Producción de patrones

Los patrones se obtuvieron de semilla recolectada de 20 árboles seleccionados por su porte superior en altura (26 a 34 m) y diámetro (35 a 40 cm), ubicados en rodales del ejido Peñuelas Pueblo Nuevo, municipio Chignahuapan, Puebla (19°57’21’’ N y 98°06’40’’ O, 2 650 m). La planta se produjo en el vivero del Programa del Pos grado en Ciencias Forestales del Colegio de Postgraduados, Texcoco, México (19°27’37’’ N y 98°54’23’’ O, 2 240 m). La siembra se hizo en contenedores individuales plastificados con capacidad de 310 cm³, con un sustrato compuesto por turba de musgo, perlita y vermiculita (2:1:1). Al año de la siembra se realizó el trasplante a bolsas de plástico negro de 19×22 cm (diámetro × altura) y capacidad de 6 L, con sustrato a base de mezcla de corteza de pino compostada, turba, perlita y aserrín de pino (4:2:2:2).

Recolección y manejo de púas

El 29 de abril de 2023 se recolectaron brotes del último ciclo de crecimiento de 12 árboles superiores, con base en su crecimiento y conformación, ubicados en Chignahuapan e Ixtacamaxtitlán, Puebla. Los árboles seleccionados tenían altura (18 a 26 m) y diámetro (19 a 25 cm) dominante, fuste recto, inserción de ramas en ángulo cercano a 90° y buena poda natural. En cada procedencia se seleccionaron seis árboles: dos con yemas en latencia, dos en el inicio del crecimiento de las yemas y dos con yemas en pleno crecimiento. Los estadios fenológicos se definieron con base en las características de crecimiento de las yemas; las púas en latencia fueron aquellas en las que no se observó elongación de las yemas (Figura 1A), mientras que las púas en crecimiento mostraron elongación inicial (inicio del crecimiento) (Figura 1B) y desarrollo de las mismas (pleno crecimiento) (Figura 1C).

A = Latencia; B = Inicio del crecimiento; C = Pleno crecimiento.

Figura 1 Estadio fenológico de las púas. 

Para mantener la humedad en las púas e impedir su deshidratación, el transporte se realizó en hielera de plástico con bolsas de hidrogel congelado en su interior; con ello se evitó el contacto directo con las varetas. Las púas se sometieron al siguiente manejo antes de su injertación: (a) eliminación de acículas, (b) desinfección con agua, jabón líquido y cloro al 2 %, (c) remojo en solución a base de agua y fungicida Captán ^® 50PH a razón de 10 g L^-1 por 15 minutos, (d) enjuague con agua destilada, y (e) almacenamiento en una hielera aproximadamente 15 minutos antes del injerto.

Establecimiento del ensayo y el procedimiento del injerto

Los injertos se realizaron el 30 de abril de 2023 en el vivero del Posgrado en Ciencias Forestales del Colegio de Postgraduados Campus Montecillo, Texcoco, México. Los patrones tenían una edad de 18 meses y su altura y diámetro al cuello de la raíz promedio era de 70 y 1.5 cm, respectivamente. Se siguió la técnica de enchapado lateral descrita por ^{Pérez-Luna et al. (2019)}. La púa se preparó mediante dos cortes tangenciales paralelos de 5 y 1 cm de longitud cada uno (Figura 2A). En el patrón se realizó un corte tangencial de 4 cm de longitud con una ligera hendidura de 1 cm de profundidad (Figura 2B) para lograr un empate adecuado del injerto, el cual se fijó con hule cristal calibre 4 mm. Se emplearon dos tipos de varetas para injertar: púas con yema terminal (Figura 2C) y púas basales (sección de la base de la ramilla recolectada en campo, generalmente desechada en actividades de injertación) (Figura 2D). El injerto se cubrió con una bolsa de plástico transparente de 0.75 L, con desinfectante a base de sales de amonio cuaternario (10 mL L^-1 de agua) aplicado por atomización para generar un microclima de alta humedad relativa (Figura 2E), el cual se cubrió con una bolsa de papel Kraft para proteger al injerto de la radiación solar y evitar la deshidratación (Figura 2F).

A = Corte en la púa; B = Corte en el patrón; C = Injerto de púa con yema terminal; D = Injerto de púa basal; E = Microclima con bolsa plástica humedecida; F = Injertos cubiertos con bolsa de papel Kraft.

Figura 2 Proceso de injertado. 

La bolsa de papel se retiró a los 15 días después del injertado, el microclima se eliminó a los 30 días y a los 60 días se comenzó con la liberación (poda del líder central) del injerto. Los injertos se mantuvieron en condición de malla sombra con 60 % de retención de luz y fueron regados tres veces por semana con agua adicionada con fertilizante hidrosoluble Peters ^® triple 20 (N-P-K) a una dosis de 5 g L^-1. Las temperatura máxima, mínima y media observadas durante el periodo de evaluación fue de 28.4, 2.7 y 16.7 °C, respectivamente. La humedad relativa del sitio donde se mantuvieron los injertos fluctuó entre 48 y 66 %.

Tratamientos y diseño experimental

Los tratamientos evaluados se basaron en la fenología de las púas del árbol donante (latencia, inicio del crecimiento y pleno crecimiento) y el tipo de vareta injertada (púa con yema y basal), además de su interacción. En total se evaluaron seis tratamientos: tres estadios fenológicos × dos tipos de púa. Por cada estadio fenológico se realizaron 32 injertos, la mitad fueron con yemas terminales y la otra mitad con púas basales. El experimento se distribuyó en un diseño completamente al azar con arreglo factorial 3 × 2 con 16 repeticiones. En total se evaluaron 96 injertos. El prendimiento (elongación y generación de acículas nuevas) y la supervivencia (injerto con tejido turgente) se evaluó cada 15 días hasta los 90 días después del injertado con variables dicotómicas: injerto con prendimiento (1), sin prendimiento (0), e injerto vivo (1) y muerto (0). El modelo estadístico usado fue:

Donde:

Y _ijk = Valor de la variable respuesta de la k-ésima repetición del i-ésimo nivel de A y del j-ésimo nivel de B

µ = Media general

A _i = Efecto del i-ésimo nivel del factor A (estadio fenológico)

B _j = Efecto del j-ésimo nivel del factor B (tipo de púa)

AB _ij = Efecto de la interacción del i-ésimo nivel de A y j-ésimo nivel de B

Є _ijk = Error experimental

Análisis estadístico

Con los datos obtenidos se efectuó un análisis de varianza (ANOVA) para distribución binomial con el procedimiento lineal generalizado mixto (GLIMMIX) de SAS versión 9.4 (^{SAS Institute, 2013}) para detectar diferencias estadísticas (p<0.05) entre tratamientos sobre el prendimiento y la supervivencia. El modelo de tiempo de fallo acelerado de Weibull (Ecuación 2) se ajustó para determinar, si la fenología de los árboles donantes de púas y el tipo de púa ejercían un efecto significativo sobre el tiempo promedio de prendimiento y la mortalidad de los injertos.

Donde:

Ln(T) = Logaritmo natural del tiempo de fallo acelerado (prendimiento y mortalidad)

α = Parámetro de forma del modelo

βxi = Estimador atribuido al i-ésimo tratamiento

σε = Parámetro de escala atribuido al error del modelo

La razón de riesgo de Weibull (Ecuación 3) y la probabilidad de muerte (Ecuación 4) se calcularon con las ecuaciones descritas por ^{Pérez-Luna et al. (2021)}.

Donde:

RR _W = Razón de riesgo de Weibull (aumento o disminución del riesgo de muerte en función de una variable independiente), el cual puede tomar valores entre -1 y 1

exp = Número de Euler (2.7182 aproximadamente)

δ = Coeficiente que indica el efecto de una variable independiente (xi)

λ = Parámetro de forma del modelo de RR _W

Para el ajuste del modelo se trabajó con variables dicotómicas y politómicas: prendimiento (injerto sin prendimiento = 0 y con prendimiento = 1), supervivencia (injerto vivo = 0 y muerto = 1), fenología del árbol donante (latencia = 1, inicio del crecimiento = 2 y pleno crecimiento = 3) y tipo de púa (púa con yema terminal = 1 y púa basal = 2). El modelo de Weibull utiliza variables censura (valor igual a 0) para detectar individuos que no experimentaron los efectos que se desean evaluar (en este caso, injerto sin prendimiento e injerto vivo). Los ajustes de los modelos de tiempo de fallo acelerado y razón de riesgo de Weibull se realizaron con los procedimientos LIFETEST y PHREG de SAS versión 9.4 (^{SAS Institute, 2013}).

Prendimiento y supervivencia

No se presentaron diferencias significativas (p<0.05) entre las fechas de evaluación para el prendimiento y la supervivencia promedio de los injertos (Figura 3).

Líneas verticales representan el error estándar.

Figura 3 Prendimiento y supervivencia promedio de los injertos por periodo de evaluación (días después del injertado). 

Se observó un alto prendimiento desde los 15 días después del injertado (79.2 %) hasta aumentar a 90.3 % a los 60 días, para después mantenerse estable. Como es de esperarse al realizar injertos, se identificó una disminución de la supervivencia en cada evaluación, la cual varió de 94.4 a 70.8 % desde la evaluación inicial hasta la final. El que existiera mayor prendimiento que supervivencia se explica por el hecho de que no todos los injertos que muestran señales de “compatibilidad” pueden sobrevivir en el transcurso del tiempo, ya sea por la unión deficiente del cambium vascular, la muerte de la planta patrón o de la púa por estrés, ataque de plagas o nutrición deficiente (^{Barrera-Ramírez et al., 2021}). Al respecto, no se detectaron causas aparentes de mortalidad, por lo que se presume que la muerte de los injertos prendidos pudo deberse a incompatibilidad temprana.

Históricamente, la técnica de fisura terminal ha sido la más empleada para clonar especies de coníferas (particularmente pinos); los resultados han sido exitosos en algunos ensayos, como es el caso de Pinus sylvestris L. con una tasa de supervivencia de 85 % (^{Almqvist, 2013}), P. engelmannii con 80 % (^{Pérez-Luna et al., 2021}) y P. greggii var. australis con 89 % (^{Castro-Garibay et al., 2022}). Sin embargo, para P. rzedowskii Madrigal & Caball. Del., resulta mejor hacer injertos de enchapado lateral (prendimiento mayor a 80 %) (^{Solorio-Barragán et al., 2021}). Asimismo, otros estudios en P. patula indican que el enchapado lateral es una metodología eficiente para la propagación vegetativa de árboles adultos (^{González-Jiménez et al., 2022}; González-Jiménez et al., 2023).

La edad y calidad del portainjerto es un factor que suele influir en el éxito de injertos del género Pinus L.; por ello, se recomienda usar patrones no mayores a 15 meses de edad al injertar P. patula y otras especies filogenéticamente cercanas (^{Castro-Garibay et al., 2022}). Sin embargo, los resultados obtenidos en la presente investigación y los consignados por ^{González-Jiménez et al. (2022)} indican que P. patula puede injertarse con éxito al usar patrones de hasta 18 meses de edad. Esto es útil, ya que facilita el injertar púas de árboles adultos, lo que reduce la incompatibilidad que podría presentar un injerto debido a la diferencia en el crecimiento entre los órganos vegetativos usados; puesto que las púas de árboles adultos suelen crecer más rápido en diámetro que los patrones juveniles (^{Pérez-Luna et al., 2019}).

No se detectaron diferencias estadísticas (p<0.05) en el prendimiento y supervivencia por efecto del estadio fenológico de los árboles donantes a los 90 días posteriores al injertado (Figura 4), ello a pesar de que existió una diferencia de 11.3 % en el prendimiento (98.8 vs. 87.5) y 8.3 % en la supervivencia (79.1 vs. 70.8) entre los valores extremos.

Líneas verticales representan el error estándar.

Figura 4 Prendimiento y supervivencia de los injertos por estadio fenológico del árbol donante a 90 días de injertado. 

En P. engelmannii se registró mayor supervivencia cuando se usaron púas en latencia (26.6 %), con respecto al inicio del crecimiento (18.3 %) (^{Pérez-Luna et al., 2019}). Esto indica que P. patula es apto para injertarse en cualquier etapa fenológica, lo que pudiese deberse al rápido crecimiento de la especie y al número de ciclos de crecimiento que presenta anualmente (^{Leibing et al., 2013}).

Los resultados obtenidos son similares a los de ^{González-Jiménez et al. (2023)} para la misma especie, pues refieren prendimiento y supervivencia de 74.7 y 50 %, respectivamente, en injertos de enchapado lateral con púas en pleno crecimiento. Esto es contrario a lo propuesto por ^{Barrera-Ramírez et al. (2021)} y ^{Pérez-Luna et al. (2021)}, quienes recomiendan injertar con varetas en latencia en P. pseudostrobus y P. engelmannii. No obstante, debe considerarse que el comportamiento de los injertos es distinto para cada especie.

El tipo de púa no influyó sobre las variables de respuesta a los 90 días posteriores al injertado (p<0.05); los valores de prendimiento variaron de 94.4 a 86.1 %, mientras que los de supervivencia fluctuaron entre 75 y 72.2 % (Figura 5).

Líneas verticales representan el error estándar.

Figura 5 Prendimiento y supervivencia de los injertos por el tipo de púa a 90 días del injertado. 

Se esperaría que en injertos con yemas terminales exista más prendimiento dada la mayor función fotosintética y producción de carbohidratos que este tipo de púas presentan (^{González-Jiménez et al., 2023}), situación que se observó a pesar de no ser estadísticamente distinto al uso de varetas basales. No obstante, ese aspecto también podría afectar la supervivencia debido a la mayor cantidad de recursos (agua y nutrientes) que requieren para su correcta funcionalidad, por lo que son vulnerables a factores externos como plagas, enfermedades y estrés hídrico (^{Marmolejo et al., 2020}). Al respecto, el uso de púas basales es eficiente para efectuar injertos de P. patula debido a la buena capacidad de rebrote de la especie (^{Aparicio-Rentería et al., 2014}).

Las interacciones no mostraron un efecto significativo (p=0.05) en relación al prendimiento y la supervivencia a 90 días del injertado (Figura 6).

PL = Púas en latencia; PIC = Púas en el inicio del crecimiento; PPC = Púas en pleno crecimiento; PYT = Púas de yemas terminales; PB = Púas basales. Líneas verticales representan el error estándar.

Figura 6 Prendimiento y supervivencia de los injertos por efecto de la interacción estadio fenológico × tipo de púa a 90 días del injerto. 

El mayor prendimiento (100 %) se verificó en los injertos con yemas terminales de árboles donantes en latencia y púas basales de árboles en pleno crecimiento, mientras que el más bajo (75 %) ocurrió en las púas basales de árboles en latencia. Respecto a la supervivencia, el valor más alto (83 %) se alcanzó al injertar púas basales y yemas terminales de árboles en el inicio de su crecimiento y en pleno crecimiento, respectivamente. En contraste, los individuos injertados con yemas terminales de árboles en el inicio de su fenología vegetativa registraron el menor promedio de supervivencia, con 58 %. El porcentaje en los injertos de púas basales de árboles en pleno crecimiento fue similar a los referidos por ^{Castro-Garibay et al. (2022)}, quienes observaron un prendimiento de 98 % en Pinus greggii var. australis al injertar segmentos basales de brotes en pleno crecimiento. Por otra parte, altos porcentajes de supervivencia se han obtenido en otras especies, cuando se utilizan púas con yemas terminales de árboles donantes en latencia, tal es el caso de P. mugo Turra (^{Świerczyński et al., 2020}) y P. engelmannii (^{Pérez-Luna et al., 2021}), ambos con 80 %.

Tiempo de prendimiento y riesgo de muerte

Se identificó un efecto significativo (p<0.05) del tipo de púa sobre el tiempo promedio de prendimiento y el riesgo de muerte de los injertos (Cuadro 1). No se confirmó un efecto significativo del estadio fenológico de los árboles donantes sobre las variables evaluadas.

El tiempo de prendimiento promedio de los injertos con yemas terminales y púas basales fue de 15 y 23 días después del injertado, respectivamente. El valor de la razón de riesgo cuando x=1 (púa con yema terminal) fue 0.53. Esto indica que la probabilidad de muerte [(0.53-1) × 100] disminuye en 47 % al usar ese tipo de púa. La razón de riesgo con el uso de púas basales (x=2) fue 0.28, con una disminución en la probabilidad de muerte de los injertos de 72 % [(0.28-1) × 100]. ^{Castro-Garibay et al. (2022)} probaron el uso de púas con yemas terminales y púas basales en injertos de fisura terminal de P. greggii var. australis y obtuvieron resultados satisfactorios, con una supervivencia de 83 y 87 %, respectivamente. Sin embargo, en dicho estudio no se precisó el tiempo promedio de prendimiento.

Pocas investigaciones sobre injertos del género Pinus han hecho uso de los modelos de supervivencia para determinar factores que reduzcan o aumenten el riesgo de muerte. En P. engelmannii se evaluó el riesgo de mortalidad de los injertos por efecto de la fenología de los árboles donantes (^{Pérez-Luna et al., 2021}), en el cual se determinó una disminución en el riesgo de muerte cuando se usaron púas en latencia. Sin embargo, no existe registro alguno de su uso en P. patula. Esto hace de los modelos de supervivencia una herramienta útil y poco aprovechada en investigaciones similares.