Optimización de la producción en vivero de Astragalus nitidiflorus, una especie en peligro crítico de desaparición

Transcripción

1 COLABORACIÓN TÉCNICA Optimización de la producción en vivero de Astragalus nitidiflorus, una especie en peligro crítico de desaparición María José Vicente Colomer, Encarnación Conesa Gallego, Sebastián Bañón Arias y Juan José Martínez-Sánchez. Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica. Departamento de Producción Vegetal. Universidad Politécnica de Cartagena En septiembre de 2012 se puso en marcha el proyecto LIFE CONSERVASTRATRAGALUS-MU (LIFE11 BIO/ES/727) para la conservación de Astragalus nitidiflorus, una leguminosa herbácea endémica de Cartagena (Murcia) catalogada en peligro crítico de extinción. Con tan solo una población fragmentada en cuatro núcleos poblacionales y algo más de un centenar de ejemplares adultos reproductores se hace urgente el reforzamiento de los núcleos existentes y la reintroducción de nuevas poblaciones. La producción de planta en vivero para poder llevar a cabo estos reforzamientos poblacionales exige la disponibilidad de planta de calidad para un trasplante a campo en condiciones normales, muy poco favorables. Para lograrlo, en el marco de este proyecto Life+ la Universidad Politécnica de Cartagena ha desarrollado una serie de ensayos para lograr optimizar la producción de planta en vivero: siembras en diferentes fechas, empleo de distintos tipos de sustratos, nodulación con microorganismos del suelo, etc. Tras la ejecución de estos ensayos en vivero se llega a la conclusión de que la producción de planta de calidad en vivero es posible siempre y cuando estas plantas estén noduladas con los microorganismos que se encuentran en el suelo de su hábitat natural. En la actualidad se continúan los estudios encaminados a determinar los microorganismos simbióticos que forman los nódulos radiculares en esta especie. Introducción Astragalus nitidiflorus es una leguminosa herbácea endémica de Cartagena (Murcia) en peligro crítico de extinción (Foto 1). Esta especie, descrita en 1910 por Jiménez Munuera y Carlos Pau, ha pasado desapercibida para los botánicos hasta que en 2004 fue encontrada de nuevo a unos 25 km de la ciudad de Cartagena (Murcia). La germinación de sus semillas se produ N. o 66

2 ce en los meses de otoño e invierno, desarrollándose las plántulas si las lluvias han sido propicias hasta la época estival, cuando por falta de humedad pierden las hojas y quedan en reposo las yemas (comportamiento hemicriptófito) (Figura 1). Tras las lluvias del otoño brotan y comienzan un segundo periodo vegetativo que da lugar a su primera floración en primavera. Tras pasar el segundo periodo de reposo estival comienza su tercer periodo de crecimiento en el que de nuevo florecerán y fructificarán (normalmente de forma más abundante que en su primera floración), y aquellas que sean capaces de sobrevivir tendrán un cuarto y último periodo de crecimiento. Se encuentra asociada a sustratos volcánicos de naturaleza basáltica, creciendo en áreas ligeramente alteradas por el hombre para la agricultura extensiva de secano (bordes de cultivos y terrenos de labor abandonados recientemente). Actualmente, la planta cuenta únicamente con una pequeña metapoblación situada en los afloramientos volcánicos del oeste de Cartagena, en el complejo de Cabezos del Pericón, que contiene cuatro subpoblaciones muy próximas entre sí (Foto 2). Desde 2012 es objeto de un proyecto Life+ (LIFE CONSERVASTRATRAGALUS- MU) para su conservación, y una de las acciones más apremiantes de dicho proyecto ha sido el reforzamiento de las mermadas poblaciones de la especie junto con la creación de nuevos núcleos poblacionales. De hecho, la reintroducción de especies en su hábitat natural es considerada una técnica muy interesante para evitar la extinción de especies amenazadas. Sin embargo, los estudios de los numerosos ensayos de reintroducción llevados a cabo alrededor del mundo han puesto de manifiesto que son muchos los factores que pueden causar el fracaso de una introducción. La producción de planta en vivero para el reforzamiento de poblaciones naturales exige la búsqueda de plantas con buena aptitud para un trasplante a campo en condiciones, la mayor parte de las veces en el sureste ibérico, muy poco favorables. Además, en el caso de las especies amenazadas, para las cuales a veces se dispone de escasa cantidad de semillas, es importantísimo optimizar la transformación de cada una de las semillas en una planta sana con Localización de la metapoblación de Astragalus nitidiflorus Figura 1. Esquema del ciclo de vida de Astragalus nitidiflorus elevada capacidad de arraigo cuando se lleva a campo. Persiguiendo esos objetivos hemos desarrollado en los últimos años toda una serie de ensayos en la Estación Experimental Agroalimentaria Tomás Ferro, situada en la localidad Ejemplar de Astragalus nitidiflorus en floración de La Palma (Cartagena), y perteneciente a la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos de la Universidad Politécnica de Cartagena, que han arrojado datos muy interesante para el cultivo de esta especie en vivero. Asociación y Colegio Oficial de Ingenieros Técnicos Forestales 59

3 Dificultad de riego de alveolos cuando la planta es demasiado grande Fechas de establecimiento del vivero Las semillas de A. nitidiflorus suelen presentar letargo físico, que se rompe fácilmente con la escarificación mecánica de la cubierta seminal. Una vez escarificada la semilla es capaz de germinar en un intervalo muy amplio de temperaturas. Siguiendo la fenología de germinación de la especie, los primeros ensayos de producción de planta en vivero se establecieron en otoño (octubre-noviembre). Las semillas germinan sin problemas y el crecimiento de las plántulas no se ve afectado por los fríos del invierno, ya que las heladas son prácticamente inexistentes en esta época. Sin embargo, las plantaciones primaverales se desaconsejan rotundamente en estas localidades, por lo que la planta debe mantenerse en vivero hasta el otoño próximo. Esto acarrea problemas de exceso de tamaño para los contenedores forestales utilizados (necesidad de trasplante a maceta), de dificultad para el riego por aspersión, mayor gasto de agua y mayor riesgo de aparición de plagas y enfermedades en el vivero (Foto 3). Para evitar estos inconvenientes que presentan las plantas con casi un año de edad en vivero se llevaron a cabo siembras primaverales (de marzo a mayo), permaneciendo las plantas entre cinco y siete meses hasta su trasplante en campo (octubre). Estas plantas adquieren un tamaño considerable y acumulan suficientes reservas durante la fase de vivero como para poder florecer en la primera primavera tras el trasplante. No obstante, presentan el mismo inconveniente de las plantas sembradas en otoño al tener que pasar el verano en contenedores de escaso volumen en relación a su desarrollo, y el manejo del riego es difícil. Para evitar tener plantas bien desarrolladas en el vivero cuando llega la época estival, y habida cuenta de que las plantas con cuatro o cinco meses tienen un tamaño idóneo tanto de la parte aérea como del sistema radicular, hemos retrasado las siembras hasta el mes de julio. Las semillas escarificadas germinan perfectamente en esa época y el riego estival se maneja muy fácilmente al tener muy poca demanda las plántulas y encontrarse la superficie de las bandejas forestales prácticamente libre de hojas. De esta manera, cuando llegan las precipitaciones otoñales y las temperaturas empiezan a bajar (octubre y noviembre), ya se tienen plantas de tres o cuatro meses disponibles para su trasplante a campo. Problemas de producción con sustratos comerciales para el cultivo en vivero En los primeros ensayos de vivero se usaron para el crecimiento de las plántulas bandejas forestales rellenas con mezclas de turba, perlita y vermiculita en las proporciones que suelen usarse para los semilleros hortícolas y forestales. Aunque las plantas se desarrollaban con normalidad en sus Crecimiento de Astragalus nitidiflorus en vivero a los cuatro meses en diferentes sustratos. De izquierda a derecha: mezcla 1:6, mezcla 1:7 y turba sola N. o 66

4 Crecimiento de Astragalus nitidiflorus en vivero a los seis meses en diferentes sustratos primeras etapas de desarrollo, a partir del tercer mes desde la siembra el desarrollo de las plantas se ralentizaba coincidiendo con una clorosis que acababa deteniendo por completo el crecimiento, llegando a morir parte de ellas. Este patrón se repetía una y otra vez, incluso con diferentes mezclas de sustratos comerciales. Esto nos hizo pensar que la obtención de plantas de calidad en el vivero requeriría algún micronutriente ausente en dichos sustratos o de determinados microorganismos del suelo. Partiendo de la hipótesis de que algún componente del suelo del hábitat de la especie era necesario para su producción en vivero, se llevó a cabo un ensayo utilizando mezclas de turba con dicho suelo (proporciones turba:suelo de 1:6 y 1:7 en volumen) y turba sin suelo como testigo. Los resultados mostraron que durante los dos primeros meses todas las plántulas presentaron un crecimiento similar, como indicaban los datos del peso de las raíces (Figura 2) y el peso de los tallos (Figura 3). Sin embargo, a partir del tercer mes, las plantas sembradas solo en turba comenzaron a ralentizar su crecimiento e incluso a amarillear, mientras que las plantas de los otros dos sustratos continuaban con un buen desarrollo (Foto 4). De hecho, los valores de clorofila tomados con un medidor de mano (Minolta SPAD 502) en plantas sembradas en turba apenas llegaron a la mitad de los obtenidos en plantas sembradas en sustratos con suelo del hábitat. A los seis meses las plantas sembradas en turba tuvieron un crecimiento muy bajo en comparación con el buen crecimiento de las plantas Escáner del programa WinRhizo de las raíces de Astragalus nitidiflorus a los seis meses de crecimiento en distintos sustratos. De izquierda a derecha: turba, mezcla 1:6, mezcla 1:7 Figura 2: Medida del peso de las raíces de plantas de Astragalus nitidiflorus en los tres tipos de sustratos utilizados Figura 3: Medida del peso de los tallos de plantas de Astragalus nitidiflorus en los tres tipos de sustratos utilizados sembradas en los sustratos 1:6 y 1:7 (Foto 5). Las plantas de los sustratos 1:6 y 1:7 se desarrollaron de forma similar, no encontrándose diferencias significativas ni en el sistema radicular ni en la parte aérea (ver Figuras 1 y 2). Al sexto mes hubo una notable diferencia del desarrollo de las raíces de las plantas en las mezclas 1:6 y 1:7 con las plantas en turba, como nos muestran los resultados del escáner realizado con el programa WinRhizo (Foto 6). Por otra parte, las plantas que crecieron en mezclas con suelo del hábitat de la especie mostraron numerosos nódulos en sus raíces (por término medio, unos 43 nódulos por planta en mezcla 1:6, y unos 33 nódulos, en mezcla 1:7), mientras que las plantas desarrolladas en turba apenas nodularon (media de 0,5 nódulos por planta). Comprobada la incapacidad de la planta para desarrollarse por sí misma y sin ningún tipo de abonado en los sustratos comerciales típicamente usados en semilleros hortícolas y viveros forestales si no es con aporte de Asociación y Colegio Oficial de Ingenieros Técnicos Forestales 61

5 Desarrollo de plantas y de la raíz de Astragalus nitidiflorus a los tres meses de cultivo en sustrato con suelo del hábitat esterilizado Desarrollo de plantas y de la raíz de Astragalus nitidiflorus a los tres meses de cultivo en sustrato con suelo del hábitat sin esterilizar Sustratos Peso de hojas Peso de raíces N.º de hojas N.º de nódulos Con suelo del hábitat esterilizado 0,0604±0,0164 0,0345±0,0066 5,4±0,5 0,4±0,7 Con suelo del hábitat sin esterilizar 0,2517±0,0473 0,1228±0,0448 8,7±2,7 22,7±11,8 Estad. F=145,707 P=0,000 F=38,027 P=0,000 M-W P=0,000 F=35,283 P=0,000 Tabla 1: Datos de peso de hojas y raíces y número de hojas y nódulos de plantas de Astragalus nitidiflorus a los tres meses de cultivo en diferentes sustratos suelo del hábitat de la planta, se llevó a cabo un último ensayo con suelo del hábitat esterilizado en un autoclave a 121 ºC durante 20 minutos. Este proceso se realizó dos veces consecutivas para asegurar la correcta esterilización del suelo. Al esterilizar el suelo del hábitat se eliminan todos los posibles microorganismos que habiten en él. Comparando el crecimiento de las plantas en estos suelos esterilizados frente al que mostraran en suelos no esterilizados se pretendía averiguar si el buen desarrollo de las plantas en sustratos con suelo del hábitat era debido a los microorganismos que formaban los nódulos radiculares o a algún tipo de micronutriente poco común que contuviera dicho suelo. Tres meses de cultivo fueron suficientes para observar claras evidencias de un desarrollo mucho menor de las plantas en el sustrato con suelo del hábitat esterilizado que en el del suelo sin esterilizar, tanto en la parte aérea como en el sistema radicular (Fotos 7 y 8). Las plantas crecidas con suelo del hábitat no esterilizado obtuvieron un desarrollo foliar y radicular que duplicaba el de las plantas sembradas en suelo esterilizado (Tabla 1). Además, únicamente se observaron nódulos radiculares en las plantas con suelo del hábitat sin esterilizar. Importancia de la simbiosis con microorganismos del suelo Tras estas baterías de ensayos en vivero llegamos a la conclusión de que la producción de planta de calidad en vivero es posible siempre y cuando seamos capaces de obtener plantas noduladas con los microorganismos que se encuentran en el suelo de su hábitat natural (Foto 9). Posiblemente se puedan obtener plantas sobre turba o fibra de coco sin necesidad de nodularlas, a base de acertados programas de fertirrigación que aporten los nutrientes necesarios a la planta y que no se encuentran en suficiente cantidad o bien proporcionados en los sustratos comerciales. No obstante, los microorganismos asociados a las raíces no solo aportan nutrientes a las plantas sino que también les confieren resistencias a diferentes tipos de estrés que van a sufrir en la naturaleza. Aunque sería muy interesante ensayar las posibilidades de obtener planta en vivero a base de una adecuada fertilización, creemos que para el posterior trasplante a campo estas plantas pudieran no tener las garantías de éxito que ofrecen las noduladas en vivero con los propios microorganismos del suelo. Sí consideramos de gran interés los estudios encaminados a determinar los microorganismos simbióticos que forman los nódulos radiculares para su cultivo en laboratorio y posterior inoculación en semillas o plántulas. De hecho, hoy en día el grupo de investigación Nuevos sistemas simbióticos Rhizobium-Leguminosa, del Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (CBGP) de Madrid, está llevando a cabo estos estudios. Detalle de los nódulos en las raíces de Astragalus nitidiflorus N. o 66