Efecto del poliacrilato de sodio (PANa) en la fase de preacondicionamiento del Pinus radiata en vivero

Effect of sodium polyacrylate (PANa) in the preconditioning phase of Pinus radiata in the nursery

Rosario M. Bernaola-Paucar1, *; Ysaías Zanabria Cáceres1; Gelly Clemente Archi1

1 Estación Experimental Agraria Santa Ana, Dirección de Desarrollo Tecnológico Agrario, Instituto Nacional de Innovación Agraria, Huancayo, Junín 12007, Perú.

ORCID de los autores:

R. M. Bernaola-Paucar: https://orcid.org/0000-0003-0397-3898          

Y. Zanabria Cáceres: https://orcid.org/0000-0003-1313-2494

G. Clemente Archi: https://orcid.org/0000-0001-7511-3227

RESUMEN

El proyecto tiene como objetivo evaluar el efecto del poliacrilato de Sodio (PANa) en el preacondicionamiento del Pinus radiata D. Don en vivero. El polímero (PANa y celulosa) se mezcló con el sustrato al momento de trasplantar 90 plantones de P. radiata en bolsas de 3000 ml, pero 90 plantas de trasplantaron sin la presencia del polímero (testigo), se evaluaron la calidad morfológica de las plántulas e índices de calidad, mediante un diseño unifactorial. Los resultados muestran que todas las variables evaluadas presentaron diferencias significativas (p ≤ 0,05), con excepción de la altura. Finalmente, el testigo presento un mayor desarrollo morfológico en comparación al tratamiento que contiene el polímero en el sustrato, debió al déficit de humedad al que fue sometido el tratamiento con presencia del polímero. La fase de preacondicionamiento no afectó el desarrollo morfológico del P. radiata en vivero debido al estrés hídrico al que fue sometido los plantones, pero se espera un impacto positivo en campo.

Palabras clave: pañal desechable; calidad de planta; polímero; estrés hídrico; vivero.

ABSTRACT

The project aims to evaluate the effect of Sodium polyacrylate (PANa) in the preconditioning of Pinus radiata D. Don in the nursery. The polymer (PANa and cellulose) was mixed with the substrate at the time of transplanting 90 P. radiata seedlings in 3000 ml bags, but 90 transplanted plants without the presence of the polymer (control), the morphological quality of the seedlings was evaluated and quality indices, through a single-sector design. The results show that all the variables evaluated presented significant differences (p ≤ 0.05), except for height. Finally, the control presented a greater morphological development compared to the treatment that contains the polymer in the substrate, due to the moisture deficit to which the treatment with the presence of the polymer was subjected. The preconditioning phase did not affect the morphological development of P. radiata in the nursery due to the water stress to which the seedlings were subjected, but a positive impact is expected in the field.

Keywords: disposable diaper; plant quality; polymer; water stress; nursery.

1. Introducción

El preacondicimiento es una fase de los plantones, previo a su salida del vivero. Es una etapa crítica en la producción forestal, cuyo propósito es aclimatar o preparar a los plantones a tener mecanismos fisiológicos y morfológicos que puedan resistir a las condiciones adversas presentes en los sitios de plantación (Jacobs & Landis, 2009; Bernaola-Paucar et al., 2015). El preacondicionamiento, se puede lograr mediante un manejo adecuado del estrés hídrico, fertilización. A fin de garantizar un alto porcentaje de supervivencia y desarrollo óptimo de un plantón en campo (Prieto et al., 2012; Bernaola-Paucar et al., 2015).

El poliacrilato de sodio es un polímero que está presente en pañales de bebe, cuya función específica es absorber la orina (Fernández, 2016). Para proteger las raíces de los plantones en vivero se han usado polímeros sintéticos, cuya principal característica es su alta capacidad de reten­ción de agua (Palacios et al., 2016), lo que disminuye la frecuencia de irrigación y las pér­didas de productos químicos por lixiviación y lavado (Sosa et al., 2019). Los cristales de Hidrogel son capaces de absorber 200 veces su peso en agua y la proporciona paulatinamente a las raíces de todo tipo de plantas, el producto mejora las características del suelo, como son la retención y disponibilidad del agua, la aireación y la descompactación (AGRICULTURERS, 2016). Su aplicación en la agricultura, invernaderos y viveros, el sector forestal y la arquitectura paisajista puede reducir el uso de agua hasta en más del 50%, agregando los cristales al sustrato incrementa el crecimiento de la especie y la sobrevivencia de las plantas en campo (Palacios et al., 2016; AGRICULTURERS, 2016).

Considerando que, la adecuada humedad del suelo es esencial para el crecimiento de los árboles en campo, siendo las propiedades físicas del suelo que influyen en la humedad del suelo (Pérez, 2001). Los suelos con densidades mayores a 1,2 g.cm-3 para un suelo arcilloso y 1,4 g.cm-3 para un suelo arenoso, el factor más importante para el éxito de los cultivos es el aporte hídrico, considerando que en el crecimiento radical el agua proporciona la fuerza que permite expandir las células y producir la elongación (Schlatter et al., 2003; Alvarado et al., 2015).

En el vivero de la estación EEA “Santa Ana” se propuso usar el Poliacrilato de Sodio en la fase de preacondicionamiento del Pinus radiata en vivero, considerando que el polímero mencionado puede ser usados como acondicionadores de sustrato (hidrogel), principalmente por aumentar la capacidad de almacenar agua en el sustrato (Brito et al., 2013; Magalhães et al., 2013; Palacios et al., 2016; Ortega-Torres et al., 2020). Por ello, surge la necesidad de evaluar el efecto del poliacrilato de Sodio (PANa) de pañales desechables en su preacondicinamiento del Pinus radiata en vivero.

2. Material y métodos

Área de estudio

El presente experimento se realizó en el “Vivero Forestal de la EEA “Santa Ana”, ubicado en el anexo de Hualahoyo-Saños Grande, Tambo, Junín, Perú; a 3295 msnm de altitud, clima sub-húmedo templado, con humedad relativa promedio anual de 67,06mm, con temperaturas promedio anual de 4,09 – 20,24 °C y una precipitación anual de 818.40 mm (SENAMHI & INIA, 2019).

Materiales y equipos

Los plantones de Pinus radiata fueron producidos en bolsas de 9” x 5” y cultivados siguiendo los protocolos del vivero durante 9 meses (octubre del 2019 a junio del 2020), en la Tabla 1 se presenta la caracterización morfológica de las plantas antes de trasplantarlos. Finalmente, 90 plantones fueron trasplantados a bolsas de polietileno de 11,5 x 5,25 (3000 ml), con sustrato de una mezcla del 67% de tierra negra y 33% de arena (testigo). Mientras 90 plantones fueron trasplantados utilizando el sustrato mencionado, pero se le agrego aproximadamente 5,12 g de celulosa y poliacrilato de sodio (tratamiento con polímero). Además, se realizó la caracterización química del sustrato utilizado en el laboratorio de suelos de la E.E.A. Santa Ana (presentando un pH de 7, materia orgánica de 6,06%, nitrógeno de 0,30%, fósforo de 29,90 ppm y potasio de 305ppm).

Tabla 1

Evaluación inicial del Pinus radiata en vivero a nueve meses de edad

Para obtener los 5,12 g de poliacrilato de sodio, los pañales desechables fueron cortados con una tijera en cuatro partes y solo la parte del relleno (celulosa y poliacrilato de sodio) se colocaron en las plántulas trasplantadas como parte del sustrato, con el fin de usarlo como retenedor de humedad durante el trasplante a bolsas más grandes. Los pañales pesan aproximadamente 47,5 g, está compuesto por 30% de celulosa, 35% de polímero, 10% de polipropileno, 13% de polietileno y 7% otros (Aumônier & Collins, 2005; Edana, 2001).

Finalmente, culminado el trasplante todas las plántulas de ambos tratamientos (testigo y polímero), fueron regados con 750 ml de agua por cada planta y durante la evaluación el tratamiento con polímero se regó una vez (al mes), mientras el testigo se regó dos veces (cada 15 días).

Metodología

Utilizando un diseño experimental completamente al azar, al mes se evaluaron 10 plántulas por cada tratamiento (testigo y el tratamiento con polímero), la calidad de planta considerando los siguientes parámetros.

La altura se midió con una regla graduada, desde el cuello de la raíz hasta la yema de la planta (cm).

Diámetro del cuello de la raíz, se obtendrá con un vernier digital con precisión (mm); El volumen de biomasa por desplazamiento de agua en cm3 (Harrington et al., 1994). El peso de biomasa en húmedo, por separación de la parte foliar y radical con una tijera de podar y el peso se determinó con una balanza analítica (g). El peso de biomasa seca se obtuvo secando en una estufa de secado, durante 72 horas a 70 ºC (g). Con los datos obtenidos se calculó el índice de Dickson (IQ) e índice de lignificación (Dickson et al., 1960; Bernaola-Paucar et al. 2015)

Análisis estadístico

Los datos se organizaron en el Programa Excel de Microsoft office 2007 y se les aplicó una prueba de normalidad (Estadístico W de Shapiro-Wilk). Posteriormente los datos fueron sometidos a un análisis de varianza (ANOVA) siguiendo el modelo unifactorial en el software R, versión 3.6.3. (P-valor ≤ 0,05).

3. Resultados y discusión

En la Tabla 2 se muestra que las variables evaluadas presentaron efecto significativo (p ≤ 0,05), además se presenta un mayor desarrollo morfológico en las plántulas sin presencia del polímero (testigo), con excepción de la altura y el volumen radical. Esto puede deberse al estrés hídrico al que ha estado sometido las plántulas con presencia del polímero, considerando que se rego después de 30 días, en comparación con el testigo (cada 15 días), tal como manifiesta Palacios et al., 2016, en algunos estudios presentaron que el hidrogel no aporta ningún beneficio en el crecimiento o incremento de la biomasa, debido al estrés hídrico. Por ello, se puede se puede manifestar que el estrés hídrico provoca la disminución en el tamaño de las hojas, raíces y afecta negativamente el crecimiento en general de las plantas. La información aportada por este tipo de estudios muestra el daño que el estrés hídrico provoca en las hojas jóvenes y en desarrollo es mucho más apreciable que en aquellas hojas maduras y completamente desarrolladas. Gehring & Lewis (1980) reportaron que plantas de Tagetespatula L. y Zinnia elegans Jacq. incrementaron la resistencia al marchita-miento al encontrarse el polímero en el sustrato. El hidrogel incrementaba satisfactoriamente la capacidad de retención de agua del suelo y por tanto disminuía la necesidad del riego en plantas e incrementa la biomasa de las plantas (García, 2017; Ortega-Torres et al., 2020).

El sustrato presenta un sustrato pH neutro, al respecto se puede manifestar que en el polímero ayuda a mitigar el estrés salino del sustrato, tal como lo señala Shi et al. (2010); aunque este comportamiento ha sido poco estudiado, tal como lo manifiesta Palacios et al. (2016). Además, en un ensayo bajo condiciones de invernadero en Pinus halepensis de seis meses de edad, se aplicó hidrogel al sustrato (0,4% de hidrogel), incrementando el tiempo de riego hasta 33 días, un incremento en altura de hasta 9 cm y un incremento en biomasa radicular de hasta 2,75 g más con respecto al control (Hüttermann et al., 1999), similar a lo que se reportó en la presente investigación.

Tabla 2

Promedios y p-valor del análisis de varianza de las variables evaluados en vivero

(*) Significancia con un nivel de confianza del 95.0%, LSD (Promedio ± SD).

En la Figura 1 se observa que las plántulas que fueron trasplantadas sin presencia del polímero (testigo), presentaron el mayor índice de Dickson (1,26) en comparación al tratamiento con presencia de polímero (0,92), pero considerando dicho índice es superior a 0,5 (Dickson et al., 1960) y considerando que dichos plantones alcanzaron un diámetro promedio de 5,82, pueden lograr una supervivencia en campo superior al 80%. Al respecto Mexal & Landis (1990) señalan que los diámetros entre 5 y 6 mm logran tasas de superviven­cia superiores al 80%, dado a que dicho índice combina la biomasa total de la planta, los resultados obtenidos describen la relación directa con el crecimiento morfológico por efecto del estrés hídrico (Escobar-Alonso & Rodríguez, 2019). Mientras el mayor índice de lignificación (0,11) se obtuvo en las plantas que fueron trasplantados con presencia del polímero (polímero), lo cual es lógico, puesto a ser expuestos al estrés hídrico las plantas tiende a producir mayor contenido de lignina.

Figura 1. Índices de calidad del Pinus radiata en vivero, LSD (Promedio ± SD), p-valor ≤ 0,05.

4. Conclusiones

Con base a los resultados de las variables evaluadas, se presentó un mayor desarrollo morfológico en las plántulas que no contenían el polímero en el sustrato en comparación al tratamiento si contenían el polímero en su sustrato, presentándose este comportamiento debió al estrés hídrico o déficit de humedad al que fue sometido el tratamiento con presencia del polímero, sin embargo, presenta un diámetro e índice adecuado. Por lo que es recomendable continuar con la investigación en campo para conocer el porcentaje de supervivencia en campo.

Agradecimientos

A la Estación Experimental Agraria Santa Ana y al Programa Nacional de Investigación Forestal por el apoyo en la presente investigación. Al Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura-IICA y al programa Jóvenes Investigadores.

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