EL APROVECHAMIENTO AGRÍCOLA INTENSIVO DE LOS

1
Evaluación de técnicas de rehabilitación de potreros degradados
con árboles nativos de rápido crecimiento en la selva Lacandona
INFORME FINAL
Dirección General de Investigación de Ordenamiento Ecológico y
Conservación de los Ecosistemas. Dirección de Conservación de
Ecosistemas
(INE)
Dr. Samuel I. Levy Tacher
Dr. Jorge Castellanos Albores
Investigadores Titulares
ECOSUR
(21 de octubre de 2011)
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1. Resumen ejecutivo
Desde el año 2003, el INE ha apoyado una serie de proyectos de restauración enfocados
a reconocer a nivel local, los patrones generales del comportamiento de diferentes
especies sucesionales nativas dentro de las distintas condiciones de degradación
ecológica en la comunidad Lacandona (potreros, helechales, acahuales y milpas
abandonadas). El presente estudio se realizó en la comunidad de Nueva Palestina, en los
terrenos del CECYT 25 en donde se estableció un experimento en un potrero degradado
donde se aplicaron dos técnicas de rehabilitación (arado y fertilización), para el cultivo de
seis árboles nativos pioneras. El experimento pretende descubrir si es posible acelerar el
proceso de rehabilitación con el uso de estos árboles de rápido crecimiento bajo las dos
técnicas de rehabilitación propuestas. El experimento fue establecido a finales del
presente año en una superficie de ½ ha, con el trasplante de alrededor de 1600 plantas.
Se realizó un estudio preliminar para evaluar el comportamiento del pH del suelo a partir
del cual se definió el diseño experimental y la aplicación de los tratamientos.
1. Abstract
Since the year 2003, the INE has supported a number of restoration projects targeted to
recognize at the local level, the general patterns of behavior of different successional
species native within the different conditions of ecological degradation in the Lacandona
community (pastures, ferns, acahuales and milpas abandoned). The present study was
conducted in the community of Nueva Palestina, in the CECYT 25 where an experiment
was established in a paddock where two techniques in rehabilitation were used (plow and
fertilization), for the cultivation of six native trees pioneers. The experiment aims to
discover whether it is possible to accelerate the rehabilitation process with the use of these
fast-growing trees under the two rehabilitation techniques proposals. The experiment was
established at the end of this year in an area of ½ has, with the transplantation of around
1600 plants. A preliminary study was conducted to evaluate the behavior of the pH of the
soil from which it is defined the experimental design and the implementation of the
treatments.
2. Introducción
La rehabilitación de la vegetación secundaria (acahuales), a partir de plantaciones
forestales con especies nativas, es una de las principales estrategias para la preservación
y recuperación de los ecosistemas en el trópico húmedo (Maass et al. 1988). El
establecimiento de este tipo de plantaciones para la rehabilitación en áreas degradadas,
puede facilitar la sucesión forestal al generar condiciones ambientales del sotobosque que
favorecen el reclutamiento y el crecimiento de los árboles y arbustos nativos (Chapman y
Chapman 1997; Lugo 1997; Parrota et al. 1997). A partir de esta estrategia, es posible
restablecer la complejidad estructural, la composición de la biota, y el funcionamiento del
ecosistema selvático (Brown y Lugo 1994; Forest Restoration Research Unit 1998; Hartley
2002).
Los esfuerzos de rehabilitación productiva a nivel internacional, se han enfocado en la
recuperación de condiciones que después de su aprovechamiento agropecuario entraron
en un proceso de degradación con la llegada y dominancia de especies vegetales
invasoras (Duncan y Chapman 1999). En la selva Lacandona, uno de los mayores retos a
enfrentar lo constituyen las vastas áreas dominadas por el helecho invasivo Pteridium
aquilinum, especie que se propaga vegetativamente, favorecida por las quemas y muy
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difícil de eliminar (Gliessman y Muller 1972). Los acahuales dominados por esta especie
presentan condiciones que impiden la recuperación del suelo para la actividad agrícola
(Gliessman y Muller 1978; Rice 1984) y, junto con los potreros degradados, se han
convertido en las formas dominantes de uso del suelo de escasa productividad (Levy
2000).
La acelerada expansión de las áreas con vegetación secundaria en la selva Lacandona,
sugiere la necesidad de generar formas de aprovechamiento forestales y/o agroforestales
económicamente rentables y ecológicamente persistentes. Idealmente, una propuesta que
vincule la conservación con el aprovechamiento, debe permitir a los dueños del recurso
ser vigilantes y beneficiarios de este tipo de plantaciones, siempre y cuando se
fundamente en una estrategia productiva que a corto y mediano plazo remunere en lo
económico, con montos similares o mayores a los que obtienen los campesinos con la
ganadería y agricultura extensivas. Sin embargo, esto requiere de estudios in situ de las
alternativas dirigidas a este último fin, para valorarlas en sus dimensiones ambiental,
social y económica concretas de la región. Así, la generación de una tecnología para el
cultivo de especies forestales nativas con potencial de rehabilitación y aprovechamiento
comercial en áreas degradadas, permitirá mejorar una de las condiciones importantes de
uso de suelo de la selva Lacandona que requiere estabilización y procedimientos para su
reconversión a vegetación arbórea.
El uso de especies arbóreas para la restauración ecológica en las regiones tropicales, ha
evaluado entre otros aspectos el desempeño de las diferentes especies utilizadas en
ensayos experimentales. Algunos de estos estudios han examinado los efectos del
microhábitat (i.e. suelo, vegetación, luz) en la supervivencia y el crecimiento de las
plántulas (Gerhardt 1993; Nepstad et al. 1996; Holl 2002; Baraloto et al. 2005; Zahawi
2008); lo que ha contribuido al conocimiento del comportamiento, la ecología y el manejo
de las especies, así como a su potencial para la recuperación de las áreas degradadas
que se presentan con frecuencia en la región tropical.
Diversos estudios realizados en campos agrícolas o ganaderos en desuso han
identificado y manejado una amplia gama de especies arbóreas nativas útiles para la
restauración ecológica, encontrando que las condiciones ambientales en los potreros
abandonados resultanlimitantes para el desarrollo de la sucesión ecológica. Éstos, se
caracterizan por contener una baja diversidad vegetal, presentar suelos pobres y factores
ambientales extremos, lo cual dificulta el repoblamiento natural e inducido de muchas
especies arbóreas (Holl et al. 2000; Zimmerman et al. 2000; Hooper et al. 2005; Martin et
al. 2005). Por lo general, los potreros degradados en la región tropical presentan un largo
historial de uso que en ocasiones sobrepasa los 30 años y en donde regularmente se
recurre a la aplicación de herbicidas o al uso del fuego para el control de malezas (Purata
1986; Aide et al. 2000). De esta manera, la vegetación presente y las condiciones
edáficas responden al manejo previo, lo cual puede alterar la velocidad del proceso
sucesional posterior al abandono del área, afectando con ello los procesos de
restauración (Zahawi y Augspurger 1999; Ferguson et al. 2003; Levy y Aguirre 2005;
Chazdon et al. 2007).
En grandes extensiones de la región tropical se encuentran potreros abandonados en
diferentes estadios sucesionales, frecuentemente dominados por gramíneas agresivas, o
de tipo arbustivo con características más favorables para el desarrollo de la sucesión
forestal (OIMT 2002; FAO 2006). En particular, para la selva Lacandona se ha estimado
que aproximadamente el 30 % de su superficie corresponde a potreros abandonados o
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degradados (Mendoza y Dirzo 1999; De Jong et al. 2000). Una alternativa para mejorar
las condiciones en estos sitios, es a través de plantaciones forestales con especies
nativas de interés ecológico y económico. Sin embargo, la alta diversidad arbórea
existente en la región de la selva Lacandona hace necesario un manejo sencillo de la
vegetación, que contribuya a garantizar los elementos ecológicos mínimos que permitan
acelerar los procesos de restauración en áreas degradadas. La utilización de especies
arbóreas pioneras en plantaciones puede facilitar los procesos de estructuración,
composición y funcionamiento de los ecosistemas forestales tropicales (Lamb 1998;
Rodrigues y Gandolfi 2000; Ruiz y Aide 2005).
Desde el año 2003, el INE ha apoyado una serie de proyectos enfocados a reconocer a
nivel local, los patrones generales del comportamiento de diferentes especies
sucesionales nativas y a identificar su capacidad de competir con la vegetación
espontánea asociada y de sobrevivir a los efectos del manejo previo de cada sitio. Así
mismo, se han evaluado técnicas de rehabilitación de predios afectados por especies
invasoras, mediante el manejo forestal de las especies pioneras. En consecuencia, se
tiene hasta ahora conocimiento acerca del desempeño de una amplia gama de especies
en las principales condiciones en procesos de degradación en la región, pero se vuelve
necesario desarrollar un conocimiento más puntual sobre las características edáficas que
permitan mejorar las acciones de restauración ecológicas según las características
particulares de cada sitio a restaurar.
El área de estudio se ubica en la Comunidad Lacandona con énfasis en el poblado de
Nueva Palestina (NP), principal fuente de presión antrópica hacia la Reserva de la
Biosfera Montes Azules (REBIMA), en el estado de Chiapas. Este poblado alberga una
población superior a los 15 mil habitantes. Frente a una economía incipiente y sin
perspectivas de crecimiento inmediatas, los campesinos de esta comunidad tienen pocas
opciones productivas dentro de las que destaca la ganadería extensiva, con un alto costo
ambiental por la apertura de amplias áreas de selva.
En NP, los terrenos comunales presentan un paisaje con un alto nivel de fragmentación
con pocos parches remanentes de vegetación madura inmersos en una matriz de
acahuales en fases sucesionales incipientes, que bajo un aprovechamiento intensivo, sin
manejo adecuado de sus potreros y milpas derivan en la dominancia de zacates como
Leptochloa filiformis (Cola de zorro) (Esquivel et al. 2008) y del helecho Pteridium
aquilinum en más del 60% de las los terrenos comunales. Así, gran parte de las áreas
destinadas a la ganadería y a las milpas se han degradado y han dejado de ser
productivas, generando una presión adicional sobre los relictos con vegetación madura
(Martínez-Ramos y García-Orth 2007).
Uno de los ingresos monetarios principales, para los campesinos tzeltales de NP,
proviene de la actividad pecuaria, cuya productividad es de las más bajas de la región. El
índice de agostadero llega con dificultad a la media cabeza por hectárea, mientras que los
suelos se encuentran agotados por décadas de pastoreo; en tanto que la actividad
agrícola se circunscribe a la milpa con el monocultivo del maíz, cuya finalidad es el
autoconsumo (Márquez 2000).
A pesar de la aptitud forestal de los suelos en la región, la silvicultura se encuentra
relegada por la falta de apoyo para desarrollar proyectos a mediano y largo plazo, así
como, por la desvinculación con los mercados de productos forestales y de servicios
ambientales. Ante la poca información disponible en cuanto a las especies útiles y los
5
procedimientos efectivos para realizar acciones de restauración, el presente estudio
generará información relevante sobre la aplicación de dos técnicas de rehabilitación
(arado y fertilización), para el cultivo de especies forestales nativas con potencial de
rehabilitación y aprovechamiento comercial en áreas degradadas.
3. Método
Ubicación, extensión y descripción del historial de uso del área seleccionada para
el establecimiento del experimento.
La parcela experimental se estableció en los terrenos de la preparatoria agrícola CECYT
25, ubicada en la entrada a la comunidad de Nueva Palestina,. El perímetro de esta
superficie alcanza los 300 m, y comprende áreas con acahuales jóvenes (4 a 6 años de
descanso) (Fig. 1). El terreno asignado para el establecimiento del experimento cuenta
con una superficie de 0.503 has, en la cual más de 50% presenta una condición similar,
dominada principalmente con pastos. Dentro de esta última condición se estableció la
parcela experimental en una poligonal de aproximadamente 0.35 has (Fig. 2).
Historial de uso.
El potrero seleccionado tiene un largo historial de uso de ganadería extensiva, el cual se
describe a continuación. El sitio fue desmontado en 1972 para el cultivo de maíz durante
seis años y estuvo bajo aprovechamiento ganadero a partir de 1978 hasta 1990, cuando
fue abandonado y pasó a ser parte de una escuela preparatoria. Después de establecido
el potrero se realizaron dos quemas una a los 10 años y otra a los 12 años. El área de la
escuela fue cercada en todo su perímetro, por lo cual el forrajeo de dicho potrero fue poco
frecuente (Fig. 3).
Figura 1. Ubicación de la parcela experimental dentro del terreno del CECYT 25. La
poligonal del experimento esta descrita con un margen rojo.
6
N
Figura 2. Poligonal del área experimental con una superficie de 0.35 has, al interior de los
terrenos del CECYT 25.
Figura 3. Gráfico del historial de uso de la parcela experimental.
Los datos espaciales del área experimental se especifican a continuación y en el Cuadro
1: Proyección: Universal Transversal de Mercator (UTM); Zona 15Q; Datum: WGS 84.
Cuadro 1. Coordenadas geográficas (UTM) de la poligonal de la parcela experimental, en
el CECYT 25 en Nueva Palestina.
ID
X
Y
1
686192
1861416
2
686220
1861375
3
686228
1861377
4
686235
1861363
7
5
686242
1861369
6
686258
1861350
7
686295
1861379
8
686264
1861419
9
686241
1861448
Identificación de árboles semilleros, recolecta de semillas de las especies nativas
de rápido crecimiento y construcción del vivero.
De un total de 40 especies que han sido probadas experimentalmente bajo condiciones
degradadas, se eligieron 6 de ellas en función de los siguientes criterios: tasa de
crecimiento, amplia disponibilidad de semillas, facilidad de propagación, cantidad y
calidad de hojarasca producida, valor económico actual, potencial y preferencias locales,
niveles de tolerancia a condiciones ambientales extremas y producción de flores y frutos
para atracción de la fauna.
Las 6 especies seleccionadas corresponden al los grupos funcionales de las pioneras e
intermedias capaces de crecer rápidamente, de producir una gran cantidad de semillas
con un alto porcentaje de germinación y sobrevivencia. Gracias a estas adaptaciones los
árboles de las especies seleccionadas son capaces de favorecer la repoblación natural
arbórea en el área intervenida. Las especies seleccionadas se muestran el Cuadro 2.
Durante el mes de abril se realizaron recorridos por distintos rumbos en Lacanhá
Chansayab con el fin de identificar y ubicar los árboles de Ochroma pyramidale (balsa,
chujum), Schizolobium parahyba (petz kín, guanacaste), Ceiba Pentandra (ceiba),
Trichospermum mexicanum (tao), Inga jinicuil Schltdl. (Bitz) y Pseudobombax ellipticum
(chute) para la recolecta de semillas. Los criterios considerados para este propósito
fueron que los árboles seleccionados tuvieran un DAP mayor de 40 cm, una altura
superior a los 15 m, una abundancia de frutos y crecimiento recto y buen estado
fitosanitario. Bajo estos criterios se seleccionaron 5 individuos de cada una de las
especies seleccionadas, para la recolecta de los frutos maduros. De cada árbol se
recolectó de ½ a 1kg de frutos, dependiendo de la especie y el tamaño de las semillas. En
el caso de Ochroma pyramidale, se pusieron los frutos a secar hasta que las mazorcas se
abrieron, liberando a las semillas envueltas en su algodón, el cual se separó de las
semillas manualmente. Para el caso de Schizolobium parahyba, se escarificaron sus
semillas mecánicamente mediante una liga.
El vivero establecido en 2009 en la escuela preparatoria CECYT 25, fue re-equipado y
ampliado para optimizar su funcionamiento a una capacidad de 200 mil plantas por año.
La producción de plantones en bolsas de plástico fue alternada con la utilización de
tubetes, se cubrió una parte del vivero con malla sombra del 30% y se instaló el sistema
de riego por aspersión. Asimismo, para las labores de producción de los plantones, se
contó con la participación de los estudiantes y un maestro de la escuela, quienes
continuarán siendo capacitados por el equipo técnico del proyecto. Dicha participación ha
sido y será recompensada con el cumplimiento del servicio social (uno de los requisitos
para su graduación), con un diploma de capacitación expedido por “ECOSUR”, y con un
incentivo económico.
A finales del mes de mayo, dentro del vivero se llenaron 3,000 bolsas de 15 x 25 cm. con
tierra homogenizada y se colocaron las semillas de las 5 especies (600 bolsas/especie).
La cantidad de semillas sembradas por bolsa depende de los porcentajes de germinación
8
de cada especie; una semilla de bitz, chute, ceiba y guanacaste fue suficiente mientras se
usó 10 á 15 semillas de tao y chujúm por bolsa. Para garantizar una suficiente cantidad de
plántulas, se realizó una evaluación de la sobrevivencia después de tres semanas y se
volvió a sembrar en las bolsas donde no hubo emergencia de las plántulas. Las bolsas
son regadas cada día a saturación. Las plántulas serán trasplantadas a la parcela
experimental cuando alcancen una altura de 25 a 30 cm., escogiendo únicamente las
plantas más saludables y similares en altura.
Cuadro 2. Usos, grupo funcional y nombres de las especies seleccionadas para el
experimento.
Nombre
Grupo
común
Especie
Usos
funcional
Chujúm
Yaax Ché
Petz Kín
Chute
Ochroma pyramidale
Ceiba pentandra
Schizolobium parahyba
Pseudobombax
ellipticum
Tao
Trichospermum
mexicanum
Bitz
Inga jinicuil Schltdl.
P: Pionera; I: Intermedia.
Madera, fibra algodonosa
Fibra algodonosa, ritual
Madera, leña
Leña, forraje, medicinal
Madera
Madera, leña
P
I
I
I
P
P
Diseño Experimental
Se utilizó un diseño experimental de parcelas divididas con un factor aleatorio (i.e. la
condición con roturación y sin roturación del suelo) anidado a la parcela dividida mayor. Al
interior de cada parcela dividida y con un diseño en bloques se definieron las subparcelas
con los niveles del tratamiento de encalado. En cada subparcela a la mitad de los
individuos de cada una de las seis especies se le asignó aleatoriamente los dos niveles
de fertilización (70 kg N, 90 kg P y 40 kg K/ha) (Fig. 4 y 5). Así, se determinaran los
posibles efectos de los tratamientos sobre la variable de interés (e.g., tasas de
crecimiento relativo en altura y/o diámetro basal de las especies o diferencias en el
desempeño, etc.) mediante un análisis de varianza (ANOVA) para un diseño de parcelas
divididas. En casos donde el tiempo sea otro factor (como en estudios de dinámica del
crecimiento) las variables de respuesta se analizaran mediante un ANOVA con modelos
de mediciones repetidas en parcelas dividas. Sin embargo, por definición con este diseño
sólo se pueden probar los efectos principales del modelo y no es posible probar
interacciones debido a la condiciones anidadas (von Ende 1993; Winer et al. 1992). Previo
a los análisis de varianza, se evaluará si los datos cumplen con los supuestos de
normalidad y homogeneidad de varianzas.
Variables experimentales
Evaluación de pH.
Previo al trasplante de los brinzales se generó un mapa de contorno de la parcela
experimental para evaluar la distribución espacial del pH del suelo. Se trazó una
cuadricula con líneas equidistantes a 10 m (total 48 puntos de cruce). En cada punto de
cruce de la rejilla se colectó una muestra de suelo (n=48), las cuales se etiquetaron
debidamente y se trasladaron a los laboratorios de ECOSUR. Posteriormente el pH del
suelo se determinó en H2O destilada en proporción 1:2. Con los datos pH obtenidos se
9
realizó una interpolación para puntos no muestreados por medio de un “kriging” de tipo
puntual y de bloques (El kriging es un método de interpolación basada en ponderación de
datos y en variogramas). Este mismo procedimiento se espera realizar para otras
variables de interés (N y P disponibles, compactación) que se tienen contempladas a
realizar posteriormente a lo largo del seguimiento del experimento.
Sobrevivencia y crecimiento de plántulas
Dentro de cada una de las subparcelas se registrará el número de individuos
(sobrevivencia), altura (cm) y diámetro basal (cm), a los 15 días y 1 año después del
trasplante de las plantas. El diámetro basal se medirá con un vernier y la altura con
flexómetro.
70 m
Encalado
35 m
Sin encalar
15 m
Roturado
12 m
Roturado + Encalado
Separación de 2 m.
50 m
Separación de 50 cm.
0.0
1.5
3.0
4.5
6.0
7.5
9.0
10.5
12.0
Inicio
0.0
1.5
3.0
4.5
6.0
7.5
9.0
10.5
12.0
13.5
15.0
Final
Figura 4. Asignación de tratamientos dentro de la parcela experimental
10
0.0
1.5
3.0
4.5
6.0
7.5
MÉTODO DE SIEMBRA:
SISTEMÁTICO EN
COLUMNA
9.0 10.5 12.0
Inicio
0.0
Siembra a 1.5 m x 1.5 m
1.5
Especie 1
17 plantas
3.0
Especie 2
17 plantas
4.5
Especie 3
17 plantas
Especie 4
16 plantas
6.0
Especie 5
16 plantas
7.5
Especie 6
16 plantas
9.0
Total de 99 plantas
10.5
PARA TODO EL
EXPERIMENTO TOTAL
DE 1584 PLANTAS
12.0
13.5
15.0
Final
Figura 5. Método de siembra y arreglo de las especies por parcela
4. Resultados y discusión
Dentro de la parcela experimental el pH vario de 6.50 a 7.75 (Fig. 6). Los valores más
ácidos de pH se presentan a lo largo de una franja con árboles aislados y con
microrrelieve ondulado con oquedades que permanecen inundadas en la época de lluvias.
Los valores más altos alcalinos del pH se presentan en la parte norte de la parcela con un
relieve más regular, sin inundaciones estacionales y con dominancia exclusiva de pastos.
50
6.0
0
40
6.4
0
30
6.8
0
20
10
7.2
0
0
0
10
20
30
40
50
60
70
7.6
0
11
Figura 6. Rejilla con los puntos de muestreo y mapa de la distribución espacial de los valores de
pH en la parcela experimental.
A pesar de las variaciones arriba descritas podemos observar que el pH del suelo en la
parcela experimental tiende a la neutralidad. Bajo este entendido el pH podría pasar a un
segundo término en cuanto a su efecto negativo para el desarrollo de la plantación. Sin
embargo, trabajos previos en la región muestran que diferencias en PH de 6.61 a 7.49
afectan significativamente la sobrevivencia y crecimiento de los brinzales en potreros
abandonados (Román, et, al. 2011). El mapa de la distribución del pH fue la base para
obtener el diseño experimental de la aplicación del encalado y la fertilización de las seis
especies de árboles nativos.
La parcela experimental fue establecida a principios de octubre, un mes antes del
trasplante de los brinzales. Un total de 1584 plantas de las 6 especies seleccionadas (264
individuos por especie) fueron trasplantadas en 16 subparcelas cada una de las cuales
midió 15 x 12 m (Fig. 4). En cada subparcela se plantaron 99 plantas distanciadas a 1.5 x
1.5 m y distribuidas de manera sistemática en columnas (Fig. 6).
Se aplicarán riegos de auxilio semanales, cuidando que la cantidad de agua regada sea la
misma para todas las plantas del experimento. Los riegos se realizarán durante la época
de sequia en los meses de febrero a junio.
La fertilización se realizará 15 días después del trasplante de los brinzales. Esta se
realizará cada tres meses con aplicaciones foliares (70 kg N, 90 kg P y 40 kg K/ha)
durante el primer semestre.
El encalado se realizará un mes después del trasplante de los brinzales. La dosis de
encalado se determinó con base a la aplicación de 2.0 Mg de cal agrícola ha-1 de suelo
(i.e., 200 g m-2). Como el área alrededor de la plántula es de 50 cm x 50 cm, se deberá
aplicar 50 g de cal.
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