Instituto de Investigaciones Forestales de Cuba Estación Experimental Forestal Viñales.

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1 Instituto de Investigaciones Forestales de Cuba Estación Experimental Forestal Viñales. Evaluación del comportamiento de descendencias y procedencias de Tectona grandis (L. F) en Pinar del Río, Cuba Autores: Yosvany Fleitas¹, Mariano H Pérez¹ Pablo Echeverría¹, Anibal González², Miguel Rivero³, Eusebio S. González¹, José A Fuster¹ y Tomas Placencia¹. 1- Estación Experimental Forestal Viñales Km 20 carretera a Viñales, Pinar del Río, Cuba. e. mail: vinales@forestales.co.cu Telef Instituto de Investigaciones Forestales. 3- Estación Experimental Forestal Camaguey. Resumen Se exponen los resultados obtenidos en el marco del programa de mejora genética de Tectona grandis (teca) que lleva a cabo La Estación Experimental Forestal de Viñales. En este sentido se establecieron en el año 2001 sendos experimentos de descendencias y procedencias en las localidades de San Diego de los Baños y en el Km 14 carretera a Viñales. La etapa de vivero para la producción de las plantas fueron desarrolladas en bolsas de polietileno de 11.5 x 20 cm con una capacidad aproximada de 800 cc, los cuales se llenaron con suelo aluvial de la localidad. Al finalizar la etapa de vivero se realizó una medición de altura total de las plantas encontrándose diferencias significativas en ambos experimentos. Para el establecimiento de la fase de campo se empleo un diseño de bloques completos al azar con 21 tratamientos y cuatro réplicas para las descendencias y ocho tratamientos con cuatro réplicas para las procedencias. Se realizaron mediciones de altura, a los 2.5 años y altura y diámetro a los 3.5 años y los análisis de varianza realizados mostraron diferencias significativas entre las familias y entre las procedencias para los dos índices evaluados. Para el caso de las descendencias la heredabilidad para altura y diámetro fueron en sentido estricto.

2 Introducción Durante siglos la teca (Tectona grandis) ha sido la reina de las maderas dado esto por sus características de alta durabilidad, fácil labrado, cualidades estéticas, resistencia y un peso relativamente liviano (ITTO. 2004). La teca, entre las maderas, ocupa el lugar de los diamantes entre las piedras preciosas y del oro entre los metales (Bhat y Ok Ma. 2004). Los bosques de Tectona grandis crecen naturalmente en la región de Asia Pacífico, cubriendo una extensión de alrededor de 23 millones de hectáreas en la India, Laos, Myanmar y Tailandia (Bhat y Ok Ma 2004). La madera de teca (Tectona grandis) producida en bosques naturales de Myanmar, la India y Tailandia tienen excelente reputación en los mercados internacionales y atrae precios de hasta us $ 2000/ m³ para la madera en trozas (OIMT, 2004). El desafío para los productores de teca (Tectona grandis) es mejorar la calidad de la madera de los árboles de rápido crecimiento. Akwasi y Amoako (2004). Además estos autores señalan que el camino futuro para los productores de teca es mejorar la calidad de la teca cultivada en plantaciones con sistemas de rápido crecimiento. Con turnos de rotación más largos se produciría una madera de mejor calidad, pero la mayoría de los inversionistas exigen un rendimiento más rápido de su dinero. La selección genética, y manipulación a través de técnicas de cultivos tisulares y prácticas silvícolas prudentes pueden ayudar. Mandal y Chawhaan (2003), por ejemplo recomiendan tratar de aumentar el peso específico, dado a que cualquier ganancia por pequeña que sea puede tener un impacto positivo en la calidad y encontraron una correlación limitada, pero positiva entre el peso específico y la altura, el duramen y el diámetro a la altura del pecho. El peso específico es un rasgo heredado y, por lo tanto se puede lograr mediante el mejoramiento genético. (Zobel y Talbert, 1984). La comunidad forestal seguirá planteándose la interrogante de cómo optimizar la calidad de la madera en plantaciones de teca de rápido crecimiento. Deberían continuarse los esfuerzos para encontrar la respuesta mediante mejoramiento genético y silvícola, y también una necesidad cada ves mayor de inversiones tecnológicas.

3 La obtención de los beneficios económicos de los bosques, reconoce que la viabilidad económica del sector forestal es una condición previa indispensable para salvaguardar las funciones ambientales, sociales y culturales del recurso. El potenciamiento de tales funciones resulta vital para la consecución de los Objetivos de Desarrollo del Milenio de las Naciones Unidas, no sólo respecto a la finalidad de asegurar la sostenibilidad ambiental para lo cual el aporte de los bosques es obvio-, sino también en relación con el objetivo de erradicar la pobreza y el hambre extremas. FAO (2005). La prueba genética es primordial para cualquier programa de mejoramiento genético forestal exitoso, serio y eficaz. Zobel y Talbert (1988). Además establece las bases para tomar decisiones genéticas que incluyan el manejo de huertos semilleros, y proporciona el material y la información que serán la base de los esfuerzos del mejoramiento genético forestal de generación avanzada. En tal sentido es importante que se tenga extremo cuidado en asegurarse de que el programa de prueba genética esté concebido y se ponga en práctica de modo que puedan obtenerse máximas ganancias tanto a corto como a largo plazo. Con el objetivo de comparar el comportamiento de diferentes genotipos de Tectona grandis, en la provincia de Pinar del Río, la Estación Experimental Forestal de Viñales viene conduciendo sendos experimentos en el km 14 de la carretera a Viñales y en San Diego de los Baños cuyos resultados se reportan en este informe.

4 Materiales y Métodos Fase de vivero La producción de posturas se desarrolló en el vivero de la Estación Experimental Forestal de Viñales y en el vivero de San Diego de los Baños perteneciente a la Empresa Forestal Integral de Costa Sur. El envase utilizado fue bolsas de polietileno de 11.5 x 20 cm y como sustrato se usó suelo aluvial de ambas localidades. El tratamiento pregerminativo de la semilla consistió en mantener 48 horas en agua a temperatura ambiente con cambio cada 12 horas. En el mes de febrero de 2001 se realizó la siembra en el vivero depositando 1 o 2 semillas en cada bolsa según la disponibilidad de esta. Las descendencias utilizadas en este experimento son: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 106, 107, 108, 129, 202 y 204 y las procedencias utilizadas están representadas en la siguiente tabla. Tabla No. 1 Fuentes semilleras representadas en las pruebas de procedencias. No Nombre de la fuente Localidad Municipio Provincia 1 Rodal San Ricardo Itabo Martí Matanzas 2 Rodal Esta. Experimental Itabo Martí Matanzas 3 Masa semillera La Brea La Brea Camajuani V. Clara 4 Rodal Favorito Bibanasi Martí Matanzas 5 Msa semillera Jobabo Jobabo Las Tunas 6 Msa semillera Hoyo de Pipa Guisa Guisa Gramma 7 Msa semillera Cinco Puntos Camaguey Camaguey Camaguey 8 Msa semillera El Modelo S. Spiritus S. Spiritus S. Spiritus 9 Msa semillera Puesto de mando Baracoa Baracoa Guantánamo Durante la permanencia de las posturas en los viveros, se les dio una esmerada atención según la NRAG. 326 (1978) citada por Gra y Col Antes de ser plantadas las posturas en el mes de septiembre se realizó una medición de altura total de las plantas, tomando una muestra de 20 plantas en el centro de cada parcela. Fase de campo Localidad km 14 carretera a Viñales. El área seleccionada para el establecimiento del experimento es de topografía ondulada con un suelo esquelético natural (ACC 1980).

5 La temperatura promedio anual es de 24.4 ºc siendo la del mes más caliente 28.4ºc y en el mes más frío 16.4ºc con un promedio de precipitaciones de 1495 mm anuales. Estos datos fueron obtenidos de la estación meteorológica más cercana ubicada en el km 4 carretera a la Coloma Pinar del Río utilizando datos promedios de 23 años. El área estaba dedicada al pastoreo de ganado mayor y la preparación del suelo consistió en chapea y aradura con bueyes. La plantación se efectuó en el mes de septiembre de 2001 utilizando un diseño de bloques completos al azar con cuatro repeticiones, 21 tratamientos, tres plantas por parcelas y espaciamiento de tres por tres metros para las descendencias y para las procedencias ocho tratamientos con cuatro réplicas. EL área se ha mantenido limpia mediante una chapea anual a todo el experimento. Localidad San Diego de los Baños. Esta área presenta una topografía ligeramente ondulada con una pendiente del 3% y un suelo Ferralítico Rojo Lixiviado (ACC. 1980). Según datos de la Estación Meteorológica de Paso Real de San Diego, con promedio de observaciones de 54 años, la temperatura promedio anual es de 24. 5ºc siendo la del mes más caliente 27.1ºc y el la del mes más frío 17.2 ºc y las precipitaciones promedio anual es de 1437 mm. El área estaba siendo usada en la producción de cultivos varios y su preparación consistió en aradura total. La plantación se efectuó en el mes de septiembre de 2001 con un diseño de bloques completos al azar con 21 tratamientos, tres plantas por parcela y cuatro repeticiones a un espaciamiento de tres por tres metros para las descendencias y para las procedencias ocho tratamientos con cuatro réplicas. EL área se ha mantenido limpia mediante una chapea anual a todo el experimento. La mayoría de los experimentos genéticos se analizan mediante análisis de varianza, este método estadístico le permite al genetista forestal dividir la variación observada en sus componentes genético y ambiental y determinar las interacciones de ambas.

6 Tabla No.2 Análisis de varianza para una prueba genética de medios hermanos plantados en un diseño de bloques completos al azar. Fuente de variación Grados de libertad Cuadrados medios Cuadrados medios esperados Réplicas R 1 MS 4 ²w + A ²RF + AF ²R Familias F 1 MS 3 ²w + A ²RF + AR ²F Fam. X Rep. (F 1) (R 1) MS 2 ²w + A ²RF Árboles dentro de las parcelas R F (A 1) MS 1 ²w Donde: F, R y A se refiere al número de familias, repeticiones y árboles por parcelas en cada familia. ²w, ²RF, ²F y ²R son respectivamente, las componentes de varianza dentro de la parcela, en la repetición por la familia, en la familia y en la repetición. (Tomado de Zobel y Talbert 1988). La heredabilidad en sentido estricto de árboles individuales (h²), es decir la proporción de varianza genética aditiva respecto a la varianza fenotípica, se calculó según Zobel Y Talbert (1988. ²A 4 ²F h²i = = ²P ²w + ²RF + ²F Para estimar la heredabilidad a nivel de familias se empleo la formula: ²F h²f = ²w /AR + ²RF/A + ²F

7 Resultados y Discusión Fase de vivero Los datos de las mediciones de vivero fueron procesados estadísticamente mediante análisis de varianza de clasificación simple y se encontraron diferencias altamente significativas en Viñales y significativas en San Diego de los Baños al igual que en el estudio de las procedencias. Reportado por Echeverría y Col. (2005). El desarrollo alcanzado por las plantas fue superior en el vivero de Viñales que en el vivero de San Diego. Tabla No.3 Tabla No. 3 Resultados de las mediciones y los análisis de los datos de la etapa de vivero. Km 14 a Viñales San Diego de los Baños Fam. Altura Grupos media (cm) a ab ab b bc bc cd cd cd cd cd cde de de def ef ef ef fg fg fg Fam. Altura media Grupos (cm) a a a a a a a a ab ab ab ab ab ab bc bc bc bc c c Nota: Medias con letras desiguales difieren estadísticamente a P < 0.05.

8 Como se puede apreciar las diferencias entre los diferentes genotipos (familias) son como lo demostró el análisis de varianza, altamente significativas. Aquí se destacan con alturas que superan los 28,0 cm las familias 9; 8; 11; 7: 10 y 15. Fase de Campo En la fase de campo (Tabla No.4) la altura promedio alcanzada en el Km 14 de la carretera a Viñales por todas las familias a los 2,5 años fue de 6.02 m, equivale a un incremento medio anual en altura de 2,41 m, se considera óptimo y supera a los valores de la localidad de San Diego. Se destacan en esta localidad las familias 9; 15; 19; 13 y 8 con un incremento medio de 2,67 m por año. Resultados similares han sido reportados por Echeverría y col (2005). en un estudio de procedencias de Tectona grandis en esta propia localidad, por lo que en este caso se deben seleccionar los mejores individuos dentro de las familias destacadas para la consecución del programa de mejora genética en esta especie. Las pruebas de rangos múltiples mostraron diferencias significativas entre las progenies (Tabla No. 4). Las cinco mejores familias superan a las 5 peores en un 25 % en la altura media. En el área experimental de San Diego se alcanzaron resultados inferiores a los obtenidos en el Km 14 de la carretera a Viñales. En esta prueba se midió también el d l.30 m y al igual que en la altura (Tabla No. 3) las diferencias entre familias y entre los bloques, fueron significativas. La altura media fue de 4.01 m y 5.45 cm de diámetro medio 1.30 m. Las mejores cinco familias en la altura media superan a la media de la población en un 18%, mientras que en el diámetro medio las cinco familias que se ubicaron entre las mejores en el ordenamiento de las medias, superan a la media de la población en un 19%. En la localidad del Km 14 de la carretera a Viñales, se excluyeron del análisis algunos bloques que quedaron ubicados en un sitio pobre, en una pendiente de un 15 %, con efectos negativos de la erosión. En este sentido es de señalar que Tectona grandis es una especie exigente a suelos profundos, fértiles y con buen drenaje.

9 Los valores de heredabilidad calculados 0.54 y 0.66 para árboles individuales y de 0.76 a 0.83 para la heredabilidad a nivel de familias, se ubican próximos a lo reportado por Mesén y Cornelius (2000) para Vochiysia guatemantensis en un ensayo de procedencias progenies donde calcularon valores de 0.69 para el diámetro y 0.68 para la rectitud del fuste. Tabla No. 4 Resultados de las mediciones de campo (datos promedios a los 2,5 y 3,5 años en Km 14 a Viñales y San Diego de los Baños respectivamente) Km 14 a Viñales Fam. Altura media grupos (m) a a ab abc abc abc abc abc abc abc abc bcd bcd cd cd d d d d d d San Diego de los Baños Fam. Altura media (m) grupos Diámetro medio Grupos a 6.90 a ab 6.71 a ab 6.46 a ab 4.21 c ab 6.22 a ab 5.28 b ab 6.11 a ab 5.38 b bc 5.75 b bc 5.81 b bc 5.58 b bcd 6.21 a bcd 5.25 b bcd 5.29 b cd 5.15 b cd 6.04 a cd 4.56 c cd 5.21 b cd 3.97 c d 4.00 c d 4.02 c

10 Ganancia genética El principal objetivo de un programa de mejoramiento genético forestal es cambiar las características importantes de los árboles, en forma tal que las plantas mejoradas tengan un rendimiento cuantitativo y cualitativo superior al del material no mejorado. La diferencial de selección "S" es la diferencia existente entre la media de los individuos seleccionados ( Xs ) y la media de la población ( X ). Simbólicamente se expresa como: S = Xs X Para el cálculo de la ganancia genética se utilizo la formula: G = i x h² x P Donde: i = intensidad de selección h² = heredabilidad en sentido estricto P = desviación estándar fenotípica La ganancia genética obtenida seleccionando el 30 % de las mejores familias en los dos índices evaluados fue de 17 19% para la altura total y del 25% para el diámetro. En el comportamiento de las procedencias en los viveros (Tabla No. 5) se aprecia una superioridad del vivero de la Estación Experimental con respecto al de San Diego. Sin embargo existe una correlación fuerte en los resultados que alcanzan las procedencias, pues en sentido general las que se destacan en Viñales (Cinco Puntos y El Modelo) se ubican también entre las mejores de San Diego pero con valores más bajos. Esto se debe a que en el vivero experimental las atenciones en sentido general se realizaron con mayor eficiencia. Tabla No. 5 Resultados de la medición de altura total (datos promedios) por procedencias al finalizar la etapa de vivero. No Procedencias Vivero Viñales (cm) Vivero San Diego (cm) 1 San Ricardo Estación Exp. Itabo La Brea Favorito Jobabo

11 6 Hoyo de Pipa Cinco Puntas El Modelo Puesto de Mando En el km 14 de la carretera a Viñales la medición de altura total a los 2,5 años (Tabla No.6) se encontró diferencias significativas entre las procedencias, y altamente significativas entre los bloques. A esta temprana edad y a pesar de haber sido afectada por los huracanes Isidore y Lili, se destacan las procedencias La Brea con una altura media de 6,71 m, la procedencia de San Ricardo con una altura media de 6,26 m, y finalmente la procedencia de Puesto de Mando con una altura media de 5,98 m como se expresa al inicio, las mayores diferencias en esta unidad experimental se encontraron entre los bloques, debido a que unos quedaron ubicados en la parte baja de la ladera donde se acumulan los arrastres y otros en la parte alta de la pendiente donde el suelo esta mas erosionado. Sin embargo esto constituye un resultado a tener en cuenta en la reforestación con esta especie, que es muy exigente en cuanto a fertilidad y profundidad de los suelos, por lo que las plantaciones deben realizarse preferiblemente en suelos con estas características. San Diego de los Baños El análisis de varianza realizado con las mediciones de altura total en el campo, a los 3,7 años de establecido el experimento se encontraron diferencias significativas entre las procedencias y también entre los bloques. La prueba de Rangos Múltiples de Duncan (Tabla No.6) señala que la procedencia Cinco Puntos, San Ricardo y La Brea superan significativamente a la procedencia Hoyo de Pipa siendo esta la de peor comportamiento en ambas la etapas ( vivero y campo). En sentido general, en esta localidad el desarrollo de las plantas ha sido más lento que en el km 14 de la carretera a Viñales. Hay que señalar que esta unidad experimental fue afectada en octubre de 2002, por los huracanes Isidore y Lili. Por otro lado, aun cuando se trata de evaluaciones tempranas, representan avances que se están logrando en el mejoramiento genético de esta importante especie a nivel de la selección de los mejores rodales semilleros para garantizar semillas de superior calidad para los programas de reforestación en la provincia de Pinar del Río.

12 Tabla No.6 Resultados de las mediciones de altura total en metros (datos promedios) en las dos áreas experimentales. No Procedencias Km14 carret. a Viñales San Diego de los (m) Baños (m) 1 San Ricardo Estación. Exp. Itabo La Brea Rodal Favorito Masa Semillera Jobabo Hoyo de Pipa Cinco Puntos El Modelo Puesto de Mando Conclusiones Tanto la fase de vivero como en el campo las diferencias entre familias han sido significativas. Existe un grupo de progenies que se destacan desde el vivero y presentan un comportamiento adecuado en los sitios objeto de estudio. Ellas son las familias 15, 9, 19, 12, 8, 3 y 7. Atendiendo a que existen también diferencias dentro de las familias y teniendo en cuenta que el diseño experimental utilizado, se adopto para la conversión de las áreas experimentales en huertos semilleros de plántulas se deben acometer aclareos en favor de los árboles futuros. Esto incluye individuos sobresalientes de familias no seleccionadas. Los altos valores de heredabilidad en sentido estricto, tanto a nivel de árbol individual como para las familias, muestran los progresos que se pueden alcanzar en el programa de mejoramiento genético y establecimiento de plantaciones comerciales en esta valiosa especie forestal.

13 Las ganancias genéticas obtenidas 17 19% para la altura y el 25% para el diámetro a 1.30 m, representa avances muy significativos en la mejora genética de Tectona grandis.

14 Bibliografía - ACC Instituto de suelos. II Clasificación Genética de los suelos de Cuba. Habana: ED. Academia. 20 p. - Akwasi A y O. Amoako, El desafío para los productores de teca es mejorar la calidad de la madera de los árboles de rápido crecimiento. Actualidad Forestal Tropical. V.12 No.1 (2004). - Bhat. K.M y H. Ok Ma (2004) Productores de teca, Uniros: Actualidad Forestal Tropical V. 12 No. 1 (2004). - Echeverría, P; Y, Fleitas; M. H Pérez,; A, Gonzáles; M, Rivero; E. S Gonzáles; J. A, Fuster, y T, Placencia. (2005 ) Comportamiento de procedencias de Tectona grandis(l. F) en Pinar del Río. DEFORS(2005). - FAO 2005 Situación de los Bosques del Mundo. Roma. - Grá. H. J. M. Montalvo, M. A. Betancourt, J. Durante y E. Cordero Manual de Viveros Forestales Instituto de investigaciones Forestales. Ministerio de la Agricultura, Ciudad de la Habana ITTO Perspectivas para la teca de plantaciones. Actualidad Forestal Tropical V. 12 No. 1 (2004). - Mesén, F.y Cornelius J. (2000): Evaluación de un ensayo de procedencias progenies de Vochysia guatemalensis a los ocho años de edad, con fines de conservación en huertos semilleros, II Simposio sobre Avances en la producción e semillas forestales en América Latina. Memorias. Turrialba, Costa Rica. - NRAG.326 (1978) Vivero Forestal. Atenciones culturales en la producción de posturas en bolsas. Ministerio de la Agricultura. - Obregón. A y Morleno, F (1991). Características de los suelos de Alturas de Pizarra, P. del Río. Primer Taller Científico sobre desarrollo integral de la montaña y utilización de los recursos forestales. P. del Río. - OIMT Reseña anual y evaluación de la situación mundial de las maderas, 2001 OIMT, Yokohama, Japón. -. Zobel, B y J. Talbert Técnicas de mejoramiento genético de árboles forestales. Editorial Limusa. Primera México, D. F.

15 Ponencia presentada en: V Simposio Internacional sobre Manejo Sostenible de los Recursos Forestales. SIMFOR. 26 al 28 de abril del 2008 Universidad de Pinar del Río Hnos. Saiz Montes de Oca