Prototipo para la producción de especies forestales en vivero mediante un sistema hidropónico por subirrigación.

Abstract

Los viveros forestales tecnificados consumen volúmenes de agua y fertilizantes considerables, por lo que es de importancia optimizar el uso de este tipo de recursos en las instalaciones de los mismos. La demanda de planta para abastecer reforestaciones y reducir costos de producción, ha originado la necesidad de adoptar otros sistemas de riego, sustratos alternativos y un manejo nutrimental acorde a las necesidades de la planta. Las labores realizadas durante la etapa de vivero garantizan obtener planta con la morfología y calidad adecuada para el éxito en campo. El objetivo general de la presente investigación fue diseñar un prototipo de sistema de fertiriego hidropónico por subirrigación para la producción de especies forestales en vivero. Como objetivos específicos se planteó; cuantificar la cantidad de agua y fertilizante utilizado durante el ciclo productivo en ambos sistemas de fertiriego, evaluar la morfología, la calidad de planta y el estado nutrimental de tres especies, Fraxinus uhdei (Wenz) Linglesh, Pinus patula Schiede ex Schtdl & Cham y, Pinus pseudostrobus Lindl, bajo dos sistemas de fertiriego y dos mezclas de sustrato. Además, se evaluó el desempeño inicial en campo de las tres especies, así como la supervivencia de Pinus patula y Pinus pseudostrobus en campo. Para la construcción del sistema de fertiriego por subirrigación, se excavaron cuatro zanjas de 0.30  0.30  3.0 m y se comparó con el sistema de regadera. Se realizó una producción de 600 plantas por sistema y se cuantificó la cantidad de agua y fertilizante utilizado. Al final de la producción se evaluó la altura, diámetro basal, longitud de raíz, biomasa aérea, biomasa subterránea, y biomasa total. También se determinó el número de ramificaciones, la relación biomasa aérea/subterránea, el índice de esbeltez y el índice de calidad de Dickson. Conjuntamente, se obtuvo la biomasa de follaje y se mandaron muestras de tejido vegetal al laboratorio de nutrición vegetal en el Colegio de Postgraduados para conocer el estado nutrimental. El estado nutrimental se examinó por medio de un análisis de vectores. Posteriormente, la planta producida se llevó a campo y se estableció en dos sitios diferentes. Se evaluó la altura, diámetro y supervivencia solamente en las especies de pino. La cantidad total de agua utilizada durante la producción en el sistema de regadera, fue 7320 L y 3424 L en subirrigación. La cantidad de fertilizante soluble utilizado fue mayor en subirrigación, con 8365 g, mientras que en regadera fue 4022 g. En general, el sistema de regadera produjo los mayores valores en las variables morfológicas y de calidad. En referencia a los sustratos, para las tres especies, todas las variables de interés resultaron mayores en sustrato base de turba. La biomasa foliar en las plantas de fresno al crecer en sustrato de turba fue mayor en fertiriego con regadera, mientras que las coníferas en subirrigación. En cambio, en sustrato base de aserrín, la mayor biomasa foliar se obtuvo al recibir fertiriego con regadera para las tres especies. La concentración nutrimental resultó mayor en fertiriego con subirrigación y en sustrato de turba. Sin embargo, para F. uhdei el mayor contenido se obtuvo en regadera y en ambas especies de pino la mayor absorción de nutrimentos se presentó en subirrigación. Al crecer en aserrín, la absorción de nutrimentos se vio favorecida en sistema de regadera. Una vez en el campo, las plantas de F. uhdei, presentaron mayor altura y diámetro al provenir de regadera. En cambio, para P. patula y P. pseudostrobus la mayor altura se observó en plantas de subirrigación, mientras que el diámetro fue mayor en plantas en regadera. En las tres especies, aquellas provenientes de sustrato de turba presentaron mayor altura y diámetro en el campo. La supervivencia en campo no se evaluó para las plantas de fresno. Sin embargo, las plantas de pino de subirrigación y turba demostraron una mayor supervivencia. El sistema de subirrigación tiene un gran potencial para la producción de planta en vivero en México, no obstante, falta investigación para obtener mejores resultados en cuanto a la calidad de planta. La producción en este sistema puede disminuir los riesgos de contaminación por nutrimentos al ambiente y reducir el periodo de crecimiento de las plantas forestales en el vivero. _______________ HYDROPONIC SUBIRRIGATION SYSTEM PROTOTYPE FOR THE PRODUCTION OF FOREST SPECIES IN A NURSERY. ABSTRACT: Due to the fact that forest nurseries use up great amounts of water and fertilizer, it is important to optimize the use of these resources. The demand of plant stock to supply reforestation programs along with lower production costs has originated a need to implement and use other irrigation and fertigation systems, substrate mixtures and adequate nutrition regimes. These tasks during nursery stage, guarantee the production of high-quality plants with desirable morphological attributes that will influence outplanting success. The main objective of the present research was to design a hydroponic subirrigation system prototype for the production of forest species. The specific objectives were to quantify the amount of water and fertilizer used during the production cycle compared to overhead hand fertigation, evaluate morphological traits, plant quality and the nutrient status of Fraxinus uhdei (Wenz) Linglesh, Pinus patula Schiede ex Schtdl & Cham and Pinus pseudostrobus Lindl under two fertigation systems and two substrate mixtures. Also, plant establishment was evaluated for the three species at six months after outplanting. However, survival was only evaluated for P. patula and P. pseudostrobus. Four trenches with dimensions of 0.30  0.30  3.0 m were dug to construct the subirrigation system. The function of this system was compared to the overhead hand watering system. In each system 600 seedlings were produced. The amount of water and fertilizer used in each fertigation system was estimated. At the end of the nursery stage, height, basal diameter, root length, aboveground and root biomass, and total biomass were assessed. Furthermore, the number of branches, the shoot/root ratio, slenderness index and the Dickson quality index were evaluated. Together with the other variables, foliar biomass was obtained and foliar tissue was sent for nutrient analysis at the Laboratory of Plant Nutrition in the Colegio de Postgraduados. Nutrient status was determined using vector analysis. Subsequently, plant stock was outplanted in two different sites, where height, diameter and survival were evaluated. For the production of 600 seedlings in each fertigation system, 7320 L of water were utilized for overhead hand fertigation and 3424 L for subirrigation. A higher amount of soluble fertilizer was used in subirrigation with a total of 8365 g; meanwhile the overhead hand fertigation used 4022 g. In general, morphological attributes were higher for plants receiving overhead hand fertigation during nursery stage. The same was observed for most quality variables. In regards to substrate mixtures, for all three species, the substrate mixture of peat moss produced the greatest values for all variables. In peat-based substrate, ash plants produced higher foliar biomass when receiving overhead hand fertigation. As for the two conifers, foliar biomass was greater in subirrigation. However, in sawdust-based substrate foliar biomass for all species was greater when fertigated overhead. Nutrient concentrations were higher in foliar tissue from subirrigated plants grown in peat-based substrate. Nonetheless, nutrient content in F. uhdei plant tissue resulted higher from overhead hand fertigation, as for both pines, nutrient content was superior in subirrigation. When grown in sawdust-based substrate, all three species exhibited a higher nutrient uptake when overhead hand fertigated. Once in the field, F. uhdei plants grown in the overhead hand fertigation system showed a greater height and diameter, whereas for P. patula y and P. pseudostrobus the greater heights were obtained in the subirrigation system. Although plants grown in overhead hand fertigation presented a higher diameter. Regarding substrate mixtures, plants of all three species grown in peat moss-based substrate showed greater height and diameter after outplanting. Survival was not evaluated for F. uhdei, but Pinus plants from subirrigation and peat-based substrate revealed a greater survival. Subirrigation has a great potential for forest nursery production in Mexico, yet more research needs to be developed to understand the proper functioning of the system to obtain better quality plants. The use of this system is known to reduce nutrient leaching, causing less environmental pollution risks and could shorten the nursery stage time of forest seedlings.