USO DE CONTENEDOR PROFUNDO EN EL CULTIVO DE QUERCINEAS. EFECTOS SOBRE EL CRECIMIENTO Y DISTRIBUCIÓN DE BIOMASA.

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1 USO DE CONTENEDOR PROFUNDO EN EL CULTIVO DE QUERCINEAS. EFECTOS SOBRE EL CRECIMIENTO Y DISTRIBUCIÓN DE BIOMASA. E. CHIRINO MIRANDA, A. VILAGROSA CARMONA, R. FERNÁNDEZ MARTÍNEZ Y R. VALLEJO CALZADA Fundación Centro de Estudios Ambientales del Mediterráneo (CEAM). Departamento de Ecología. Apdo Alicante. Correspondencia: Esteban.Chirino@ua.es Resumen En especies con una importante raíz pivotante, la utilización de envases profundos favorece un mayor desarrollo de la raíz principal, lo que puede resultar ventajoso en ambientes de fuertes limitaciones hídricas. El objetivo del presente trabajo fue evaluar los efectos de la utilización de un contenedor profundo sobre el crecimiento, distribución de biomasa y adaptación al campo de tres especies del género Quercus (Quercus coccifera, Quercus ilex y Quercus suber). Estas especies se cultivaron en vivero en envases de paperpot de diámetro 5 cm, con profundidad de 16 y 24 cm en Q. coccifera y de 18 y 30 cm en Q. ilex y Q. suber. Tanto en vivero como en campo, no se observó un patrón común en crecimiento y distribución de biomasa entre las especies. Los brinzales cultivados en envases profundos desarrollaron una raíz principal más larga y tendieron a presentar mayor biomasa de raíces colonizando el hoyo de plantación en las profundidades de 30 a 60 cm; lo que puede favorecer el acceso a la humedad de los horizontes más profundos del suelo. Palabras claves: envase forestal, raíz pivotante, sistema radical, biomasa INTRODUCCIÓN En la zona mediterránea, el éxito de las actuaciones de reforestación o restauración forestal se relacionan frecuentemente con la calidad de planta, las particularidades pluviométricas del año y el tipo de suelo (VILAGROSA et al. 1997; ALLOZA, 2003). Las particulares del cultivo en vivero determinan las características morfofuncionales de los brinzales y su adecuado establecimiento en el campo. La producción de plantas en vivero depende de múltiples factores, entre los que se destacan el origen y conservación de la semilla, el tipo de substrato y contenedor, el riego y la fertilización, la micorrización de las plantas, el control de plagas y enfermedades, y las condiciones climáticas del año de cultivo, entre otros. El contenedor constituye uno de los principales factores a considerar. La materia prima utilizada en su fabricación limita su durabilidad y reutilización. En cambio, su diseño determina las características morfológicas y funcionales de los brinzales y en general, la calidad de las plantas producida (LANDIS, 1990). La selección del contenedor deberá estar acorde con las características morfológicas de la especie. Estos aspectos condicionan la supervivencia de los brinzales tras la plantación en campo (DOMÍNGUEZ et al., 2000), lo que le confiere una apreciable importancia en la producción de especies forestales para la reforestación o la restauración forestal. El uso de plantas de vivero, y particularmente de brinzales en contenedor, es con frecuencia la mejor técnica para la introducción de especies leñosas en medios semiáridos (CORTINA et al. 2004). Actualmente existe en el mercado una gran variedad de tipos de contenedores. La forma, volumen, profundidad, abertura de las celdas superior e inferior, la densidad de plantas/m 2 y la presencia de costillas interiores antiespiralizantes, definen las características de los contenedores y la calidad de la planta obtenida. Investigaciones realizadas con más de 25 modelos de contenedores en diferentes especies, indicaron que el volumen del contenedor fue la variable que mostró mayor correlación con la altura de la planta y la supervivencia en campo (DOMÍNGUEZ, 1997; DOMÍNGUEZ et al., 1997). Esta misma autora indicó que la profundidad del contenedor no fue una variable que influyera por sí misma sobre la

2 supervivencia; pero destacó su importancia en el cultivo de especies que desarrollan una fuerte raíz pivotante, como las especies del genero Quercus. Evidentemente, la profundidad del envase determina la longitud de la raíz principal de las plantas y la profundidad de colocación del sistema radical en el campo (PEÑUELAS y OCAÑA, 1996). Durante el cultivo en vivero, las especies de raíz pivotante verán beneficiado el crecimiento de su raíz principal en envases más profundos, lo cual puede favorecer una colonización del hoyo de plantación más rápida y eficiente; contribuyendo a un mejor establecimiento y supervivencia tras la plantación. Partiendo de esta hipótesis, el objetivo del presente trabajo fue evaluar los efectos de la utilización de un contenedor profundo sobre el crecimiento, distribución de biomasa y adaptación al campo de tres especies del género Quercus (Q. coccifera, Q. ilex y Q. suber). MATERIALES Y MÉTODOS El envase utilizado fue paperpot debido a que en el mercado nacional no encontramos envases con las dimensiones previstas en la investigación, principalmente referidas a la profundidad. El paperpot es un envase cilíndrico, con envoltura de papel biodegradable, rellenado de substrato y que no presenta estrías antiespiralizantes en sus paredes interiores. El método de fabricación de este envase permite obtener contenedores con diferentes longitudes. Los trabajos se iniciaron en el año 2001 en coscoja (Quercus coccifera, Qc; origen sierras ibéricas valencianas). El cultivo se realizó en envase paperpot de diámetro 5 cm y profundidad de 16 y 24 cm (Tabla 1). Posteriormente, en el año 2003, se continuó esta línea de trabajo en carrasca (Quercus ilex ssp. ballota, Qi; origen Campo de Montiel) y alcornoque (Quercus suber, Qs; origen Sierra de Espadán, Castellón). En estas dos especies se utilizó el mismo tipo de envase (envase paperpot de 5 cm de diámetro) pero con diferente profundidad. El envase paperpot corto (PC) de 18 cm simuló la longitud de los envases más comunes en el cultivo de estas especies. El envase de paperpot largo (PL) de 30 cm correspondió a la innovación tecnológica introducida. Las dimensiones de la superficie del envase (diámetro: 5 cm) condicionaron una densidad de planta/m 2 relativamente alta comparada con otros envases (DOMÍNGUEZ et al., 2000). El envase largo presentó un volumen superior al envase corto, siendo en coscoja 1,5 veces y en carrasca y alcornoque 1,7 veces (Tabla 1). El substrato empleado fue turba rubia y fibra de coco (50:50 v/v) enriquecido en origen (57 mg NO 3, 69 mg NH 4, 60 mg de P y 344 mg de K por dm 3 de substrato). Durante el cultivo en vivero se aplicó igual fertirrigación a los brinzales de la misma especie en diferentes envases Se ajustaron las dosis y tipo de fertilizante soluble, en función de la respuesta del cultivo, con la finalidad de obtener brinzales con una altura y biomasa adecuada. Al finalizar el cultivo en vivero se procedió a la evaluación morfológica de los brinzales. Tabla 1.- Características de los contenedores. Especie Tipo de Características del contenedor contenedor Diámetro Prof. Volumen Densidad (cm) (cm) (cm 3 ) (Plantas/m 2 ) Quercus coccifera (Qc) Qc -PC Qc -PL Quercus ilex ssp. Ballota (Qi) Qi -PC Qi -PL Quercus suber (Qs) Qs -PC Qs -PL Las plantaciones fueron realizadas de acuerdo con los requerimientos ecológicos de las especies y siguiendo un gradiente latitudinal en el litoral valenciano. Se establecieron las parcelas en laderas de orientación Sur (exposición solana), pendiente moderada y matorral bajo degradado como vegetación preexistente. La coscoja fue plantada en enero de 2002 en clima semiárido en Albatera (Alicante), la carrasca en diciembre de 2003 en clima sub-húmedo en La Granadella (Alicante) y el alcornoque en marzo de 2004 en clima húmedo en la Sierra de Espadán (Castellón). Dada la profundidad de los envases, los hoyos se realizaron con las dimensiones de 60x60x60 cm; mediante ahoyado mecánico en Albatera y La Granadella. En la Sierra de Espadan se realizó ahoyado manual con ayuda de martillo neumático. Se efectuaron 6 campañas de supervivencia y crecimiento (altura y diámetro) en coscoja y 3 campañas en carrasca y alcornoque. Se evaluó la colonización del hoyo de plantación y la morfología de los brinzales en el campo mediante un desentierro. En carrasca y alcornoque se efectuó el desentierro a los 3 meses de

3 la plantación y en coscoja a los 5 meses. El análisis estadístico en crecimiento (altura y diámetro) y distribución de biomasa se realizó mediante ANOVA de un factor. En el análisis de la supervivencia se utilizó el Test de Kaplan Meir. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Caracterización de los brinzales al finalizar el cultivo en vivero. Al finalizar el período de cultivo en vivero, no se observó un patrón común en las características morfológicas de los brinzales de las tres especies respecto al cultivo en envases largos. Los brinzales de coscoja y carrasca no mostraron diferencias en cuanto al crecimiento en altura y diámetro (Tabla 2). Solamente se constató mayor diámetro (p<0,05) en los brinzales de alcornoque cultivados en paperpot corto. En las tres especies, los envases de mayor profundidad favorecieron el crecimiento de una raíz principal más larga (p=0,000). BIRAN & ELIASSAF (1980) estudiaron el crecimiento y distribución de las raíces en varias especies (Erythrina corralodendrum, Quercus ithaburensis, Pistacia lentiscus, Ficus retusa y Dodonea viscosa) y también señalaron el efecto positivo del cultivo en envases profundos sobre la estimulación del crecimiento del sistema radical. La coscoja cultivada en envase largo mostró una tendencia a presentar mayor biomasa en todas las fracciones (Tabla 2). El alcornoque en envase largo presentó menor BA (p<0,05), lo que unido al desarrollo del sistema radical, favoreció una mejor relación BS/BA (p=0,000). En carrasca se observó el efecto contrario (Tabla 2). Q. ilex_pc presentó mayor BS (p<0,05) y mejor relación BS/BA (p=0,000). Estos resultados modificaron la tendencia observada en las especies anteriores. DOMÍNGUEZ et al. (1997) en investigaciones realizadas con 16 tipos de envases en varias especies, señalaron a Q. ilex como una especie poco condicionada a las características constructivas de los envases. MOSQUERA et al. (2001) obtuvieron plantas de Pseudotsuga menziesii Douglas de mejor calidad cuando emplearon contenedores de mayor volumen y mayor profundidad. En nuestro caso, a pesar de lograr una raíz principal más larga, no se observó una mejor relación BS/BA en Q. ilex_pl. La coscoja y alcornoque cultivados en envase largo tendieron a mostrar mejor relación BS/BA, lo cual debería facilitar la supervivencia en campo, como señalaron DEL CAMPO et al. (2001). Tabla 2. Características morfológicas de los brinzales al final del periodo de cultivo en vivero en los dos tipos de envase: paperpot corto (PC) y paperpot largo (PL). Medias ± SE; N = 15. Abreviaciones: H: altura, DB: diámetro basal, LR: longitud de la raíz principal, BA: biomasa aérea, BS: biomasa subterránea, BS/BA: Relación biomasa subterránea / biomasa aérea. Resultados ANOVA entre tipo de envases por especies. Letras desiguales en negrita indican diferencias estadísticas entre tratamientos en una misma especie. Q. coccifera Q. ilex Q. suber PC PL PC PL PC PL H (cm) 6,8 ± 0,30 6,8 ± 0,20 10,72±0,92 11,19±0,77 30,96±1,45 28,45±1,69 DB (mm) 2,20 ± 0,08 2,32 ± 0,08 3,90±0,21 3,77±0,22 4,77±0,18 e 4,20±0,20 f LR (cm) 15,6 ± 0,8 0 b 23,3 ± 0,40 a 16,12±0,24 c 28,75±1,23 b 16,27±0,19 f 29,88±0,70 e BA (g) 0,36±0,02 0,43±0,03 0,89±0,14 1,11±0,11 2,91±0,20 e 2,10±0,23 f BS (g) 0,56±0,06 0,74±0,08 3,48±0,37 b 2,34±0,21 c 8,09±0,74 8,37±0,52 BS/BA 1,53 ± 0,15 1,75 ± 0,16 4,41±0,35 b 2,15±0,15 c 2,81±0,18 f 4,36±0,32 e Resultados en la plantación experimental. En los primeros 2 años de observaciones, la supervivencia en los brinzales de coscoja cultivados en envases largos siempre tendió a ser superior a la supervivencia en los envases cortos (Figura 1). A los 24 meses en plantación, Qc_PL presentaba 72% de supervivencia, mientras que Qc-PC solo alcanzaba el 44%. Esta diferencia en 28% no representó diferencias estadísticas. El largo período seco del segundo semestre del año 2004 (precipitación acumulada: 11,75 mm en 6 meses) redujo las diferencias en los últimos muestreos, siendo la supervivencia final en torno al 30% en ambos tratamientos. En carrasca y alcornoque sólo ha transcurrido un año desde la plantación, observándose los brinzales en buen estado y 0% de mortalidad. En estas localidades (La Granadella y Sierra de Espadán) no hubo períodos secos prolongados.

4 Supervivencia (%) Qc-PC Qc-PL Tiempo en plantación (meses) Figura 1. Supervivencia en Quercus coccifera (Qc) cultivada en paperpot corto (PC) y paperpot largo (PL). Fecha de plantación: enero-2002 (N = 25). Los brinzales de coscoja y alcornoque en envase corto, desarrollaron mayor crecimiento en altura y diámetro que los brinzales en envases largos (Figura 2) aunque sólo se alcanzaron diferencias significativas en coscoja (altura a los 24 meses; p<0,05 y diámetro a los 19 y 24 meses p<0,05). En carrasca los resultados fueron diferentes. Qi-PL tendió a presentar mayor altura que Qi-PC. Las diferencias encontradas en el primer muestreo (p=0,000) no fueron observadas posteriormente. La carrasca cultivada en envase largo desarrolló mayor diámetro basal (p<0,05). Estos resultados son similares a los obtenidos por otros autores. Los trabajos de DOMÍNGUEZ (1997) señalaron mayor crecimiento en altura en los brinzales de Q. ilex cultivados en envases de mayor profundidad; y en P. pinea DOMÍNGUEZ et al. (2000) obtuvieron una buena correlación entre la profundidad del envase y el crecimiento del diámetro. Figura 2. Crecimiento en altura y diámetro de los brinzales cultivados en paperpot corto (PC) y paperpot largo (PL). Especies Q. coccifera: Qc, N = 25; Q. ilex: Qi, N = 45 y Q. suber: Qs, N = 60. Mes 0 corresponde a diciembre de Los muestreos en carrasca y alcornoque se iniciaron en febrero y marzo de 2004 respectivamente. La distribución de biomasa en los brinzales desenterrados en la plantación, mostró diferentes resultados según la especie y el tratamiento (Figura 3). En coscoja la biomasa subterránea en los brinzales con envase largo fue significativamente mayor (p<0,05) que la de los brinzales en envase corto. Como consecuencia de la mayor biomasa radical y similar biomasa aérea, la relación BS/BA fue superior en los brinzales cultivados en envase largo (p<0,01). En alcornoque se apreció el mismo comportamiento que el observado en coscoja (relación BS/BA; p<0,01); mientras que en carrasca se apreció una respuesta diferente. La mayor biomasa subterránea observada en Q. ilex_pc al finalizar la etapa de vivero, no se observó en los brinzales desenterrados; en consecuencia, tampoco se alcanzaron diferencias significativas en la relación BS/BA.

5 Peso seco (g) Tallo Hojas Raíz > 2mm Raíz < 2mm Raíces ext. Qc-PC Qc-PL Qi-PC Qi-PL Qs-PC Qs-PL Figura 3. Distribución de biomasa en brinzales de Q. coccifera (Qc) Q. ilex (Qi) y Q. suber (Qs) cultivados en envase corto (PC) y envases largo (FL). Resultados del desentierro (N = 5). CORTINA et al. (2004) señalaron la necesidad de producir brinzales con sistemas radiculares bien desarrollados en medio semiárido. Los brinzales de Q. suber cultivados en paperpot largo alcanzaron mayor profundidad de enraizamiento y presentaron mayor biomasa de raíces colonizando el hoyo de plantación (p<0,05) aunque no se reflejó en el acumulado de biomasa subterránea. En coscoja en ambos tipos de envase se alcanzó una profundidad de enraizamiento similar, la cual se correspondía con la profundidad de preparación del terreno (ahoyado). En esta especie, las diferencias entre los tratamientos se observaron en el desarrollo del sistema radical. Mientras que la biomasa de raíces colonizando el hoyo fue similar en ambos tratamientos, los brinzales en envase largo desarrollaron mayor biomasa de raíces finas (diámetro<2mm) en el cepellón (p<0,01) y se observó una fuerte tendencia (p=0,09) a un mayor desarrollo de las raíces gruesas (diámetro>2mm). En carrasca, los brinzales cultivados en paperpot largo tendieron a una mayor profundidad de enraizamiento, pero no llegaron a encontrarse diferencias estadísticas. Tampoco se alcanzaron diferencias respecto a biomasa de raíces colonizando el hoyo, ni en biomasa subterránea. VILAGROSA et al. (1997) señalaron los efectos del repicado aéreo del sistema radical en Q. ilex durante el cultivo en contenedores y del autorepicado post-plantación por discontinuidad hídrica, lo cual en un inicio limitó el crecimiento de la raíz principal. El cultivo de estas especies en envases profundos colocará a mayor profundidad la interrupción del crecimiento de la raíz principal por efecto del repicado aéreo, favoreciendo la colonización del hoyo a mayor profundidad. Durante el desentierro de los brinzales de carrasca y alcornoque; se determinó la biomasa de raíces colonizando el hoyo cada 10 cm de profundidad. En alcornoque, los brinzales cultivados en envase largo presentaron mayor biomasa de raíces en las profundidades de 40 a 60 cm, lo que debe permitir a estos brinzales explorar horizontes del suelo con un contenido hídrico más estable durante todo el año. En carrasca los brinzales en envase largo tendieron a presentar mayor biomasa de raíces en las profundidades de 30 a 50 cm, pero no alcanzaron a ser diferentes estadísticamente. Un factor que pudo contribuir a estas diferencias, es la mayor concentración (biomasa) de raíces secundarias en el tercio inferior de los envases, como lo demuestran los trabajos de BIRAN & ELIASSAF (1980) en Quercus ithaburensis. En coscoja no se aplicó este procedimiento de muestreo; pero se observó que el crecimiento de las raíces en los brinzales de envase corto fue principalmente vertical en profundidad, mientras que en los envases largos el crecimiento fue casi diagonal, colonizando el fondo del hoyo de plantación. SERRADA y SERRADA (2001) en relación con la calificación morfológica cualitativa de la distribución de las raíces secundarias en alcornoque, señalaron los defectos más frecuentes en los brinzales cultivados en envase paperpot. En nuestro caso este tipo de envase, requirió mayor periodicidad y volumen de riego dadas las mayores posibilidades de perdida de agua por evaporación. No se observaron malos resultados por falta de aireación en la parte inferior de los envases con profundidad de 30 cm; pero se apreció frecuentemente el cruzamiento de raíces entre envases, aspecto este señalado por

6 DOMÍNGUEZ et al. (1997) en envases con paredes permeables. Considerando los resultados y expectativas respecto al crecimiento de la raíz principal y las ventajas en la colonización del hoyo de plantación en los brinzales cultivados en envase profundo; la Empresa CETAP-António Matos Lda. y la Fundación CEAM han diseñado y patentado un contenedor profundo individual de polietileno de alta densidad (PEDA), forma tubular cilíndrica, 5 cm de diámetro, 30 cm de profundidad, volumen 575 cm 3 y con estrías antiespiralizantes en dos niveles de relieve, disponiendo en la parte inferior de aberturas en malla que faciliten el repicado aéreo. Este envase se encuentra actualmente en fase de evaluación. El objetivo final, es diseñar y producir una bandeja forestal de plástico rígido con similares características para el cultivo de especies de raíz pivotante. CONCLUSIONES El uso de contendores profundos en Q. coccifera, Q. ilex, y Q. suber no reflejó un patrón común en crecimiento y distribución de biomasa entre especies; pero permitió obtener brinzales con una mayor longitud de la raíz pivotante. Los brinzales de carrasca y alcornoque cultivados en envase largo tendieron a presentar mayor biomasa de raíces colonizando el hoyo de plantación en las profundidades de 30 a 60 cm. La coscoja cultivada en envase largo mostró mayor biomasa subterránea, favoreciendo su supervivencia en plantación, durante los años de precipitación regular. Estos resultados inducen a considerar que el cultivo de las especies estudiadas en contenedores profundos favorece el crecimiento de una raíz principal más larga, mejora la colonización del hoyo de plantación y en consecuencia, puede permitir un mayor acceso a la humedad de los horizontes más profundos del suelo. Agradecimientos Agradecemos la financiación obtenida de la Generalitat Valenciana (Convenio de investigación con la Fundación CEAM) y de la Comisión Europea a través del proyecto CREOAK (DG Res. QLRT ). También agradecemos la colaboración del Departamento Forestal de la Consellería de Territorio y Vivienda en Alicante y a los trabajadores del vivero de Santa Faz. La Fundación CEAM está financiada por la Generalitat Valenciana y BANCAJA. BIBLIOGRAFÍA ALLOZA, J.M Análisis de repoblaciones forestales en la comunidad valenciana. Desarrollo de criterios y procedimientos de evaluación. Tesis Doctoral. Departamento de Producción Vegetal. Universidad Politécnica de Valencia. 301pp. BIRAN, I. & ELIASSAF, A The effect of container shape on the development of roots and canopy of woody plants. Scientia Horticulturae,12:2, CORTINA, J., BELLOT, J., VILAGROSA, A., CATURLA, R.N., MAESTRE, F.T., RUBIO, E., ORTIZ DE URBUNA, J.M. y BONET, A Restauración en semiárido. En Avances en el estudio de la gestión del monte mediterráneo. Eds. Vallejo, V.R. y Alloza, J.A.. Fundación CEAM. Pág DEL CAMPO, A., NAVARRO, R.M Caracterización del cultivo y determinación de la calidad de planta de Quercus ilex ssp ballota y Quercus suber en varios viveros forestales. Actas del III Congreso Forestal Español. Mesa 3: Granada. DOMÍNGUEZ, S La importancia del envase en la producción de plantas forestales. Quercus 134: DOMÍNGUEZ, S., HERRERO, N., CARRASCO, I., OCAÑA, B., PEÑUELAS, J.L Ensayo de diferentes tipos de contenedores para Quercus ilex, Pinus halepensis, Pinus pinaster y Pinus pinea: resultados de vivero. Actas del II Congreso Forestal Español. Mesa 3: Pamplona. DOMÍNGUEZ, S., CARRASCO, I., HERRERO, N., OCAÑA, L., NICOLAS, J.L. Y PEÑUELAS, J.L Las características de los contenedores influyen en la supervivencia y crecimiento de las plantas de Pinus pinea en campo. Actas del 1 er Simposio sobre pino piñonero. Vol. 1: Valladolid DOMÍNGUEZ, S., GARRACHON, S., OCAÑA, L., PEÑUELAS, J.L. SERRADA, R., VILLAR, P Desarrollo en campo, arquitectura radical y estado hídrico siete años después de la plantación de brinzales de Pinus pinaster cultivados en diferente contenedor. Actas del III

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