DENSIDAD BÁSICA Y ANCHO DE ANILLOS DE LA MADERA

DE Pinus patula ANTES Y DESPUES DE UN ACLAREO

Rodolfo Goche-Télles, Alejandro Velázquez-Martínez, Amparo Borja-de la Rosa, Teresa Terrazas, Cuauhtemoc Cervantes-Martínez y Antonio Trinidad-Santos

Rodolfo Goche Télles. Ingeniero Forestal, Universidad Autónoma de Chapingo (UACh), México. Especialidad Forestal, Colegio de Postgraduados, México. Dirección: Instituto de Recursos Naturales. Colegio de Posgraduados, Carretera México-Texcoco. Km 36.5. Texcoco, México 56230. e-mail: rgoche@colpos.mx

Alejandro Velázquez Martínez. Ingeniero Agrónomo, UACh. M.C., Colegio de Postgraduados, México. Ph.D., Oregon State University, EEUU. Especialidad Forestal, Colegio de Postgraduados, México.

Amparo Borja de la Rosa. Doctora en Ciencias de la Madera, Université de Nancy, Francia. Profesor-Investigador, División de Ciencias Forestales, UACh. e-mail: aborja@taurus1.chapingo.mx

Teresa Terrazas. Bióloga, Universidad Nacional Autónoma de México. Ph.D. The University of North Carolina at Chapel Hill, EEUU. Profesor-Investigador, Anatomía Funcional y Sistemática, Programa de Botánica, Colegio de Postgraduados, México.

Cuauhtemoc T. Cervantes Martínez. Ingeniero Agrónomo, UACh. M.C., Colegio de Postgraduados, México. Ph.D., Iowa State University, EEUU. Profesor-Investigador, División de Ciencias Forestales, UACh, México.

Antonio Trinidad Santos. Ingeniero Agrónomo especialista en suelos, Escuela Nacional de Agricultura, Chapingo, México. M.C., Colegio de Postgraduados, Chapingo, México. Ph.D., North Carolina State University, EEUU. Profesor Investigador, Instituto de Recursos Naturales, Colegio de Postgraduados, Montecillo, México.

Resumen

Se evaluó el efecto de los aclareos sobre la densidad básica y ancho de anillos en rodales naturales de Pinus patula. Se colectaron cilindros de madera a una altura de 1,30m en dos calidades de estación (3 y 5 años después de la aplicación de un aclareo). En cada una de las muestras se determinó el ancho de anillos y la densidad básica por anillo de crecimiento. Los resultados muestran que la calidad de estación y el aclareo no influyeron significativamente sobre la densidad básica, presentando valores de 0,45 y 0,44g·cm^-3 para una calidad de estación alta antes y después del aclareo, respectivamente, mientras que en una calidad de estación baja se encontraron los valores de 0,47 y 0,44g·cm^-3 antes y después del aclareo, respectivamente. El ancho de anillos presentó una diferencia significativa en la calidad de estación baja, con un valor promedio de 3,26mm antes y de 2,89mm después del aclareo. En la calidad de estación alta no se encontraron diferencias significativas presentando los valores de 2,52 y 2,20mm antes y después del aclareo, respectivamente. El aclareo no influyó sobre la densidad básica de la madera, ya que la variación en densidad generalmente se presenta en los primeros años de edad.

Summary

Thinning effect was evaluated on wood density and ring width in Pinus patula stands. Wood cores were collected at 1.3m height in two site quality forests (3 and 5yr after thinning). Each sample was analyzed as to wood density and basic density of growth rings. Both site quality and thinning did not influence wood density. Absolute wood density values were 0.45 and 0.44g·cm^-3 for high site quality before and after thinning, respectively, while in low site quality, absolute wood density values were 0.47 and 0.44g·cm^-3, before and after thinning, respectively. In low site quality ring width was affected significantly by thinning with average values of 3.26mm and 2.89mm before and after thinning, respectively. In high site quality there were significant differences in ring width, with values of 2.52 and 2.20 before and after thinning, respectively. Thinning did not affect wood density because variation is present in early years of growth.

Resumo

Avaliou-se o efeito da aclaração sobre a densidade básica e largura de anéis em rodais naturais de Pinus patula. Colheram-se cilindros de madeira a uma altura de 1,30m em duas qualidades de estação (3 e 5 anos depois da aplicação de uma aclaração). Em cada uma das mostras se determinou a largura de anéis e a densidade básica por anel de crescimento. Os resultados mostram que a qualidade de estação e a aclaração não influíram significativamente sobre a densidade básica, apresentando valores de 0,45 e 0,44g·cm^-3 para uma qualidade de estação alta antes e depois da aclaração, respectivamente, enquanto que em uma qualidade de estação baixa se encontraram os valores de 0,47 e 0,44g·cm^-3 antes e depois da aclaração, respectivamente. A largura dos anéis apresentou uma diferença significativa na qualidade de estação baixa, com um valor médio de 3,26mm antes e de 2,89mm depois da aclaração. Na qualidade de estação alta não se encontraram diferenças significativas apresentando os valores de 2,52 e 2,20mm antes e depois da aclaração, respectivamente. A aclaração não influiu sobre a densidade básica da madeira, já que a variação em densidade geralmente se apresenta nos primeiros anos de idade.

PALABRAS CLAVE / Calidad de Estación / Silvicultura / Anillos de Crecimiento /

Recibido: 26/03/2003. Modificado: 10/11/2003. Aceptado: 24/11/2003.

Introducción

La mayoría de las investigaciones sobre tecnología de productos forestales se enfocan al conocimiento de las propiedades físico-mecánicas y las características anatómicas de la madera, y a detectar su variación de estas dentro del árbol, entre árboles o entre especies (Zobel y Talbert, 1994). Por otra parte, existen investigaciones que analizan la influencia de tratamientos silvícolas, como los aclareos, sobre el incremento de volumen de un rodal (Daniel et al., 1982; Smith et al., 1997). Sin embargo, son pocas las investigaciones que engloban ambos tópicos con relación a las masas forestales de México, a pesar de ser dos áreas complementarias. En otros países, algunos investigadores han estudiado el efecto que los aclareos tienen sobre la densidad básica de algunas especies de coníferas (Zahner y Whitmore, 1960; Jackson, 1968), haciendo referencia a que la variación en la densidad básica de la madera está relacionada con la vitalidad de la copa y los tratamientos silvícolas, tales como aclareos y fertilización (Lindström, 1996a).

Los aclareos se realizan buscando mejorar la estructura del rodal al eliminar los individuos con características no deseables que compiten por espacio y nutrientes, y que puedan poner en peligro el desarrollo de árboles con buenas características forestales, así como para incrementar el volumen útil en la corta final (Smith et al., 1997). Entre los beneficios que los aclareos ofrecen al bosque, se menciona un aumento en la calidad de la madera cuando se aplica un aclareo por lo bajo, eliminando los árboles no deseados (Álvarez y Varona, 1988).

En relación al efecto de los aclareos sobre las propiedades de la madera, algunos autores han reportado que éstos no modifican la densidad básica de la madera (Markstrom et al., 1983), el porcentaje de madera tardía, la longitud de traqueidas y el ángulo microfibrilar en algunas especies de coníferas como Pinus taeda y P. poderosa (Moschler et al., 1989). Sin embargo, en estudios de espaciamiento Simpson y Denne (1997) reportaron que la madera de árboles de Picea sitchensis con mayor espaciamiento presentó valores de densidad básica más altos.

Los diversos estudios realizados en relación con la densidad del rodal y calidad de estación han permitido generar modelos que permiten predecir la densidad de la madera a partir de las tasas de crecimiento evaluadas por el ancho de los anillos con gran precisión, sin la necesidad de realizar pruebas de laboratorio (Lindström, 1996b; Dutilleul et al., 1998). Por otro lado, Hernández et al. (1996) analizaron la influencia de los aclareos sobre la relación entre madera temprana / madera tardía y la densidad de la madera de Pinus patula, concluyendo que a pesar del efecto de los aclareos sobre las características de los anillos de crecimiento, la asociación entre la densidad de la madera y estas características no se modificaron substancialmente después de los aclareos.

El objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto que los aclareos por lo bajo presentan sobre el comportamiento de la densidad básica y ancho de anillos de la madera de Pinus patula, en dos calidades de estación.

Materiales y Métodos

El estudio se realizó en dos rodales de Pinus patula Schl. et Cham. en dos calidades de estación diferentes establecidas por Brosovich (1998). La primera es una calidad de estación alta, con un IS₅₀= 28m perteneciente a una clase de sitio I y se localiza en el ejido "El Reparo", municipio de Zacualtipán (20º37’33"N, 98º58’38"O). La segunda posee una calidad de estación baja, con un IS₅₀= 20m, perteneciente a una clase de sitio IV, y se ubica en el paraje "El Aguaje", municipio de Metzquititlán (20º33’58"N, 98º33’26"O). Ambos municipios se localizan en la provincia fisiográfica "Sierra Madre Oriental" de la subprovincia "Sierra de Zacualtipán", Estado de Hidalgo, México, y se caracterizan por presentar una topografía accidentada con pequeñas mesetas en las partes altas. La zona bajo estudio exhibe una topografía ondulada con una pendiente media de 12%, con una alta humedad relativa y escasa erosión del suelo (Brosovich, 1998).

El aclareo en el ejido de "El Reparo" (calidad de estación alta) se aplicó en 1997, sobre una superficie de 29ha que presentó un área basal total original de 8,18m²/ha. Se eliminó un área basal de 1,27m²/ha, aplicando una intensidad de corta de 15%. De una densidad inicial de 44ind/ha fueron eliminados 7ind/ha, siendo removido un volumen de 26,2m³/ha. En "El Aguaje" (calidad de estación baja), el aclareo se llevó a cabo en 1999, en una superficie de 6ha, presentando un área basal total de 19,87m²/ha. Se eliminó un área basal de 4,08m²/ha, aplicando una intensidad de corta de 20%. De una densidad inicial de 181ind/ha se eliminaron 37ind/ha, siendo removido un volumen de 47,1m³/ha. Los aclareos aplicados en los dos lugares fueron aclareos por lo bajo, con la finalidad de dejar los mejores árboles para la corta final, ya que el método de regeneración utilizado en la región es el de árboles padres. En este trabajo se utilizó material de un rodal natural y no se tuvo control sobre la densidad de plantación.

Se seleccionó un total de 40 árboles en forma aleatoria, representativos de la masa forestal, 20 se distribuyeron en la zona con la calidad de estación alta y 20 en la calidad de estación baja, con edades entre 45 y 50 años. Se extrajo un cilindro de madera por árbol a una altura de 1,30m con un taladro de Pressler de 12mm de diámetro, colocándose los cilindros de madera en un recipiente con agua para mantenerlos saturados. Por otra parte, se registraron los datos silvícolas del sitio.

En cada cilindro de madera se identificó el año de la realización del aclareo, contando los anillos de crecimiento a partir del último y hasta llegar al año en donde se llevo a cabo el aclareo, identificando con la ayuda de un microscopio una zona previa y posterior a la aplicación del tratamiento. Una vez identificada la aplicación del aclareo, se determinó el ancho de anillos midiendo la madera temprana y el total del anillo mediante un microscopio de incrementos, para después separar cada uno de los anillos de crecimiento, partiéndolos por la mitad, de donde se determinó la densidad básica, mediante el método propuesto por Smith (1954) para muestras pequeñas.

Para analizar la posible influencia del aclareo y del sitio sobre la densidad básica y ancho de anillos, se consideraron los anillos cercanos al año en el cual se realizó el aclareo. Se tomaron 10 anillos de crecimiento para los árboles colectados en la calidad de estación alta, 5 antes y 5 después del aclareo. Para los árboles colectados en la calidad de estación baja, se consideraron únicamente 6 anillos de crecimiento, 3 antes y 3 después del aclareo. Lo anterior fue con la finalidad de disminuir el efecto de la edad y de la posible presencia de madera juvenil en los anillos próximos a la médula. Se utilizaron 200 observaciones para la calidad de estación alta y 120 para la calidad de estación baja, haciendo un total de 320 observaciones.

En el presente estudio se consideraron dos variables dependientes, la densidad básica y el ancho de anillos, y se analizó el efecto del aclareo en las dos calidades de estación (alta y baja). Los datos se analizaron mediante un análisis de varianza de efectos fijos, utilizando el procedimiento MIXED de SAS (SAS Institute Inc., 1999), que es el más adecuado para conjunto de datos desbalanceados (Littell et al., 1996). Para determinar cual es el factor que más influyó en la densidad básica y el ancho de anillos, se realizó la comparación de medias mediante la prueba de la diferencia mínima significativa protegida por la prueba de F (Chew, 1976; Gómez y Gómez, 1984).

Resultados y Discusión

Los factores considerados en el estudio no tienen influencia significativa sobre los valores encontrados de la densidad básica (Tabla I). Esto coincide con lo señalado por Markstrom et al. (1983), Moschler et al. (1989) y Hernández et al. (1996), quienes reportaron que los aclareos no influyen de manera significativa sobre las características de la densidad (P >0,0001). Esta situación puede deberse a que esta propiedad de la madera responde más a factores genéticos que a los ambientales, debido a que es considerada como una de las características altamente heredables (Zobel y Talbert, 1994). Por otro lado, la cantidad de árboles por ha es un parámetro importante para la proporción de madera temprana y tardía, lo que ocasiona una diferencia en la cantidad de madera tardía presente en un anillo de crecimiento e influye así de manera importante en la densidad básica de la madera (Daniel et al., 1982).

Asimismo se observa que la calidad de sitio y el aclareo influyen de una manera directa en el ancho de los anillos, lo que puede estar muy relacionado con las condiciones del lugar donde crece esta especie, ya que el crecimiento depende en gran parte de la cantidad y calidad de nutrimentos, así como de la profundidad del suelo, lo que se ve reflejado en la variación del ancho de anillos (Rigling et al., 2001). No obstante, se observa que estas características no son las determinantes en la diferencia entre ancho de anillos, ya que puede influir la edad del rodal a la cual se realizó la práctica del aclareo. Éste se realizó en la etapa madura de su vida, por lo que su efecto ya no se encuentra como se observa en las etapas jóvenes de los rodales. Por otro lado, Feeney et al. (1998) mencionan que los árboles bajo aclareo presentan una mayor cantidad de fotosintatos disponibles para el crecimiento, lo que puede tener influencia sobre el ancho de los anillos de la especie bajo estudio.

Al analizar las variables, antes y después del aclareo en el sitio de calidad alta (Figura 1a), se aprecia que los valores absolutos de la densidad básica encontrados son mayores antes que después del aclareo (0,45 y 0,44gr·cm^-3). No obstante, la relación de la densidad básica con el tratamiento no presentó diferencias significativas (Tabla II). Por otro lado, al observar los resultados encontrados en la calidad de estación baja, se aprecia que la densidad básica presentó valores de 0,47 y 0,45gr·cm^-3 antes y después del aclareo, no presentando diferencias significativas (Tabla III). Esto muestra que los aclareos aplicados a las densidades de rodal estudiadas no influyen de una manera directa sobre el comportamiento de la densidad básica, lo que puede indicar que no existe una relación estrecha entre el tratamiento de un aclareo de este tipo y la densidad básica de la madera (Zobel y Talbert, 1994; Hernández et al., 1996). Resultados similares han sido reportados para Pinus taeda (Moschler et al., 1989) y para Picea abies (Herman et al., 1998), los cuales fueron aplicados en plantaciones jóvenes, aplicando aclareos por lo bajo.

Al analizar el ancho de anillos, antes y después del aclareo para la calidad de estación alta (Figura 1b), se observa que antes del mismo existe un ligero incremento del ancho de anillos hasta el punto de la aplicación del aclareo, para después disminuir de manera drástica. Sin embargo, el tratamiento de aclareo no presenta una influencia sobre el ancho de anillos, ya que no presentaron diferencias significativas (Tabla II), coincidiendo con lo encontrado por Herman et al. (1998), quienes reportaron una tendencia estable en el ancho de anillos antes del aclareo y un incremento acelerado después del aclareo, atribuyéndolo principalmente a cambios climáticos y a la humedad edáfica. Por otro lado, Goche et al. (2002) encontraron que el ancho de anillos disminuye antes de la aplicación del aclareo en Pinus greggii proveniente de una plantación, lo que fue atribuido a la competencia de los árboles por luz y nutrientes del suelo. Los resultados encontrados en este estudio pueden estar influidos por la intensidad del aclareo aplicada al rodal, ya que fue del 15% eliminando únicamente 7ind/ha de los 44 que existían, lo que puede influir en la forma de la copa, que es de vital importancia para predecir el crecimiento individual de un árbol (Harold y Hocker, 1984). En la calidad de estación baja se encontró una ligera tendencia a disminuir el ancho de anillos hasta el momento de la aplicación del aclareo, para que posterior a la aplicación del aclareo se observara un incremento ligero (Figura 2b). No obstante, los valores de ancho de anillos, encontrados antes y después del aclareo (3,26 y 2,89mm) presentaron una diferencia estadísticamente significativa (Tabla III), coincidiendo con lo encontrado por Moschler et al. (1989). La disminución en el ancho de anillos posterior al aclareo puede estar relacionado con la cantidad de anillos estudiados, ya que solamente se estudiaron 3 antes y 3 después del aclareo, por lo que se puede considerar que aun no se identifica el efecto del aclareo. Por otro lado, la edad del rodal puede ser un elemento determinante de los resultados, ya que fueron árboles maduros y además se utilizaron los últimos anillos cercanos a la corteza, lo que indica que el estudio se realizó prácticamente en la madera madura (Goche et al., 2000), y a estas edades los árboles ya no presentan cambios significativos en el crecimiento en altura y diámetro (Klepac, 1976).

Por otro lado, Benson (1963), menciona que con el paso del tiempo el ancho de anillos disminuye, lo que puede deberse a que se reestablece la competencia por la presencia de hierbas y otras especies maderables. En el trabajo de Hernández et al. (1996) se menciona que el efecto fundamental del aclareo no fue incrementar el ancho de anillos, sino más bien evitar una disminución drástica por el efecto de la edad. Esto último puede tener relación con el trabajo realizado, ya que se utilizaron especies con edades entre 45 y 54 años en las dos calidades de estación, considerándose como madera madura. De acuerdo con Wright (1999) la edad de transición entre madera juvenil y madura de Pinus patula se encuentra en un rango de 20 a 30 años. Por ello se puede decir que los árboles estudiados fueron árboles maduros.

Conclusiones

La aplicación de aclareos suaves en rodales naturales de baja densidad no influyó de manera significativa en la densidad básica de la madera, a pesar de las pequeñas diferencias encontradas en los valores obtenidos, y no se modifica a lo largo de un gradiente de calidades de estación, ya que no se presentaron diferencias significativas en las calidades de estación estudiadas. En el ancho de los anillos se observó una relación directa con la historia del rodal (edad, densidad y manejo). No influyó en una calidad de estación alta (clase de sitio I) donde los árboles crecían con crecimiento libre, mientras que sí influyó en una calidad de estación baja (clase de sitio IV) donde los árboles de la plantación comenzaban a competir entre ellos.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a los prestadores de servicios técnicos forestales de la región de Zacualtipan, Hidalgo, México, y a la División de Ciencias Forestales de la UACh por las facilidades para realizar esta investigación. El primer autor contó con una beca del CONACYT (Registro 95655) para realizar estudios de doctorado.

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