Potencial y eficiencia de semillas en tres poblaciones naturales de Pinus johannis m. F. Robert 1

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1 Potencial y eficiencia de semillas en tres poblaciones naturales de Pinus johannis m. F. Robert 1 Seed potential and efficiency in three natural populations of Pinus johannis m. F. Robert Celestino Flores López 2, Santiago Aguilar Aguilar 3, Salvador Valencia Manzo 2, Eladio H. Cornejo Oviedo 2 Resumen El presente estudio se desarrolló durante el año 1998, con el objetivo de conocer el potencial y eficiencia de semilla de tres poblaciones de Pinus johannis M. F. Robert. Se colectaron de 20 árboles de cada población, 10 conos por árbol de los cuales se evaluaron características de producción de semillas: número de semillas (vanas y llenas), óvulos abortados (primero y segundo año) y aspectos físicos de conos: tamaño del cono (longitud, ancho), total de escamas (fértiles e infértiles), potencial y eficiencia de semillas de cada población, coeficiente de endogamia entre poblaciones, y la correlación que existe entre el tamaño del cono y características de conos y semillas. El potencial de semillas para la población Laguna de Sánchez fue de 20 semillas por cono, con una eficiencia de 25%, correspondiente a un promedio por cono de 5 semillas llenas (viables). Para El Coahuilón el potencial de semillas fue de 18, con una eficiencia de 27.8%, produce en promedio por cono de 5 semillas viables. Y para Salaverna el potencial fue de 25 semillas por cono, con una eficiencia de 40%, produce en promedio por cono de 10 semillas viables. Palabras claves: Pinus johannis, potencial de semillas, eficiencia de semillas, producción de semillas. Abstract The objective of this study was to know the potential and efficiency of seed of three populations of Pinus johannis M. F. Robert. At each population twenty trees and 10 cones per tree were collected. The number of seeds, aborted ova, cone size, total of scales, potential and efficiency of seeds each population, coefficient of inbreeding among populations were evaluated, also a correlation among cones and seed characteristics. Seed potential for Laguna de Sánchez population was 20 seeds per cone, with an efficiency of 25%, having an average per cone of 5 full seeds (viable). For the Coahuilón population the seed potential was 18, with an efficiency of 27.8%, the average per cone was 5 viable seeds. The seed potential in Salaverna was 25 seeds 1 Proyecto de Investigación Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro (UAAAN) 2 Profesor Investigador. Departamento Forestal. UAAAN. cele64@prodigy.net.mx 3 Pasante de Ingeniero Forestal, UAAAN. 411

2 for cone, with an efficiency of 40%, and the average per cone was 10 viable seeds. Key words: Pinus johannis, seed potential, seed efficiency, seed production. Introducción Pinus johannis es una especie endémica y sujeta a protección especial (SEDESOL, 1994); es una especie rústica que además de su interés ornamental, puede ser de mucha utilidad en la reforestación contra la erosión de vertientes de poca humedad (Robert, 1978). El potencial de semilla es definido como dos veces el número de escamas fértiles de un cono, por lo tanto es el número máximo de semillas que estos frutos son capaces de producir; la eficiencia de semilla es la cantidad de semillas llenas en relación al potencial de semillas (Bramlett, 1974). El potencial y eficiencia de semillas es uno de los estudios que permiten conocer la viabilidad de las poblaciones y en qué condiciones genéticas se pueden encontrar, de acuerdo a la producción de semillas vanas por la posible autopolinización. El conocimiento del número máximo de producción de semillas por cono y la eficiencia de éstas, es de importancia para determinar la cantidad de semilla que se puede obtener por árbol y así predecir la cantidad de semilla que se podría colectar en años posteriores y ayuda a programar las colectas para tener éxito en los programas de plantaciones (Brammlet y John, 1982). La finalidad del presente trabajo consiste en evaluar el potencial y eficiencia de semillas para conocer la producción de semillas en tres poblaciones de Pinus johannis y discutir posibles causas de los valores resultantes. Metodología experimental Se colectaron conos de bosques naturales de Pinus johannis. Las procedencias sujetas a estudio son Laguna de Sánchez, Santiago, Nuevo León; Cerro El Coahuilón, Arteaga, Coahuila y Salaverna, Concepción del Oro, Zacatecas. La descripción más detallada se presenta en el Cuadro 1. Para la colecta de los conos se seleccionaron 20 árboles de cada población con producción de semillas, distribuidos a lo largo de las mismas, en las diferentes exposiciones y condiciones del terreno de manera que la muestra fuera representativa, considerando una distancia alrededor de 50 metros entre árboles. Se cortaron 10 conos de diferentes tamaños por cada árbol (200 conos por población). Se separaron las escamas del cono, a cada cono se extrajo las escamas manualmente, excepto para algunos en que se utilizó una navaja. Las escamas se extrajeron de manera sistemática, comenzando por las escamas basales, luego las intermedias y por último las terminales. En cada escama extraída se realizó la evaluación de las siguientes características: óvulos abortados (1er y 2do año), número de semillas (llenas y vanas), escamas (fértiles e infértiles) (Bramlett et al., 1977). 412

3 Cuadro1. Características de las tres poblaciones naturales de Pinus johannis M. F. Robert Población Coordenadas Altitud (msnm) Pendiente (%) Temperatura (ºC) % 14 y Laguna de Sánchez, Santiago, Nuevo León, (paraje el venadito ). 25º N 100º W Precipitación (mm) Cerro el Coahuilón, Arteaga, Coahuila. Salaverna, Concepción del Oro, zacatecas. 25º N 100º23 20 W 25º N 100º27 44 W % 10 y % Fuente: CETENAL, 1976; Robert, 1978; Mendoza, 1983; INEGI, 1990; García y Passini, 1993; datos de campo. El análisis estadístico se realizó con el apoyo del paquete estadístico SAS. De los 200 conos evaluados de cada población, se obtuvieron las medidas de tendencia central, de dispersión y rangos con los estadísticos siguientes: Media ( x ), Desviación estándar (s) Coeficiente de variación (CV), rango mínimo (Min.) y rango máximo (Máx.). De cada cono se evaluaron las siguientes características: Escama basal infértil (EBI), Escama terminal infértil (ETI), Escama con óvulo abortado (EOA), Escamas con una semilla y óvulo abortado (ESOA), Escamas con dos semillas (E2S), Total de escamas (TE). Óvulos abortados en el primer año (OA1), Óvulos abortados en el segundo año (OA2), Semillas vanas por cono (SV), Semilla vana con daño (SVCD), Semilla vana sin daño (SVSD), Semillas llenas (SLL), Semillas desarrolladas (SDES), Potencial de semillas (PS), Eficiencia de semilla (ES). Las características de conos y semillas fueron analizadas por modelo de clasificación anidada con apoyo en el paquete estadísco SAS, usando el procedimiento PROC MIXED (Littlell, et al. 1996). Se determinó la normalidad de las variables potencial de semilla, eficiencia de semilla, longitud del cono, ancho del cono, y coeficiente de endogamia (proporción de semillas desarrolladas y vanas) con el apoyo del paquete estadístico SAS con el procedimiento PROC UNIVARIATE. Se utilizaron transformaciones para homogeneizar las varianzas y normalizar que fueron las distribuciones residuales en el análisis de varianza, la transformación utilizada fue para la eficiencia de semillas una transformación de raíz cuadrada de arcoseno, arcoseno p, donde: p = proporción de la variable (Schefler, 1981); y en potencial de semillas no se requirió transformación. Resultados Y Discusión Para Pinus johannis se puede considerar que el tamaño del cono (largo y ancho) y el número de escamas en promedio son similares para las tres poblaciones, considerando que estas características son propias de las especies, el número de escamas fértiles por cono (EOA: Escama con óvulos abortados; ESOA: Escama con una semilla y óvulo abortado; E2B: Escama con dos semillas) ha sido considerado para determinar el potencial de semillas. El máximo número de semillas 413

4 que es capaz de producir un cono es definido como dos veces el número de escamas fértiles de un cono (Bramlett 1974; Bramlett et al., 1977). De acuerdo al análisis de conos realizado para las tres poblaciones el potencial de semillas fue de 20 para Laguna de Sánchez, para El Coahuilón de 18 semillas por cono y para Salaverna el potencial de semillas es el más alto de las tres poblaciones de 25 semillas por cono (Figura 1). En promedio de las tres poblaciones Pinus johannis tiene un potencial de 21 semillas por cono. Laguna de Sánchez 20 Semilla llena Semilla vana Ovulos abortados 2o. año Óvulos abortados 1er. año El Coahuilón 18 Salaverna Potencial de semilla Figura 1. Producción y pérdida de semillas de tres poblaciones de Pinus johannis M.F. Robert. colectadas en Los potenciales de producción de semillas por cono son diferentes en las especies de Pinus y varía de una región a otra aún en la misma especie (Bramlett et al. 1977; Plancarte, 1988; Prieto y Martínez, 1993). En un estudio realizado cerca del poblado Santa Catarina, Nuevo León para Pinus catarinae se encontró que el potencial de semillas es de 11 (Lemus, 1999). Para Pinus pseudostrobus de la región de Quinceo, Municipio de Paracho, Michoacán el potencial es de 68 semillas por cono (Bello, 1988). En la Sierra la Madera Chihuahua para Pinus arizonica es de 88 semillas por cono (Narváez, 1993). La eficiencia de semillas se considera como la cantidad de semillas llenas en relación al potencial de semillas expresada en porcentaje (Bramlett, 1974) para este estudio se encontró que la eficiencia de semillas tanto para la población Laguna de Sánchez y el Coahuilón fue del 26%, siendo más alto para Salaverna con el 37% (Cuadro 1). El número de óvulos abortados en el segundo año fue similar para las tres poblaciones, para Laguna de Sánchez y Salaverna fue de 1 y para El Coahuilón que fue de 0.5. Para óvulos abortados en el primer año, Laguna de Sánchez es muy similar a El Coahuilón 9 y 8.5 respectivamente y Salaverna 11. El número de semillas 414

5 vanas para Laguna de Sánchez y Coahuilón es similar 5 y 4 respectivamente, siendo menor para Salaverna, 3 semillas (Cuadro 1). semillas Cuadro 1. Producción y pérdida de semillas de tres poblaciones de Pinus johannis M.F. Robert. colectadas en Población Semillas Semillas Óvulos Óvulos Potencial llenas 1 vanas abortados abortado 1er de 2º año año semilla 2 Laguna de Sánchez 5 (25%) B 5 (25%) 1 (5%) 9 (45%) 20 B El Coahuilón 5 (27.8%) B 4 (22.2%) 0.5 (2.8%) 8.5 (47.2%) 18 C Salaverna 10 (40%) A 3 (12%) 1 (4%) 11 (44%) 25 A Promedio Semillas llenas (eficiencia de semillas) y diferencias estadísticas con letras cursivas mayúsculas. 2 Potencial de semillas y diferencias estadísticas con letras mayúsculas cursivas. La pérdida de óvulos en el primer año para Pinus johannis fue de 44 % a 47.2 %, lo equivalente a de 9 a 11 óvulos abortados por cono respectivamente (Figura 2). La falta de polen y baja viabilidad de éste es una de las causas a la que se le atribuye la perdida de óvulos, también el daño por insectos frecuentemente provocan el aborto de un alto porcentaje de óvulos (Bramlett et la., 1977; Bramlett, 1993). De 2.8 % a 5 %, un óvulo por cono respectivamente es la pérdida de óvulos aboratados en el segundo año (Figura 2). La causa es desconocida, el impacto en el potencial de semillas es bajo relativamente; cuando el número de óvulos abortados en el segundo año alcanza hasta un 50 %, para fines prácticos sirve como un indicador que el agente causal son los insectos y con un buen control garantizaría la reducción de ésta pérdida hasta sólo el 10 % del potencial de semillas por cono, otros agentes rara vez provocan el aborto de éstos óvulos, la pérdida no excede del 1 al 2 % dentro del potencial de semillas (Bramlett et la., 1977; Bramlett, 1993). Para Pinus johannis la población con menor porcentaje de semillas vanas fue Salaverna 12 %, El Coahuilón y Laguna de Sánchez de 22.2 % a 25 % respectivamente (Figura 2). Cuando el porcentaje de semillas vanas por cono es mayor del 25% o 15% del total de las semilla se puede atribuir a daños por insectos, como a genes letales en el embrión que provocan el aborto del mismo, los hongo y la falta de viabilidad del polen también son causantes semillas vanas (Bramlett, 1993). Conclusiones El potencial de semillas para la población Laguna de Sánchez fue de 20 semillas por cono, con una eficiencia de 25%, correspondiente a un promedio por cono de 5 semillas llenas (viables). Para El Coahuilón el potencial de semillas fue de 18, con una eficiencia de 27.8%, produce en promedio por cono de 5 semillas viables. Y para Salaverna el potencial fue de 25 semillas por cono, con una eficiencia de 40%, produce en promedio por cono de 10 semillas viables. 415

6 El potencial de semillas por cono en promedio para las tres poblaciones de Pinus johannis M. F. Robert. es de 21 semillas por cono, con una eficiencia de 29.72%, 7 semillas viables, 4 semillas vanas y 10 óvulos abortados. El potencial y eficiencia de semillas es superior en la población Salaverna debido a que la población es más grande y hay una mejor polinización, pero Laguna de Sánchez y el Coahuilón son iguales en la eficiencia de semillas. Literatura Citada Bello G., M. A Potencial, eficiencia y producción de semillas en conos de Pinus pseudostrobus Lindl., en Quinceo, Municipio de Paracho, Michoacán. Ciencia Forestal 13 (64): Bramlett, D. L.; Belcher, E. W.; DeBarr, G.L.; Hertel, G. D. (and others) Cone analysis of southern pines: a guidebook. Gen. Tech. Rep. SE-13, U.S. Departament of agriculture, Forest Service, Southeastern Forest Experiment Station, Asheville, NC: 28. Bramlett, D. L Seed potential and seed efficiency. In Colloquium: Seed yield from southern pine seed orchard. Edited by John Kraus. Forest Research Council Macon, Georgia. pp Bramlett, D. L Diagnosing low seed and cone yields from controlled pollinations of southern pines. Research plant physiologist. USDA. Forest service. Macon, Georgia. pp Bramlett, D. L. y John, F. G Inventory-monitoring system for southern pine seed orchards. Research division Georgia forestry commission. Georgia forest research paper : p. CETENAL, Carta edafológica, San Antonio de las Alazanas, Coahuila y Nuevo León. G14 - C 35. Escala: 1:50,000. García, A. A. y Passini, M. F Distribución y ecología de Pinus johannis, M. F. Robert. Phytopatologia. 74 (2): INEGI Carta de efectos climáticos regionales. Mayo Octubre. Escala 1: 250,000. G14-7. Monterrey, Nuevo León. Lemus S., J. L: Maduración de conos, producción y viabilidad de la semilla de Pinus catarinae M. F. Robert-Passini. Tesis profesional de licenciatura Buenavista, Saltillo, Coahuila, México. 125 p. Littell, R. C.; Milliken, G. A.; Stroup, W. W., and Wolfinger, R. D ; SAS. System for Mixed Models; Institute Inc., Cary, N. C. USA. 633 pp. Mendoza, A., J. M Agrometereología. Diagnostico climático para la zona de influencia inmediata de la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro. U.A.A.A.N. Buenavista, Saltillo, Coahuila. México. 615 p. Narváez, F. R Mortalidad de conos y semillas de Pinus arizonica Engelm. en un área semillera In Resumen de las ponencias Primer congreso mexicano sobre recursos forestales. Saltillo, Coah., México, Agosto. 33 p. Plancarte, B. A Rendimiento de semilla de dos procedencias de rodales de Pinus greggii Engelm. Nota Técnica N 2. Centro de Genética Forestal, A. C. Chapingo, México. 4 p. 416

7 Prieto, R. J. A. y J. Martínez A Análisis de conos y semillas en dos áreas semilleras de Pinus cooperi. SARH, INIFAP, Centro de Investigación Regional del Norte Centro. Campo experimental Valle de Guadiana. Folleto científico Nº 1, Durango, México. 18 p. Robert, M. F Un nouveau pin pignon mexicain. Pinus johannis M. F. Robert. Adansonia, ser. 2, 18 (3): Schefler, W. C Bioestadística. Ed. Fondo Educativo Interamericano. México, D. F. 539p SEDESOL Norma oficial mexicana. NOM-059-ECOL Que determina las especies de flora y fauna silvestre terrestre y acuática en peligro de extinción, amenazadas, raras y sujetas a protección especial, establece especificaciones para su protección. Diario oficial de la federación. México. p