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Introducción
Actualmente la silvicultura cuenta con un nivel tecnológico que le permite fijar, regenerar, gestionar, proteger los bosques y cosechar sus productos de una manera racional y durable (CONAFOR 2020). En México hasta el año 2019 se contaba con 230 341 ha de plantaciones forestales comerciales, de las cuales Swietenia macrophylla King ocupaba el 9% y Cedrela odorata L. el 17% de la superficie, respectivamente (CONAFOR 2020). En México y América Central, el cedro y la caoba son comunes en los suelos bien drenados y fértiles, pero se han efectuado pocos estudios sobre su comportamiento en diferentes ambientes, así como sus requerimientos de nutrientes más allá de la etapa de plántula (García et al. 2022). Generar información sobre estos aspectos es fundamental para el desarrollo de sistemas sustentables de producción silvícola en los trópicos húmedos (García et al. 2022).
El estado de Tabasco cuenta con una superficie de 26 109 hectáreas de plantaciones forestales comerciales entre las que hay especies nativas como cedro, caoba, macuilís (Tabebuia rosea B.) e introducidas como teca (Tectona grandis L.f.), melina (Gmelina arborea Roxb.) y acacia (Acacia melanoxylon R.Br.) (CONAFOR 2012). En lo referente a la fertilización de estas plantaciones algunos estudios muestran que no existe respuesta de crecimiento y desarrollo (Hernández et al. 2011), lo cual se explica porque la demanda de nutrimentos por las plantas (sobre todo en estado juvenil) no supera el suministro natural de nutrimentos que se encuentra en el suelo (Alvarado et al. 2015). Sin embargo, otros autores mencionan que la fertilización permite obtener altas tasas de sobrevivencia y crecimiento rápido en altura y diámetro, empleando sobre todo fórmulas que incluyen a los elementos mayores NPK (Holsten y Kobe 2016).
Tampoco se tiene información documentada para determinar las dosis de fertilización de plantaciones forestales, incluso para los nutrimentos mayores NPK. Pero se sabe que los suelos agrícolas tropicales son principalmente deficitarios de N y P, y aquellos que tienen pH menor de 5 presentan además deficiencias importantes de micronutrimentos (Ramos et al. 2016). La fertilización que emplean los silvicultores en el Estado consiste en suministrar básicamente N, P y K al momento de la siembra, mediante la colocación de una pastilla (10 g; 20 N - 10 P - 5 K) de lenta liberación en la base de cada árbol (CONAFOR 2006). Tomando en cuenta el potencial que tiene la silvicultura para la región y la necesidad de establecer las dosis de fertilización para las plantaciones forestales en la entidad, se realizó este estudio que tuvo por objetivo, el evaluar el crecimiento en altura, diámetro y determinar la demanda NPK, para Swietenia macrophylla King y Cedrela odorata L. en un suelo Acrisol hiperdistri-férrico (ACdyhfr) de la sabana de Huimanguillo, en respuesta a cuatro dosis de fertilización NPK, durante la fase temprana de crecimiento.
Materiales Y Métodos
Área de estudio
El trabajo de investigación se llevó a cabo en el Rancho las Acacias, ubicado en el Ejido Las Flores, localizado entre las coordenadas 17° 49’ 57” y 17° 50’ 03” de latitud norte, y 93° 44’ 40” y 93° 44’ 32” de longitud oeste, en el municipio de Huimanguillo, Tabasco, a una altitud de 50 msnm, donde se registran temperatura y precipitación medias anuales de 26-26.5 °C y 2 200 mm, respectivamente; el clima se clasifica como Cálido húmedo con abundantes lluvias en verano (Aceves y Rivera 2019). La selección de la parcela experimental se realizó en una de las unidades de suelos más representativas de la sabana de Huimanguillo; Acrisol hiperdistri-férrico (ACdyhfr). La región se ubicó con base a estudios anteriores (Zavala et al. 2014), además de tomar en cuenta las observaciones de campo (barrenaciones de suelos) y entrevistas con productores cooperantes. Para estimar la fertilidad y el suministro nutrimental del suelo, se realizaron muestreos en la parcela después que ésta fue mecanizada, se tomaron muestras de suelo a profundidad de 0-50 cm para formar muestras compuestas de 15 sub-muestras (Salgado et al. 2013). Las determinaciones realizadas en laboratorio fueron: pH (1:2.5 suelo:agua), conductividad eléctrica (CE), materia orgánica del suelo (MOS) por el método de Walkley y Black, Nitrógeno-total (semi-micro Kjeldahl), P disponible por el método de Olsen y Dean, capacidad de intercambio catiónico (CIC) por el método de acetato de amonio (1.0 M, pH 7.0) y bases intercambiables (BI) por extracción con acetato de amonio 1.0 M: el sodio (Na) y el potasio (K) se cuantificaron por espectrometría de emisión de flama; el calcio (Ca) y magnesio (Mg) por espectrometría de absorción atómica. También se determinó N mineral a través del NH4 (extracción con KCl2 N por FIAS), NO3 (por extracción con KCl2 N por FIAS con columna de reducción de Cd). Los métodos químicos para el diagnóstico nutrimental de suelos son los establecidos por la Norma Oficial Mexicana (SEMARNAT 2002).
Establecimiento de la plantación experimental
Las semillas que se utilizaron para establecer la plantación provienen de rodales certificados en Costa Rica. Las plántulas fueron producidas en vivero mediante tubetes, dándoles un seguimiento silvicola desde su germinación hasta el trasplante en campo. Antes de plantarlas en el sitio definitivo se tomó una muestra de 12 plantas por especie, sobre las que se realizaron análisis elementales NPK en hoja, tallo y raíz, para determinar el contenido nutrimental en el tejido. Los métodos analíticos utilizados son los de la NOM-021-RECNAT-2000. La plantación se estableció en marco real a 3*3 m. Las plantas de caoba y cedro tenían, al momento de trasplantarlas, un promedio de 32, 22 cm de altura y 0.4, 0.5 cm de diámetro respectivamente, 15 días después del trasplante se aplicaron 300 g de cal agrícola por planta para compensar la deficiencia de bases (Ca y Mg) del suelo.
Dosis de fertilización
Los resultados del análisis químico del suelo sirvieron para definir una dosis de fertilización óptima de nitrógeno, fósforo y potasio, empleando el modelo simplificado (Salgado et al. 2016), cuya ecuación es la siguiente:
Donde DF es la dosis de fertilización a aplicar (kg ha-1), DEM la demanda de nutrimento del cultivo (kg ha-1). SUM el suministro del nutrimento que aporta el suelo (kg ha-1), y EF la eficiencia del fertilizante en relación a la absorción de la planta (adimensional).
Como la DEM depende del potencial productivo que tiene una plantación en una región dada, se consultaron estudios previos para estimar la demanda de las plantaciones (CONAFOR 2005). En cuanto al suministro de nutrimentos por el suelo, los análisis de las muestras indicaron un suministro alto de N y muy bajo de K, medio de P, este último nutrimento, mostró un suministro menor a la demanda de la plantación, por lo cual N y K se aplicaron como reposición a la reserva del suelo. Finalmente, por lo que respecta a EF, para la unidad de suelo en estudio se consideró con una eficiencia de fertilización del 30%. Las dosis de fertilización utilizadas fueron, para la especie caoba: 10 g (20-10-15), 20 g (17-34-30), 35 g (17-34-30), 50 g (17-34-30) y para cedro: 10 g (20-10-5), 20 g (17-17-60), 35 g (17-17-60), 50 g (17-17-60).
Tratamientos
Los silvicultores en el estado de Tabasco aplican para especies forestales, una pastilla fertilizante de lenta liberación, por lo que fue considerada como tratamiento testigo. Como tratamientos se utilizó la dosis de fertilización estimada y dos dosis más para explorar un rango de fertilización más amplio (Tabla 1).
Tabla 1 Tratamientos de fertilización probados en el estudio nutrimental de caoba y cedro en suelos de sabana, en Tabasco.
| Especie | Tratamientos* | |||
|---|---|---|---|---|
| (Pastilla) 10 g árbol-1 | 20 g árbol-1 | 35 g árbol-1 | 50 g árbol-1 | |
| Caoba | 20-10-5 | 17-34-30 | 17-34-30 | 17-34-30 |
| Cedro | 20-10-5 | 17-17-60 | 17-17-60 | 17-17-60 |
* La aplicación se hizo 30 días después del trasplante.
Diseño experimental
Plantas de caoba y cedro se establecieron en parcelas rectangulares independientes de 540 m2 de superficie con 72 árboles de cada especie cada una, que incluían las unidades experimentales (UE) y los bordos. Los tratamientos se aplicaron a grupos de 18 árboles y se asignaron de manera aleatoria, por lo que la respuesta de ambas especies a los tratamientos probados fue analizada de manera independiente bajo un diseño completamente al azar (DCA). En los 12 árboles (repeticiones) centrales de cada grupo se cuantificó la variable de respuesta, cada árbol se consideró una UE.
Variables de crecimiento y demanda nutrimental evaluadas
Las variables estudiadas fueron altura total y diámetro del tallo. Se realizaron mediciones mensuales en todas las repeticiones de cada tratamiento durante 10 meses (noviembre-agosto). Para medir el diámetro se utilizó un vernier metálico (±0.1 mm), realizando las mediciones a 15 cm de la base del tallo y para la altura total se usó una cinta métrica (±0.1 cm). Para estimar la demanda final de NPK se talaron cuatro árboles por especie. La biomasa aérea fue dividida en tallo, ramas y hojas (Fonseca et al. 2020). Se consideró además la estimación de biomasa radical, para extraer la máxima cantidad de raíces, se escarbó a una profundidad de 55 cm y en un diámetro de 150 cm alrededor del tallo, que es el espacio medio que comparten los árboles (Moreno et al. 2005). Se seleccionaron los árboles que tenían mayor crecimiento, independientemente del tratamiento, tomando como supuesto que a partir de estos se puede calcular la demanda nutrimental máxima. La biomasa aérea (follaje, tallo y ramas) y la radical (raíz) se secaron por separado en una estufa de aire forzado para obtener el peso de la materia seca (MS) de cada componente, para posteriormente determinar la concentración NPK en follaje, tallo y raíz.
Resultados
Propiedades fisicoquímicas del suelo
El suelo Acrisol (hiperdístri-férrico) presenta textura Migajón Arcillo-Arenoso, de acuerdo al valor de pH se clasifica como moderadamente ácido, con contenidos de MO y N altos (Tabla 2). Contenidos de P-Olsen medios, capacidad de intercambio catiónico (CIC) del suelo baja; contenido de K de 0.06 Cmol(+) kg-1 que son muy bajos. Los contenidos de micronutrimentos fueron casi todos adecuados, excepto el zinc, que se encuentra deficiente.
Tabla 2 Propiedades fisicoquímicas del suelo de la parcela experimental Rancho Las Acacias, Huimanguillo, Tabasco (profundidad de 0-50 cm).
| pH (1:2) | MO (%) | N (%) | P (mg kg-1) | Acidez Inter cambiable | Al+H Inter cambiable | K | Ca | Mg | Na | CIC | Fe | Cu | Zn | Mn | B | Arcilla | Limo | Arena | Clasificación textural |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| (Cmol(+) kg-1) | (mg kg-1) | (%) | |||||||||||||||||
| 5.2 | 6.5 | 0.16 | 6.45 | 0.30 | 0.45 | 0.06 | 0.71 | 0.44 | 0.34 | 6.9 | 133 | 0.47 | 0.24 | 18 | 1.94 | 28 | 13 | 59 | Migajón arcillo-arenoso |
Altura y diámetro en plantaciones de caoba
Para la altura, se observa que en los meses de noviembre a febrero hubo un crecimiento similar en todos los tratamientos, y de febrero a julio el tratamiento con 20 g (17-34-30) mostró mayor incremento. En agosto, los tratamientos con 20 y 50 g de la fórmula (17-34-30; N-P-K) indujeron un crecimiento mayor (138 cm) con respecto a los otros tratamientos. El diámetro promedio, en los meses de noviembre a febrero, presentan el mismo comportamiento de crecimiento (Figura 1). En los meses de febrero a julio se observan diferentes tasas de crecimiento del diámetro del tallo entre tratamientos, con mayor tasa de crecimiento en el tratamiento de 50 g (17-34-30; N-P-K). En el último periodo de observación, de julio a agosto, las tasas de crecimiento son muy similares, aunque ligeramente mayores en los tratamientos de 20 y 50 g.
Crecimiento acumulado de caoba
Aunque no se observaron diferencias estadísticas significativas para la altura y diámetro, en el crecimiento acumulado, durante los 10 meses de evaluación en campo, los tratamientos con 20 y 50 g de la fórmula (17-34-30) mostraron mayor crecimiento en altura y los tratamientos 10, 20 y 50 g tuvieron mayor diámetro del tallo, pero sin diferencias estadísticas entre los tratamientos para la altura (P>F = 0.58) y diámetro (P>F = 0.87), respectivamente, durante los meses de noviembre-agosto (Figura 2).
Altura y diámetro en plantaciones de cedro
En la especie de cedro, durante los 10 meses de evaluación en campo (Figura 3), se observó que en los meses de noviembre a febrero el crecimiento (altura) fue similar en los cuatro tratamientos; de febrero a abril el tratamiento con 20 g presentó un ligero crecimiento en altura con respecto al resto de los tratamientos, de abril a julio el tratamiento con 50 g de fertilizante tuvo la mayor altura y finalmente, de julio a agosto se observa que los tratamientos con 35 y 50 g (17-17-60; NPK) tienen la mayor tasa de altura (177 cm). Para el diámetro del tallo en cedro se observa crecimiento temporal (Figura 3); de noviembre a diciembre hay un crecimiento similar, aunque a partir del mes de diciembre, los tratamientos presentan un comportamiento distinto, teniendo una tendencia favorable los tratamientos con 35 y 50 g (17-17-60), con una tasa de desarrollo de 3.1 cm.
Crecimiento acumulado de cedro
Para los árboles de cedro en la variable altura, se observa que hay diferencias estadísticas entre tratamientos (Figura 4), los mejores son el de 35 y 50 g con la fórmula 17-17-60, para el crecimiento final obtenido al concluir el trabajo (noviembre-agosto) (P>F = 0.039). En el caso del diámetro no presentó diferencias estadísticas entre los tratamientos, al analizar los datos de crecimiento final del cedro a los 10 meses después del trasplante (noviembre-agosto) (P>F 0.161).
Demanda nutrimental NPK de caoba y cedro
La demanda nutrimental de ambas especies estudiadas indica que la mayor extracción de N, P y K la realiza el tallo y en menor cantidad la raíz (con excepción de N y K en cedro; donde se obtuvo un valor intermedio) pero la mayor concentración de estos nutrimentos se encuentra en las hojas (Tabla 3). La mayor biomasa de peso seco fue generada por los árboles de cedro (2 548 g arbol-1) además, esta especie presentó mayor concentración nutrimental NPK en sus tres componentes, lo que indica que la demanda por nutrientes es considerablemente diferente, sin importar su relación filogenética (Tabla 3).
Tabla 3 Concentración y Extracción de nutrimentos N-P-K por cedro y caoba en fase temprana de crecimiento en un suelo Acrisol de Tabasco.
| parte | Peso seco (g árbol-1) | Concentración nutrimental (% PS) | Extracción nutrimental (g árbol-1) | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| N | P | K | N | P | K | |||||||||
| Sm* | Co* | Sm | Co | Sm | Co | Sm | Co | Sm | Co | Sm | Co | Sm | Co | |
| hoja | 416 | 241 | 1.30 | 2.40 | 0.09 | 0.17 | 0.16 | 0.28 | 5.41 | 5.80 | 0.37 | 0.41 | 0.65 | 0.68 |
| tallo | 1123 | 1510 | 0.70 | 0.96 | 0.05 | 0.05 | 0.06 | 0.11 | 7.86 | 14.50 | 0.61 | 0.74 | 0.71 | 1.63 |
| raíz | 308 | 797 | 0.50 | 1.35 | 0.04 | 0.05 | 0.07 | 0.12 | 1.54 | 10.79 | 0.11 | 0.40 | 0.20 | 0.93 |
| Total | 1847 | 2548 | 14.81 | 31.09 | 1.09 | 1.55 | 1.56 | 3.24 | ||||||
*Sm = Caoba. *Co = Cedro
Discusión
Propiedades fisicoquímicas del suelo
Los altos contenidos de MOS concuerdan con el manejo de la parcela en los últimos años, el cual corresponde a un acahual de 12 años. Dadas las características de los suelos ácidos de la región de estudio y de la dinámica misma del nutrimento en cuestión, se recomienda la aplicación de los elementos con niveles bajos. Es importante considerar que el fraccionamiento de nutrimentos y el uso de productos de liberación lenta hacen más eficiente el uso de los elementos nutritivos (Paulo et al. 2015). Para el suelo en estudio es preocupante la deficiencia de bases que se observa en el suelo, todas ellas muestran contenidos muy bajos, por lo que es recomendable suministrar estos nutrimentos poco después de plantadas las diferentes especies. El Ca y el Mg pueden aplicarse al inicio, vía cal dolomítica y, posteriormente realizar la aplicación de los nutrimentos mayores, con el propósito de incrementar el crecimiento de la Caoba y cedro (Ramos et al. 2016). Los microelementos que fueron deficientes pueden corregirse mediante fertilizantes foliares (Rodríguez et al. 2014).
Altura y diámetro en plantaciones de caoba
Al parecer la caoba, por ser una especie de lento crecimiento le basta con el suministro de fertilizante aplicado mediante la fórmula 17-34-30 (20 g) para satisfacer sus necesidades nutrimentales. A los 10 meses de edad, tuvo un crecimiento de 120 cm de altura, valor que es bajo en comparación, con lo reportado por Hernández et al. (2011), quienes reportan un promedio de 184 cm de altura, en contraste con el diámetro que fue de 1 cm de diámetro al año de la plantación, en asociación Tectona grandis L.f- Swietenia macrophylla King, con fertilización de 200 g de 17-17-17, y distancia de 2.5*2.5 m entre árboles y calles; valor que es bajo con respecto a lo encontrado en este estudio que a los 10 meses de edad fue de 3 cm de diámetro. Esto se debe a que el suelo de la parcela experimental tiene buen aporte de MO y N.
Crecimiento Acumulado
Para la altura y diámetro de tallo en el crecimiento acumulado, no hubo efectos significativos dentro los tratamientos, esto se debe a que el aporte nutrimental en este suelo es elevado, teniendo un nivel adecuadoñ[ de fertilidad, y este se le puede atribuir principalmente a los altos contenidos de MO, ya que anteriormente era un acahual bien establecido.
Altura y diámetro en plantaciones de cedro
No se encontraron diferencias estadísticas en las variables altura y diámetro, de acuerdo con Hernández et al. (2011), en un estudio de asociación de las especies Cedrela odorata L y Cordia alliodora en altas densidades, encontraron diferencia significativa en altura al segundo año de plantación, con el tratamiento sin fertilización y procedencia local, siendo Cedrela odorata L. la que tuvo más respuesta. Para la altura, se tuvo crecimiento lento los primeros meses de desarrollo (noviembre-marzo), mientras que en los meses de abril-agosto se tuvo mayor incremento (Figura 4). Otro trabajo de investigación, en el valle de Yaqui, sonora, México, en árboles de cedro, al inicio de su desarrollo (noviembre-marzo) no reporta incremento en altura, pero en los meses de abril-octubre, se presenta incremento considerable en altura, aunado a un aumento de temperatura (Villaseñor et al. 2012). Mientras que Hernández et al. (2011) reportan que Cedrela odorata L. en asociación con Cordia alliodora (Ruiz & Pav.) Oken presentaron diferencias estadísticas en el segundo año de plantación, donde la primera especie tuvo mayor desarrollo en diámetro. El mismo comportamiento en altura, pero en menor tiempo, el diámetro en los primeros tres meses de desarrollo fue lento, ya en febrero se incrementa. Similar a este estudio, Villaseñor et al. (2012) reporta que en plantaciones de cedro con fertilización, el incremento del diámetro fue lento al inicio de su desarrollo. Al respecto, Carvajal et al. (2021)) encontraron diámetro y altura (3.92 cm, 3.20 m) a los 12 meses edad en sistema agroforestal café, valores altos en comparación con los sistemas monocultivo.
Demanda nutrimental NPK de cedro y caoba
Para ambas especies se encontró que los nutrimentos NPK están en altas concentraciones en las hojas, comportamiento similar fue reportado en plantaciones de teca (Moya et al. 2013). Dado el papel fundamental que tienen los nutrimentos mayores en la fotosíntesis, se espera que las especies en estudio presenten un buen crecimiento y desarrollo; los valores mencionados además relacionan las buenas concentraciones del suelo y de los árboles (Goldstein y Santiago 2016). La relación biomasa radical (Br)-biomasa aérea (Ba)(Br/Ba), para la caoba fue de 0.20 y cedro de 0.40, está última especie muestra mejor exploración radical, importante en suelos ácidos que suelen ser deficitarios de nutrimentos (Ramos et al. 2016, Salgado et al. 2017). La cantidad de nutrientes NPK que demanda una plantación de cedro y caoba presenta una relación de N>K>P, lo cual fue reportado por Alvarado (2015). Como se señaló con anterioridad Cedrela odorata L. demandó mayor cantidad de nutrimentos y presentó una mejor adaptación a los suelos Acrisol hiperdistri-férrico (ACdyhfr) representativos de la sabana de Huimanguillo, en comparación con Swietenia macrophylla King.
Conclusiones
El mayor crecimiento en altura y diámetro en un suelo Acrisol hiperdistri-férrico (ACdyhfr) de la sabana de Huimanguillo lo tuvo Cedrela odorata L. En la variable altura, solamente se encontraron diferencias estadísticas significativas en contraste con la variable diámetro, para la especie Cedrela odorata L. La especie con mayor demanda nutrimental, peso seco (biomasa) y mejor exploración radical fue Cedrela odorata L. en comparación con Swietenia macrophylla King. El presente estudio sienta las bases para la generación de fórmulas de fertilización para Swietenia macrophylla King y Cedrela odorata L., cultivados en un suelo Acrisol hiperdistri-férrico (ACdyhfr) de la sabana de Huimanguillo.
