Artículo

 

Efecto de las propiedades edáficas y el contenido nutrimental foliar sobre el crecimiento de teca

 

Effect of the edaphic properties and foliar content of nutrients on the growth of teak trees

 

Eduardo Salcedo Pérez¹, Alina Luisa Ypushima Pinedo¹, Ricardo González Cruz¹, Juan Francisco Zamora Nátera², Ramón Rodríguez Macías², Rufo Sánchez Hernández³

 

¹ Departamento de Madera Celulosa y Papel, Universidad de Guadalajara. Correo-e: esalcedo@dmcyp.cucei.udg.mx

² Centro Universitario de Ciencias Biológicas y Agrícolas, Universidad de Guadalajara.

³ División Académica de Ciencias Agropecuarias, Universidad Juárez Autónoma de Tabasco de Agronomía.

 

Fecha de recepción: 7 de abril de 2014;
Fecha de aceptación: 27 de junio de 2014.

 

RESUMEN

Se evaluó el efecto de las propiedades edáficas y del contenido nutrimental foliar en el crecimiento de árboles de teca con 2 años de edad en el municipio Ruiz, Nayarit. Se eligieron tres sitios dentro de una plantación y se analizaron física y químicamente las muestras de suelo; también se determinó el porcentaje de minerales en hojas de los estratos superior e inferior del dosel, colectados en cuatro distintas épocas del año. Los resultados se correlacionaron con la altura total y el diámetro del tallo. El sustrato franco arenoso con poca materia orgánica influyó en la disminución de la capacidad de intercambio catiónico (CIC) y ocasionó una reducción en la concentración de nutrientes del suelo y en las hojas; todo ello derivó en un menor desarrollo tanto en la altura, como en el diámetro. El porcentaje de arcilla en el suelo se relacionó con el aumento del diámetro (r= 0.8378), las hojas superiores tuvieron mayores porcentajes de N, P y K (2.26, 0.19 y 0.63 % respectivamente) y en las inferiores hubo más Ca; se registró variación estacional en la cantidad de Ca, Cu, Fe, Mg y Mn; fue más elevada en época seca. En cambio, el Zn se favoreció durante las lluvias; N, P y K se mantuvieron constantes todo el año; K y P incidieron de manera positiva en el crecimiento de teca.

Palabras claves: Hojas, nutrimentos, nutrición vegetal, plantaciones forestales, suelo forestal, Tectona grandis L. f.

 

ABSTRACT

The effect of the edaphic properties and of the foliar content of nutrients on the growth of 2-year old teak trees in the municipality of Ruiz, Nayarit, was assessed. Three sites within a plantation were chosen, and soil samples were physically and chemically analyzed; besides, the percentage of minerals in the leaves of the upper and lower strata of the canopy, collected at four different times of the year, was determined. The results were correlated with the total height and the stem diameter. The sandy, loamy substratum with little organic matter had an impact on the reduction of the cationic exchange capacity (CEC) and caused a reduction in the concentration of nutrients in the soil and the leaves; all this derived in a reduced development both in height and in diameter. The percentage of clay in the soil was related to the increase in diameter (r= 0.8378); the upper leaves had higher percentages of N, P and K (2.26, 0.19 and 0.63 % respectively), and in the lower leaves there was more Ca; a seasonal variation in the amounts of Ca, Cu, Fe, Mg and Mn was registered; these increased during the dry season. On the other hand, Zn was favored during the rains; N, P and K kept constant through the year. K and P had a positive influence on teak growth.

Key words: Leaves, nutrients, vegetal nutrition forest plantations, forest soil, Tectona grandis L. f.

 

INTRODUCCIÓN

En los últimos años se ha presentado un considerable incremento en el interés por producir maderas tropicales para su utilización como materia prima en la decoración y la fabricación de muebles de alto valor comercial (OIMT, 2012. La teca (Tectona grandis L. f.) pertenece a la familia Berbenaceae y, actualmente, es considerada como una de las especies del trópico con mayor importancia maderable (Verhaegen et al., 2010), ya que su madera tiene alta estabilidad dimensional, durabilidad natural y resistencia contra hongos e insectos como las termitas (Kokutse, 2004; Miranda et al., 2011); es originaria de los bosques secos y húmedos deciduos de Birmania, Laos, Filipinas, Tailandia y algunas partes de la India (Tewari, 1992; Miranda et al., 2011). El aumento en su demanda ha originado una reducción en los suministros de bosques naturales (Briscoe, 1995; Anantha, 2006), y su cultivo se ha extendido en numerosos países, de tal manera que hoy en día se practica en casi toda América Central (Costa Rica, Honduras y Panamá) (Chávez y Fonseca, 1991). En México, solo 1.6 % de la superficie se destina a las plantaciones forestales comerciales, en las que también se incluye la teca (FAO, 2009), y se ubican, principalmente, en los estados de Campeche, Chiapas, Nayarit, Tabasco y Veracruz (Conafor, 2005).

Hay un gran interés por incrementar el rendimiento de T. grandis en el menor tiempo posible y para ello se han implementado tecnologías como riego por goteo y fertilización, entre otras (Sima, 2010). Al respecto, Afif et al. (2009) señalan que el éxito de la silvicultura sostenible radica en el eficiente reciclaje de nutrimentos, que depende en gran medida, de características del sustrato como el porcentaje de materia orgánica y su dinámica de mineralización, el pH, la textura y la profundidad efectiva.

Cuando las condiciones climáticas son homogéneas, muchos estudios regionales se enfocan en estimar la influencia de las propiedades edáficas (físicas y químicas) sobre la productividad; por otro lado, el análisis foliar se considera muy útil para relacionar al suelo con el estado nutricional del arbolado (Afif et al., 2009). En este sentido, Correndo y García (2012) señalan que puede ser muy útil evaluar las plantas con ayuda de tecnologías agrícolas de precisión usadas para diagnosticar las necesidades de los cultivos; no obstante es importante tener en cuenta que no reemplazan el estudio edáfico y otras herramientas de diagnóstico, sino que son complementarias.

Existen varios procedimientos para interpretar los resultados de la evaluación del tejido vegetal, sin embargo, en México no hay antecedentes sobre requerimientos nutrimentales para la mayoría de los árboles tropicales comerciales, tanto endémicos como de reciente introducción (López y Estañol, 2007). A pesar de que se ha generado conocimiento sobre aspectos nutrimentales de teca, aún es necesario obtener información adicional sobre el particular. En el territorio nacional las plantaciones son relativamente jóvenes (menores a 20 años) y ocupan cada vez más superficie forestal; se registra un aumento de 141 ha en 2001, a un total acumulado para 2013 de casi 20 000 ha, lo cual representa más de 12 % y sustituye a otras especies nativas que registran áreas más pequeñas. (Conafor, 2013).

En plantaciones de teca jóvenes de Campeche, Sima (2010) consigna una relación entre el desarrollo y la concentración de CE (conductividad eléctrica), NO₃, K, Cu, y Ca en el suelo, y señaló que el porcentaje de nutrimentos en el follaje fue superior a los niveles de suficiencia que consideran Drechsel y Zech (1991).

El objetivo del presente trabajo consistió en relacionar las propiedades físicas y químicas del suelo, así como el contenido nutrimental foliar de árboles con 2 años de T. grandis con el crecimiento (altura y diámetro del tallo).

 

MATERIALES Y MÉTODOS

Área de estudio

El trabajo se realizó en el municipio Ruiz, que se sitúa en la región norte-centro de Nayarit; su clima corresponde al cálido subhúmedo, con lluvias en verano (junio a septiembre), que fluctúan entre 979 y 2 170 mm, y agosto es el mes con mayor precipitación promedio (Inafed, 2009). Los suelos presentan una pendiente menor a 4 %; su textura es franco arenosa y los valores de pH oscilan de 5.3 a 6.1.

Se seleccionó una plantación de teca de dos años de edad con una superficie de 50 hectáreas; su localización corresponde a las coordenadas geográficas 22° 10- 21° 52' N y 104° 47'- 105° 14' O; la altitud media es de 30 m. El arreglo topológico de la plantación corresponde al de marco real, con un espaciamiento entre especímenes de 3 x 3 m.

 

Obtención de las muestras

Dentro de la zona de plantación se eligieron tres sitios, cada uno con 50 árboles; el criterio para su elección consistió en que el tamaño de los individuos fuera contrastante. Las variables de crecimiento se midieron en la totalidad de los ejemplares de cada lugar. Para el análisis foliar el diseño experimental fue completamente al azar con arreglo factorial de 4 x 3 x 2, en el cual, el primer factor correspondió a las fechas de muestreo; el segundo, a los sitios, y el tercero, a la distribución vertical de las hojas (superior e inferior). La medición de la altura y el diámetro de tallo, así como la obtención de hojas se hicieron en cuatro fechas (diciembre, abril, julio y octubre). Las hojas se colectaron en 10 individuos ubicados en la parte central de cada sitio, para obtener órganos jóvenes (estrato superior), y maduros (estrato inferior) y se prepararon para su evaluación según la metodología propuesta por Alcántar y Sandoval (1999). El diámetro se obtuvo en la base del tallo (3 cm sobre el terreno) con vernier digital; la altura de la planta, con un flexómetro para los dos primeros registros y uno estadal graduado (cm) para los subsecuentes.

 

Caracterización del suelo

Al inicio del experimento se colectó suelo de cada parcela, a 40 cm de profundidad, y a partir de ello, se determinó la textura (con la técnica del hidrómetro de Bouyoucos), el pH (con un potenciómetro Orion research 301 Analog Bench pH, con una suspensión suelo: agua (1:2)); la conductividad eléctrica (se utilizó un conductímetro Hanna Instruments HI 2316), la cantidad de materia orgánica (según la metodología de Walkley y Black (1934) y la capacidad de intercambio de cationes (de acuerdo con el procedimiento de acetato de amonio), todo ello, con base en los métodos descritos en la NOM-021-SEMARNAT-2000 (Semarnat, 2002).

 

Contenido nutrimental en las hojas

Se determinó el porcentaje foliar de: calcio (Ca), cobre (Cu) hierro (Fe), magnesio (Mg), manganeso (Mn) potasio (K) y zinc (Zn), por medio de espectroscopía de absorción atómica, con un espectrofotómetro Varian AA240FS; se aplicó digestión húmeda con HNO₃ (1:1) y HCl (1:1). El fósforo (P) se obtuvo con el método de molibdovanadato de amonio con un espectrofotómetro ultravioleta/visible LaboMed.inc^® Spectro 23 RS. La cantidad de nitrógeno (N), tanto para el suelo como para las hojas, se cuantificó por método Kjeldahl.

La información se sometió a un análisis de varianza (ANOVA), pruebas de comparación de Medias de Rangos Múltiples (P<0.05) y análisis de correlación, para los cuales se utilizó el paquete Statgraphics Plus (Statistical Graphics Corp., 1994-1999).

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Caracterización edáfica

Las variables edáficas de los sitios mostraron diferencias en algunas de sus propiedades físicas y químicas, que los hacen contrastantes (Cuadro 1).

Teca grandis en condiciones naturales puede crecer en diversos tipos de suelo, pero se desarrolla mejor sobre los franco-arcillosos-arenosos (Briscoe, 1995), si el contenido de arcilla aumenta, dejan de ser favorables; Jha (1999) registró que los porcentajes más adecuados son 21 a 50 % de arcilla, 22 a 40 % de limo y 10 a 57 % de arena. Los resultados que se obtuvieron respecto a estos porcentajes permiten clasificar a los sitios 1 y 3 dentro de los intervalos óptimos (Cuadro 1); en el sitio 2 hubo afectación negativa en algunas variables edáficas (CIC, r=-0.99**; y MO, r=-0.97*), ya que la arena tuvo un valor de 67. La influencia de CIC y MO (en la cantidad y disponibilidad de nutrimentos) que explica el menor crecimiento en altura y diámetro del tallo de los individuos en el sitio 2 (Cuadro 2).

El pH es importante para el desarrollo de T. grandis, sin embargo la información sobre sus niveles óptimos es muy variable: Drechsel y Zech (1991) citan que el crecimiento es más bajo cuando el pH es inferior a 4.3 y es independiente de la edad de la plantación, Montero (1999) indica que el pH adecuado es mayor a 5.5; otros autores como Mollinedo et al. (2005) observaron los mejores incrementos medios anuales en altura cuando los suelos tuvieron pH entre 5.0 y 6. En el presente estudio varió de 5.4 a 5.8 (Cuadro 2), el cual está por debajo de los intervalos registrados en otros sustratos en los que se cultiva teca, como en Tabasco y Campeche (6.5 a 7.5) (Sima, 2010; Balam, 2013). Los árboles evaluados no mostraron efectos adversos provocados por la acidez, como podrían ser: segmentos con crecimiento cortísimo y entrenudos muy cercanos a la región apical; coloración amarilla generalizada en los ápices, hojas necrosadas en los bordes en su totalidad (Alvarado y Fallas, 2004).

La conductividad eléctrica (CE) es una variable edáfica de suma importancia, ya que se relaciona con la absorción de nutrimentos y agua (Rodríguez, 1996). Jha (1999) documenta que las plantas de teca más productivas en regiones de India tienen suelos con una CE de 0.03 a 0.14 dS m^-1; por su parte, Sima (2010) registra valores superiores (0.27 a 0.80 dS m^-1) en Campeche, México. Los resultados calculados en este estudio correspondieron al intervalo entre 0.51 y 0.59dS m-¹ y no fue un factor limitante para el desarrollo de los árboles.

La capacidad de intercambio catiónico (CIC) influye directamente sobre el contenido de materia orgánica (MO) y de arcilla del suelo (Salcedo et al., 2005); de acuerdo con Fassbender (1986) los intervalos más comunes en sustratos tropicales oscilan entre 25 y 40 meq100g^-1, estos son considerados como altos; aquellos que varían de 10 a 25 meq100g^-1, se clasifican como medios; y los menores a 10 meq100g^-1 corresponden a bajos. El sitio 1 presentó un CIC de 35.3 meq100g^-1, le siguió el sitio 3 con 31.2 meq100g^-1 y el sitio 2, con19 meq100g^-1 (Cuadro 1); por lo tanto los sitios 1 y 3 tienen CIC altos, mientras que en el sitio 2, podría ser limitante para el crecimiento de teca. Los lugares con mayor porcentaje de arcilla tuvieron una correlación altamente significativa ((P<0.01), con CIC de 0.8017 (P<0.05) y con MO de 0.9638.

En cuanto a las bases intercambiables, el Ca registró poca variación entre los tres lugares (de 20.5 a 26.7 cmol⁽⁺⁾L^-1); el sitio 1 tuvo más Mg (21.0 cmol⁽⁺⁾L^-1) y al sitio 3 le correspondió el valor más alto de K (3.42 cmol⁽⁺⁾L^-1). El sitio 2 registró la menor cantidad de bases (especialmente K y Mg), lo que incidió en que los árboles crecieran menos; de acuerdo con Bebarta (1999), la teca tiene preferencia por suelos con alta concentración de bases intercambiables (Ca y Mg), Mollinedo (2003) menciona que un buen crecimiento requiere de, al menos, entre 8 y 10 cmol⁽⁺⁾L^-1, y es aún mejor, si las cifras son superiores. El efecto favorable del calcio y magnesio en el desarrollo de Tectona grandis en suelos ácidos (Hase y Foelster 1983; Alvarado y Fallas, 2004) se atribuye a que la planta crece en su lugar de origen en sustrato derivado de materiales parentales básicos (calizas y aluviales fértiles).

Se ha determinado que hay una correlación significativa y positiva entre el Ca y Mg en el suelo en Costa Rica y Panamá (Vallejos, 1996; Montero, 1999; Mollinedo, 2003), lo cual coincide con los resultados de Sima (2010) en Tabasco y Campeche. Bertsch (1995) registró deficiencias de P en la mayoría de los suelos donde se cultiva teca en Costa Rica, esto concuerda con los bajos registros de P obtenidos en el presente estudio (Cuadro 1), lo cual se atribuye al pH, ya que cuando es más ácido, el hierro (Fe) y el aluminio (Al) se manifiestan como sesquióxidos hidratados coloidales con una alta capacidad de adsorción de P (Rodríguez, 1996).

Las propiedades físicas y químicas de los suelos analizados corresponden a los valores considerados como normales por otros autores (Drechsel y Zech, 1991; Mollinedo, 2003; Sima, 2010).

 

Contenido nutrimental en las hojas

Hubo diferencias significativas en la cantidad de macronutrientes, en función de la posición de la hoja y el sitio de muestreo (Cuadro 3); las del estrato superior (más jóvenes) tuvieron mayor concentración de N, P y K, lo cual se ha observado en otras especies y se relaciona con la movilidad preferencial de estos en el sistema vascular: de los tejidos más viejos hacia los más jóvenes (Alcántar y Trejo, 2007). En contraste, los elementos inmóviles Ca y Mn estuvieron en porcentajes más altos en las hojas de edades avanzadas (estrato inferior); los demás nutrimentos evaluados no mostraron diferencias significativas por efecto de la posición en el dosel.

De acuerdo con el análisis de correlación, el contenido de P afectó de manera positiva el aumento en altura (r=0.86*) y diámetro del tallo (r=0.86*), además y en este último, el K también incidió positivamente (r=0.80*). El sitio de muestreo fue un factor importante en el porcentaje de micronutrientes Mn y Cu y para los macronutrientes, solo en el N y Mg. En el sitio1, los árboles se caracterizaron por poseer altas concentraciones de N y Mg, ambos elementos constituyentes del tejido vegetal, lo cual puede relacionase con más contenido de MO en el suelo que al mineralizarse, libera mayor cantidad de N y Mg. En el sitio 2 los individuos de teca registraron los valores más reducidos de micronutrientes, lo que coincidió con una CIC baja.

La fecha en la que se tomaron las muestras fue el factor más influyente sobre los nutrientes (excepto para N y P); elementos como Ca, Mg, Mn, Fe y Cu se acumularon más en el tejido foliar durante la época seca (noviembre a mayo), y K y Zn tuvieron porcentajes superiores en la temporada de lluvias. Dado que la teca es una planta caducifolia requiere del K y el Zn durante el periodo de mayor precipitación para reanudar la actividad metabólica que se relaciona con el desarrollo vegetal, ya que intervienen en la estimulación enzimática (K) y en la síntesis de sustancias de crecimiento (Zn) (Rodríguez, 1996).

Las concentraciones nutrimentales cuantificadas en las hojas corresponden a los intervalos de suficiencia generados por Drechsel y Zech (1991) para plantaciones menores a 5 años en África, y son similares a los de Montero (1999) y Mollinedo et al. (2005) para Costa Rica y Panamá, respectivamente. El caso del potasio (K= 10 %) fue inferior al consignado en eso trabajos, pero no afectó el crecimiento de las plantas; Sima (2010) también obtuvo valores bajos en Campeche México y señala que dicha condición es compartida por 80 % de las plantaciones del estado.

Hubo una correlación estadísticamente significativa entre la concentración foliar promedio de P y K, y las variables de crecimiento altura (r= 0.86) y diámetro (r= 0.80); los individuos con mayor proporción de P (0.48 %) y K (0.78 %) en las hojas tuvieron los mejores crecimientos, específicamente, el potasio con el diámetro P (r = 0.74*); lo mismo que el Fe (r = - 0.71*); mientras que el P, con la altura.

Parte fundamental de la variación en el desarrollo de T. grandis en Nayarit se explica por la cantidad de P y K, lo cual concuerda con Montero (1999), quien menciona que los árboles de teca demandan una gran cantidad de esos elementos durante sus primeras etapas de vida. Otros autores indican que el P está limitado, especialmente en rodales de mayor edad (Mothes et al, 1991).

 

CONCLUSIONES

El contenido foliar del potasio (K) fue menor al que han consignado otros autores, sin embargo, no se observó que esto limitara el crecimiento, ni se evidenciaron síntomas por su deficiencia. Los mayores contenidos de N, P y K se presentaron en las hojas jóvenes, pero sin efecto por la época de muestreo para N y P foliar.

Respecto al crecimiento, hubo una correlación significativa entre la cantidad de fósforo (P) foliar y la altura de la planta, así como la del potasio (K) con el diámetro del tallo.

En cuanto a las variables edáficas, el contenido de arcilla tuvo una correlación positiva con el desarrollo del diámetro en el tallo; los suelos con mayor proporción de arcilla y materia orgánica (MO) registraron mayor capacidad de intercambio catiónico (CIC), que favoreció el crecimiento de la planta de teca en Nayarit.

 

AGRADECIMIENTOS

Al Laboratorio Ambiental y de Abonos Orgánicos, al M. C. Sergio Honorio Contreras y al Ing. Isaías Pedroza Rangel por su valioso apoyo en los análisis foliares, al personal del laboratorio de agrología, en especial, a la M.C. Josefina Leticia Fregoso Franco del Centro Universitario de Ciencias Biológicas y Agropecuarias. A la empresa Agronayarita y su director, Lic. Álvaro Navarro y el personal por la colaboración en la presente investigación.

 

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