológicas y fisiológicas que le permitan a las plántulas una alta probabilidad de establecimiento en campo. • Se sugiere el seguimiento y monitoreo de la plantación, a fin de determinar las características de las plantas “tipo” que deben producirse para cada condición de plantación. • Es importante monitorear el desarrollo de los lotes de plantación durante todo el proceso de producción para detectar y, en su caso, corregir las prácticas culturales que conduzcan a la producción de lotes de plantación física y morfológicamente homogéneos. • Debe de regionalizarse la producción de planta, en función de las necesidades de cada región y de las condiciones particulares de producción en cada vivero. • Antes de su traslado a campo, es conveniente la clasificación de los lotes de plantación por niveles de calidad, para disminuir el riesgo de mortalidad al asignarse a sitios de plantación más favorables. Debe de evaluarse la pureza de la semilla, peso, porcentaje de germinación y vigor para calcular correctamente la proporción de siembra. La tasa de germinación puede verse afectada por la profundidad de siembra (Show, 1930) y, a su vez, ésta puede variar entre especies y viveros (Van den Driessche, 1963). Para algunos viveros de México con sistema tecnificado de producción, la profundidad de siembra varía entre 1.5 y 2 cm (Cano, 1998), y puede recomendarse para su uso. 5 18 los lotes de planta antes de la plantación; esta prueba es sencilla y económica en su implementación y, generalmente, proporciona resultados consistentes. La prueba se basa en el uso del crecimiento de la raíz como una medida del grado fisiológico, ya que una baja supervivencia en campo después de la plantación corresponde a una débil respuesta en las pruebas de PCR (Stone, 1955). En la mayoría de los casos en que se ha utilizado la PCR como criterio de calidad de planta, se ha encontrado una buena correlación con la supervivencia y desempeño posterior en campo (Burdett,1979; Ritchie y Dunlap, 1980; Sutton, 1980 y Cano, 1998) 3.2.2 Prueba de resistencia a estrés (tolerancia a la deshidratación) El término de tolerancia a la tensión o al estrés es utilizado para indicar la capacidad de una planta para sobrevivir a uno o varios factores desfavorables y continuar creciendo y desarrollándose en ese medio (Levitt, 1980). Los principales tipos de estrés a que se someten las plantas en vivero son: a) la deshidratación por un inadecuado suministro de agua o por exceso de calor; b) desecamiento de la raíz en el momento del levantamiento o del transplante; c) daño mecánico aéreo (tallo, hojas) por mal manejo, y d) competencia interespecífica por mal manejo de densidad (Levitt, 1980). La prueba se basa en el supuesto de que es posible la simulación de los diferentes factores de estrés a que se enfrenta la planta durante el período de su establecimiento en el terreno. A pesar de su sencillez, no existe suficiente información sobre su capacidad para predecir el desempeño de la planta en condiciones de campo. Cano (1998), menciona la posibilidad de su aplicación en P. greggii, después del ajuste de la prueba a la especie. 17 Debe de considerarse la época de siembra para evitar problemas, tales como precipitaciones fuertes, heladas, presencia de hongos, ataque de pájaros o roedores, altas temperaturas y sequía. 2.5 Riego El agua es el principal factor limitante del crecimiento en los ecosistemas terrestres, y es uno de los más importantes promotores del crecimiento en viveros e invernaderos; los procesos fisiológicos de las plantas se encuentran directa o indirectamente afectados por el agua, por lo que la cantidad y, especialmente, la calidad de este elemento es muy importante en la operación del vivero. La cantidad de agua necesaria para producir árboles en envases varía dependiendo de varios factores, como el clima, tipo de contenedor, tipo de sistema de riego, características del sustrato y de las plántulas; como estos factores varían de un sitio a otro, el mejor régimen de riego en un vivero puede no serlo para otro. El riego frecuente durante el período activo de crecimiento aumenta la altura y peso seco de la planta (Duryea y Lavender, 1982); sin embargo, demasiada agua durante el verano, provoca un crecimiento continuo que expone a la planta a condiciones desfavorables en presencia de heladas. Por otro lado, niveles severos de estrés hídrico producen plantas pequeñas con tallo corto y bajo peso seco de tallo y raíz, así como un reducido vigor y alta mortalidad (Morby, 1982). Niveles altos o bajos de riego han probado ser negativos en el crecimiento y supervivencia de las plantas, por lo que el problema estriba en determinar niveles “moderados” para cada vivero (Duryea y Landis, 1984). Dependiendo de las condiciones de producción, 1000 plántulas de coníferas (en contenedores de 80 cm3) pueden ser producidas con 70-80 litros de agua por semana. 6 Niveles mínimos del peso total húmedo del contenedor o potenciales hídricos, son criterios usados para establecer la frecuencia de riego. 2.6 Fertilización Más que ninguna otra práctica cultural, con excepción del riego, la fertilización controla tanto la tasa como el tipo de crecimiento en plantas producidas en envases. Una deficiencia nutrimental moderada puede ocasionar un estrés fisiológico de la planta, reduciendo el crecimiento y ocasionando alteraciones en la morfología. Las plántulas con una adecuada nutrición permiten lograr mejor las tallas especificadas para cada especie por los estándares establecidos en cada vivero. El efecto de la fertilización en las plántulas dependerá del tipo, dosis, forma y época de aplicación (Radwan, et al., 1971). Aplicaciones de potasio, por ejemplo, favorecen la resistencia a sequía y a bajas temperaturas, mientras que la aplicación de nitrógeno al final de la estación de crecimiento reduce la tolerancia a heladas (Van den Driessche, 1963). Cualquier factor o práctica cultural puede modificar el impacto de la fertilización sobre la calidad de la planta; esta compleja relación entre condiciones del sitio y otras prácticas culturales hacen de la fertilización una de las decisiones más difíciles de tomar para el manejo de un vivero. El uso de formulaciones comerciales de arranque, crecimiento y finalización, especialmente diseñadas para coníferas, así como fertilizante de lenta liberación (Osmocote 18.6:12, en proporción 5 kg/m3) en el sustrato proporcionan, en general, buenos resultados. 2.7 Podas 3.1.3 Estado de la yema terminal La suspensión en la actividad de los meristemos apicales es un mecanismo que han desarrollado las especies adaptadas a cambios climáticos estacionales, para tolerar condiciones ambientales desfavorables. La latencia de la yema es de gran importancia para la calidad de planta, ya que para producir una planta vigorosa en vivero es necesario que su ciclo estacional de crecimiento esté acoplado a las condiciones ambientales naturales; por otro lado, el proceso de reducción de la actividad meristemática se asocia con un aumento en la tolerancia de la planta al estrés ocasionado por diversos factores, alcanzando la máxima tolerancia durante la etapa de latencia profunda (Lavender, 1985 y Krasowski y Owens, 1994). El viverista deberá de considerar, en la producción de planta para reforestación, el uso de prácticas que favorezcan la formación de yemas terminales para lograr un mejor comportamiento en campo del material producido. 3.2 Atributos de respuesta Existen pruebas utilizadas para la evaluación en forma operativa del desempeño o respuesta funcional de las plantas producidas en vivero. Entre las más importantes se destacan la Prueba de Potencial de Crecimiento de Raíz, y la Prueba de Resistencia a Estrés o Tolerancia a la Deshidratación. 3.2.1 Prueba de potencial de crecimiento de la raíz La realización de podas en tallo o raíz como práctica de vivero, puede también ayudar a mejorar la calidad de planta. Los efectos de la poda pueden variar debido a las El potencial de crecimiento de raíz (PCR) se define como la capacidad de las plántulas para hacer crecer sus raíces cuando se colocan en un ambiente favorable. Actualmente, muchas organizaciones públicas y privadas en el mundo usan la prueba rutinariamente para evaluar 7 16 transpiración; cuando ésta última supera a la primera, entonces la planta se encuentra en estrés hídrico. El grado de hidratación de la planta puede expresarse en términos de potencial hídrico, o contenido relativo de agua (CRA) (Joly, 1985), por lo que su determinación periódica es útil para programar los períodos de riego o para establecer el efecto de otras prácticas culturales sobre el estado hídrico de la planta. En general, plantas con CRA igual o menor a 80% se consideran en estrés hídrico. Haase y Rose (1993) consideran que plantas con potenciales hídricos cercanos o menores a 2 Mpa (-20 barias) pueden sufrir serios daños fisiológicos, mientras que Peñuelas y Ocaña (1996) y Lopushinsky (1990) consideran conveniente mantener en las plantas un potencial hídrico superior a 1 Mpa (-10 barias). prácticas culturales aplicadas en el vivero, a la edad o al tamaño de la plántula al momento de la aplicación de la práctica, o a la especie u origen del germoplasma; por tal motivo, se recomienda la previa calibración de la práctica de poda. Ritchie (1984) considera a la poda de raíz como una excelente práctica para elevar la calidad de la planta en todas las coníferas. Por otro lado, la poda aérea controla la altura del tallo y da uniformidad en tamaño, y se recomienda efectuarla durante el crecimiento activo de la plántulas (Duryea y Landis, 1984). Mexal y Fisher (1984) recomiendan la poda del brote terminal durante junio a agosto para inducir brotes con altas tasas de crecimiento. Cetina (1997) recomienda poda aérea en forma mecánica al 50% como la mejor opción para mejorar la calidad de planta en Pinus greggii. 3.1.2 Carbohidratos 2.8 Micorrización Los carbohidratos son los productos directos de la fotosíntesis y constituyen más del 75% de la biomasa total de la planta. Evidencias recientes sugieren que el crecimiento de las raíces, en especies de coníferas, depende de los fotoasimilados producidos en ese momento y no de las reservas almacenadas en la raíz (Omi, et al., 1994), lo cual permite postular que la función principal de las reservas de carbohidratos en la planta es permitir el funcionamiento de los tejidos en condiciones de estrés; en otras palabras, dichas reservas proporcionan la energía necesaria para las actividades metabólicas de las plantas cuando no existe suficiente producción de carbohidratos en las hojas. La determinación de almidón y los azúcares solubles totales pueden dar una idea aproximada del “status“ dentro de la planta; con estas rápidas y sencillas pruebas es posible reducir la excesiva mortalidad en campo, destinando aquellas con mayor contenido de reservas a sitios con condiciones más desfavorables. 15 Las micorrizas (patógenos antagonistas) son hongos que ayudan a la asimilación de minerales y de agua a través del incremento en la superficie de absorción de las raíces. Las plántulas dentro de condiciones de vivero pueden crecer perfectamente bien, ya que las condiciones controladas minimizan los efectos de estrés; no obstante, las plántulas micorrizadas son frecuentemente más sanas y robustas que las no micorrizadas, y padecen menos problemas de pudrición de raíz. La forma más común de inoculación consiste en la agregación de tierra de monte al sustrato usado en el envase (sistema tradicional), o sobre las camas de siembra, en el caso de plantas a raíz desnuda. En el caso de contenedores rígidos, la inoculación puede hacerse a partir de la preparación de inóculos, usando cuerpos fructíferos de hongos micorrícicos macerados en agua. 8 La aplicación de esporas de tipo comercial puede realizarse a través del sistema de riego o con regaderas entre 6 y 12 semanas después de la siembra; alternativamente, las esporas pueden aplicarse también a la semilla antes de la siembra (Marx y Bell, 1985 y Marx and Cordell, 1984). capacidad de la planta para tolerar daños físicos; ofrece una buena medida de la calidad, tanto en plantas a raíz desnuda como en contenedores. Valores de este índice menores a seis son recomendables (Vargas, 1996). Cano (1998) reporta índices de esbeltez de 6.3 con supervivencias de 70% en campo para P. greggii producido bajo el sistema tradicional. 2.9 Factores ambientales Indice de calidad de Dixon Los factores atmosféricos que controlan el crecimiento de las plantas son: la temperatura, la humedad, la luz y el bióxido de carbono. Todos estos factores (que pueden ser controlados en invernadero) son necesarios para un buen desarrollo de las plántulas, y tienen una interrelación extremadamente compleja reflejada en la fisiología de las plantas. Este índice, propuesto por Dixon, et al., (1960) se genera basándose en mediciones morfológicas que involucran biomasa, relación parte aérea/raíz, altura y diámetro y se calcula de la siguiente manera: Peso seco total ( g ) Indice de calidad = Temperatura Altura (cm) Peso seco tallo (g) + La respuesta a la temperatura varía de acuerdo con la especie; el crecimiento es lento cerca de los 15 °C y se incrementa a través de un rango óptimo (entre los 18 y 30 °C). Las tasas de crecimiento decrecen abajo o arriba de los valores mínimos o máximos, respectivamente, aunque pueden existir excepciones. Diámetro (mm) Peso seco raíz (g) Valores altos se relacionan con una mejor calidad de planta. Thompson (1985) refiere que en ensayos realizados con coníferas, este índice diferencia satisfactoriamente la potencial supervivencia de plantas de diferentes tamaños y edades. Humedad relativa El mantener una humedad relativa apropiada dentro de un vivero o invernadero es biológicamente importante, ya que una baja humedad provoca estrés hídrico debido a la excesiva transpiración; humedad ambiental adecuada promueve un rápido crecimiento, mientras que una excesiva humedad puede llegar a causar el crecimiento de hongos y bacterias. Un 80% de humedad ambiental durante la germinación y de 60 a 70% durante la etapa de crecimiento se consideran buenos (Vera-Castillo, 1995). 9 Cano (1998), sin embargo, menciona que este índice como tal no se ajusta como un buen indicador de la supervivencia en campo, al menos para P. greggii, por lo que debe de tomarse con reserva cuando quiera utilizarse con tal objetivo. 3.1.1 Relaciones hídricas El agua es uno de los factores de mayor importancia en la fisiología vegetal; además de ser un solvente de gases y nutrientes, es un reactivo de muchos procesos bioquímicos. El balance hídrico refleja el equilibrio entre la velocidad de absorción de agua y la velocidad de 14 supervivencia ante la falta de agua o una alta demanda transpiratoria, debido a la menor área foliar y consumo de agua asociados con ellas; la biomasa total no tiene sentido si la planta no mantiene un balance adecuado entre sus componentes de la parte aérea y del sistema radical (Vargas, 1996). Luminosidad La evaluación de la supervivencia a través de variables morfológicas, como algunas de las mencionadas en párrafos anteriores, no ofrecen por sí solas la confiabilidad suficiente para predecir el comportamiento en campo de un lote de plantación. Por ello, la utilización de índices que involucran una combinación de varias características morfológicas, genera un indicador conveniente del comportamiento en campo a largo plazo. Los índices morfológicos más utilizados como indicadores de calidad de la planta son la relación parte aérea / raíz, el índice de esbeltez y el índice de calidad de Dixon (Ritchie,1984 y Thompson, 1985). Las tres propiedades más importantes de la luz que afectan el crecimiento de las plántulas son la intensidad, la duración y la calidad (Kramer y Kozlowski, 1979). La intensidad tiene relación con la aceleración de la tasa de crecimiento, siempre que ésta sea adecuada para aportar energía suficiente para llevar a cabo la fotosíntesis y puede ser también un factor que prevenga la dormancia. La duración, por otro lado, se relaciona con la duración del día, que es necesaria para prolongar el crecimiento vegetativo y, finalmente, la calidad está relacionada con las diferentes longitudes de onda que disparan diferentes funciones en las plantas. La luz roja (640-740 nanómetros), es más eficiente para la fotosíntesis (Nobel,1991). En los viveros, el control de la luz se realiza con medias sombras o mallas media sombra con penetración de 40 a 60% de luz solar (Vera, 1986), considerando su uso sólo en las etapas iniciales del crecimiento para no interferir con el proceso de lignificación (Prieto, et al. 1999.) Relación parte aérea / raíz 3. CRITERIOS DE CALIDAD DE PLANTA Se expresa con base en el peso seco de ambas partes, y establece el balance entre el consumo de agua por el follaje y la capacidad de absorción por parte de la raíz; se recomienda que el cociente no sea mayor a 2.5, sobre todo para plantaciones en sitios con problemas de disponibilidad de agua (Thompson, 1985). Cano (1998) reporta un cociente de 3.5 con valores de supervivencia en campo mayores a 70 % para Pinus greggii producido bajo el sistema tradicional. La calidad de planta incluye una serie de características morfológicas y fisiológicas que dificultan su evaluación en conjunto; sin embargo, existen algunos procedimientos empíricos para determinar dicha calidad con base en sólo algunas características. Ritchie (1984) agrupa los procedimientos o criterios existentes para evaluar la calidad de la planta en dos categorías: 1) atributos materiales y 2) atributos de respuesta. 3.2 Índices morfológicos Indice de esbeltez Este índice, también conocido como de robustez, (Vargas, 1996), mide la relación existente entre la altura de la planta, expresada en cm, y el diámetro del tallo, expresado en mm, lo cual refleja, en cierta medida, la 13 Los primeros incluyen características morfológicas y fisiológicas medibles directamente en las plantas, como altura, arquitectura y diámetro del tallo, estado nutrimental, reserva de carbohidratos, índice mitótico y balance hídrico, entre otros; mientras que los segundos someten a la planta a condiciones particulares de prueba y mide su desempeño en términos de las características de interés, como crecimiento de raíces o tolerancia al estrés. 10 3.1 Atributos materiales Criterios morfológicos Según Thompson (1984), la morfología es la forma o estructura de un organismo o cualquiera de sus partes, cuya evaluación podría incluir un número cuantioso de mediciones potenciales, desde altura hasta el número de estomas. Altura Es la característica morfológica más fácil de evaluar en una plántula y tiene poco valor como indicador único de la calidad de planta, hasta que se combina con el diámetro o la arquitectura del tallo; se desconoce la relación directa entre la altura del tallo y la supervivencia en campo (Anstey, 1971). La altura de la planta deberá de considerar al sitio a plantar en función de la vegetación herbácea o arbustiva con la que deberá de competir, pero se considera aceptable para coníferas un rango entre 15 y 25 cm. Diámetro Es la medición morfológica más usada para evaluar calidad de planta. Este refleja la resistencia de las plantas y el tamaño del sistema radical y se ha encontrado que está positivamente relacionado con la cantidad de sustancias de reserva (Mullin y Swaton, 1972). South y Mexal (1984) encontraron que plantas con diámetros de tallo mayores a 4 cm lograron supervivencias de hasta 80%, pero la relación supervivencia / diámetro se vio afectada por la masa radical (Blake, et al.,1989). En Pinus taeda, Zobel, et al., (1957) por su parte, detectaron una mayor supervivencia de plantas con diámetros mayores que con diámetros menores, sobre todo cuando fueron expuestas a condiciones de sequía. 11 Según Rowan (1986), a mayor diámetro, mayor presencia de raíces laterales primarias y, por tanto, aumento en la supervivencia (Hatchell, 1986). En cada caso, el diámetro de plántula más adecuado para cada especie deberá considerar sus características morfológicas de crecimiento. Arquitectura de la raíz Se refiere a la orientación espacial del sistema radical (extensión y configuración de varios componentes). Plántulas con sistemas radicales grandes favorecen la absorción de agua y nutrientes, manteniendo un adecuado balance hídrico. Rowan (1983) indica que, en general, un buen sistema radical deberá ser abundante y bien ramificado y con raíces laterales en crecimiento. Las plantas con un mayor volumen de raíz logran tolerar adecuadamente el estrés hídrico al momento del transplante al campo. Arquitectura del tallo Es la manera en la cual el tallo y sus ramas se desarrollan y el rumbo en el cual se distribuye el follaje. La arquitectura del tallo en una planta de calidad deberá ser apropiada al tamaño del sistema radical, y el número de hojas deberá maximizar la absorción de luz solar, pero minimizar el gasto transpiratorio (Johnson y Cline, 1991). Peso o biomasa total Se utiliza como una medida del tamaño global de la planta. Se ha demostrado que plantas de mayor tamaño (biomasa), tienen un mejor desempeño que las plantas pequeñas, independientemente de la especie y tipo de planta, especialmente cuando no se realizan prácticas de preparación del terreno de plantación (Barnett, 1990). Las plantas de menor tamaño pueden tener ventajas en 12