Determinación de la transición de madera juvenil a madera madura

DIVISIÓN DE CIENCIAS FORESTALES
DETERMINACIÓN DE LA TRANSICIÓN DE MADERA
JUVENIL A MADERA MADURA DE
Pinus ayacahuite Ehrenb. y Pinus montezumae Lamb.
TESIS PROFESIONAL
QUE COMO REQUISITO PARCIAL
PARA OBTENER EL TITULO DE:
INGENIERO FORESTAL
Presenta:
JUAN CARLOS DÍAZ FÉLIX
Chapingo, Texcoco, Edo. de México
Agosto de 2004
Esta tesis fue realizada por el C. Juan Carlos Díaz Félix bajo la dirección de la
Dra. Amparo Borja de la Rosa y asesorada por el M. C. Alejandro Corona
Ambriz. Ha sido revisada y aprobada por el siguiente Comité Revisor y Jurado
Examinador:
PRESIDENTE:
___________________________
Dra. Amparo Borja de la Rosa
SECRETARIO:
___________________________
M. C. Alejandro Corona Ambriz
VOCAL:
___________________________
M. C. Mario Fuentes Salinas
SUPLENTE:
___________________________
M. C. Roberto Machuca Velasco
SUPLENTE:
___________________________
M. C. Georgina F. López Ríos
Chapingo, Texcoco. Estado de México, Agosto de 2004
ii
AGRADECIMIENTOS
A la Universidad Autónoma Chapingo y a la División de ciencias Forestales por
permitirme cursar en ellas esta carrera.
A la Dra. Amparo Borja de la Rosa por su valiosa orientación para la dirección
de esta tesis, así como por la confianza, apoyo y comprensión que me brindo
durante la realización de la misma.
Al M. C. Alejandro Corona Ambriz por su disposición en el asesoramiento y
revisión de la tesis.
Al comité revisor M. C. Mario Fuentes Salinas, M. C. Roberto Machuca Velasco
y a la M. C. Georgina F. López Ríos, por las sugerencias y acertadas opiniones
que contribuyeron a mejorar mi trabajo.
Al Sr. Francisco Pérez Cuevas, por brindarme su apoyo en la colecta del
material. Así mismo agradezco su amistad y confianza hacia mi persona.
A mi amigo Osyel Alberto Rivera Ayala, por su ayuda en la recolección del
material.
A mis maestros, amigos y todas aquellas personas que son parte de mi
formación como persona y profesional.
iii
DEDICATORIA
Dedico este sencillo trabajo a las personas más importantes en mi vida.
A mi padres: Ricarda Félix Torres y Juan Carlos Díaz Olivas, por su
amor, cariño y apoyo que me han dado durante mis 22 años de vida.
A mi hermano mayor: Alain Ricardo, porque más que un hermano
eres mi mejor amigo, gracias por tu cariño y apoyo que me has dado siempre.
A mis hermanos menores: José Luís y Abraham, a los cuales quiero
mucho y espero algún día poder ayudarlos a forjar una carrera.
A mi novia: Sagrario Silva Luna, porque junto a usted he vivido
momentos inolvidables y muy importantes en mi vida, la amo preciosa.
iv
CONTENIDO
Pág.
INDICE DE CUADROS………………………………………………......…..…..
vii
INDICE DE FIGURAS……………………………………………………........…
viii
RESUMEN…………………………………………………………………..........
ix
SUMMARY……………………………………….……………………………….
x
1. INTRODUCCIÓN………………………………………………..………..….
1
2. OBJETIVOS…………………………………………………………..…..…..… 3
3. REVISIÓN DE LITERATURA………………………………………….…....
4
3.1 Estudios sobre densidad básica de la madera…………………...
4
3.2 Estudios sobre la longitud de traqueidas………………….………
9
3.3 Edad de transición de madera juvenil a madera madura………… 12
4. DESCRIPCIÓN DEL AREA DE COLECTA………………………………… 14
4.1 Localización………………………………………….…………….…
14
4.2 Aspectos físicos……………………………………………..……..… 16
4.3 Aspectos biológicos……………………………………………….…
17
5. DESCRIPCIÓN DE LAS ESPECIES…………………………………..….… 18
5.1 Pinus ayacahuite Ehren……………………………………………… 18
5.1 Pinus montezumae Lamb……………………………………….….
19
6. MATERIALES Y METODOS…………………………………………….….
21
6.1 Colecta del material………………………………………………….
21
6.2 Obtención del porcentaje de madera tardía………………………
21
6.3 Densidad básica de la madera……………………………………..
23
6.4 Medición de traqueidas……………………………………………..
24
6.4.1 Preparación del material disociado………………………….
24
6.4.2 Determinación del tamaño de muestra…………………......
25
6.4.3 Medición de la longitud de traqueidas………………….……
26
v
6.5 Determinación de la transición de madera juvenil a madera
madura………………………………………………………………...
27
7. MATERIALES Y METODOS…………………………………………….….
28
7.1 Porciento de madera tardía……………………………………….… 28
7.2 Densidad básica……………………………………………………… 30
7.3 Dimensiones longitudinales de las traqueidas…………….……… 33
7.4 Transición de madera juvenil a madera madura…………………
35
8. CONCLUSIONES…………………………………………………….…..….… 40
9. RECOMENDACIONES…………………………………………….….……..
41
10. LITERATURA CITADA……………………………………………….….…..
42
11. ANEXOS…………………………………………………………………….…
50
vi
INDICE DE CUADROS
Pág.
Cuadro 1. Promedios de madera tardía de las especies en estudio
30
Cuadro 2. Valores de densidad básica de las especies en estudio
33
Cuadro 3. Dimensiones longitudinales de las traqueidas de P. ayacahuite y
y P. montezumae
35
Cuadro 4. Edades de transición de madera juvenil a madera madura de
P. ayacahuite y P. montezumae
38
Cuadro 5. Edad de transición de madera juvenil a madera madura de
diez especies de coníferas
39
vii
INDICE DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Ubicación geográfica del área de estudio
15
Figura 2. Medición de los anillos mediante el programa Image
Tool
22
Figura 3. Esquema de seccionado de un cilindro de madera
23
Figura 4. Medición de las traqueidas de madera tardía
26
Figura 5. Tendencia de los promedios de madera tardía de P.
ayacahuite
28
Figura 6. Tendencia de los promedios de madera tardía de P.
montezumae
29
Figura 7. Tendencia de la densidad básica de P. ayacahuite
31
Figura 8. Tendencia de la densidad básica de P. montezumae
32
Figura 9. Tendencia de la longitud de traqueidas de P. ayacahuite
34
Figura 10. Tendencia de la longitud de traqueidas de P. montezumae
34
Figura 11. Punto de transición de madera juvenil a madera madura
considerando la longitud de traqueidas de P. ayacahuite
36
Figura 12. Punto de transición de madera juvenil a madera madura
considerando la longitud de traqueidas de P. montezumae
37
Figura 13. Punto de transición de madera juvenil a madera madura
considerando la densidad básica de P. montezumae
37
Figura 14. Edad de transición de madera juvenil a madura de diez
especies de coníferas
38
viii
RESUMEN
En el presente trabajo se utilizaron dos características de la madera para
determinar la edad de transición de la madera juvenil a la madera madura de
Pinus ayacahuite Ehrenb. y Pinus montezumae Lamb., mediante el método de
regresión por etapas, se identifico el patrón radial de la proporción de madera
tardía, la densidad de la madera y la longitud de traqueidas en una muestra de
40 árboles por especie. De cada árbol se tomo una muestra de madera con un
taladro de incremento a 1.3 m de la altura del fuste. Un análisis de regresión
segmentada utilizando los valores anuales promedio de la longitud de
traqueidas y densidad de la madera mostraron que la edad de transición de
madera juvenil a madera madura ocurrió a los 10 años para Pinus montezumae,
en Pinus ayacahuite la edad de transición de madera juvenil a madera madura
ocurrió a los 8 años empleando la longitud de traqueidas. Dado a la tendencia
de los datos de la densidad básica de Pinus ayacahuite no se pudo aplicar el
método para determinar la edad de transición con esta variable.
9
SUMMARY
Presently work two characteristics of the wood were compared to determine the
transition age from the juvenile wood to the mature wood of Pinus ayacahuite
Ehrenb. and Pinus montezumae Lamb., by means of the regression method for
stages, radial trends of latewood proportion, wood density and tracheid length
were identified in a sample of 40 trees for species. A wood sample from each
tree was taken with an increment borer at 1.3 m stem height. A piecewise
regression analysis, using mean annual values for tracheid length and wood
density showed that age of transition from juvenile to mature wood occurred at
age 10 of Pinus montezumae, transition from juvenile wood to mature wood the
length tracheid of Pinus ayacahuite occurred at age 8. Given to the tendency of
the data of the basic density of Pinus ayacahuite you could not apply the method
to determine the transition age with this variable.
1. INTRODUCCIÓN
En los primeros años de crecimiento, un árbol produce madera juvenil,
esta madera presenta características que la hacen indeseable para los
productos de madera sólidos, debido principalmente a las deformaciones que
presenta durante el secado y a la poca fuerza que ésta tiene en comparación a
la madera madura (Bendtsen, 1978).
Todos los árboles presentan madera juvenil, pero ésta tiene poca
importancia
cuando
la
madera
proviene
principalmente
de
árboles
desarrollados en condiciones de bosques naturales. Los árboles mejorados
provenientes de las plantaciones manejadas intensivamente alcanzan el turno
más rápido y por lo tanto se cosechan a una edad más joven. La reducción del
turno de cosecha como consecuencia de la mayor tasa de crecimiento,
10
ocasiona un aumento en la proporción de madera juvenil en estos árboles
(Kucera, 1994).
La madera juvenil se caracteriza por tener células cortas, paredes
celulares delgadas, baja proporción de madera tardía, contenido elevado de
hemicelulosa y lignina, baja densidad y un bajo contenido de celulosa (Zobel y
Van Buijtenen, 1989); estas características hacen que sus usos sean diferentes
a los de la madera madura.
La transición de madera juvenil a madera madura difiere entre géneros y
aún entre
especies dentro del
género. Ésta puede
afectarse por varios
factores: situación geográfica, calidad de sitio, diferencias genéticas y las
prácticas silvícolas. Por consiguiente, generalizaciones acerca de la longitud
del periodo juvenil y edad relacionada puede ser erróneo debido a la gran
variabilidad en que se presenta la misma.
Pese a la esperada homogeneización de las condiciones de crecimiento,
es importante conocer las propiedades de las maderas producidas y el impacto
de las prácticas forestales sobre las propiedades de estas, con el fin de mejorar
su utilización.
Pinus ayacahuite y Pinus montezumae
son especies
de alto valor
económico, sus maderas de buena calidad tienen una gran variedad de usos y
ambas son recomendables para el establecimiento de plantaciones comerciales
por lo que se considero que la determinación de la transición de madera juvenil
a madera madura de estas especies, contribuirá al conocimiento de las
tecnologías de proceso que se les puede aplicar con el fin de mejorar la
valorización de su madera.
11
2. OBJETIVOS
Objetivo General
Determinar la edad de transición de madera juvenil a madera madura de Pinus
ayacahuite Ehrenb. y Pinus montezumae Lamb.
Objetivos específicos
•
Obtener el porcentaje de madera tardía.
•
Determinar la densidad básica.
•
Conocer las dimensiones longitudinales de las traqueidas.
•
Definir la edad de demarcación entre la madera juvenil y madura.
12
3. REVISIÓN DE LITERATURA
3.1 Estudios sobre densidad básica de la madera
Zobel, Webb y Henson. (1959), indican que la madera del centro del
árbol tiene un peso especifico mas bajo que la madera ubicada en la periferia
de la sección transversal, esto debido principalmente a la presencia de mayor
proporción de madera temprana. En cuanto a la variación del peso específico
con la altura del árbol se menciona que éste es mayor cerca del tocón y menor
a 1.3 m, lo mismo ocurre cuando se compara el peso específico de la parte más
alta con el valor de la parte mas baja del árbol.
Zobel (1965), en un muestreo realizado para 5 árboles de Pinus hartwegii
distribuidos en el Popocatepetl, encontró que el valor mas bajo de densidad
básica de 0.34 g/cm3 correspondió a los primeros 10 anillos, mientras que el
mas alto se encontró en la ultima decena de anillos.
Kramer (1966), en un estudio realizado con Tsuga microphylla afirma que
el peso específico en la parte mas baja del árbol es alto, y que a medida que la
altura aumenta el valor disminuye. Aunque son muchos los factores externos
que influyen en el peso específico, menciona que uno de los que mayor
influencia tienen son los relacionados con las condiciones ambientales y
microambientales en que se desarrollan los árboles.
Okkonen, et al. (1972), mencionan que la variación de la densidad básica
a diferentes alturas de los árboles es una manera de medir la variación interna
del árbol en cuanto a la calidad de la pulpa producida y a la variación de las
propiedades mecánicas. Esta clase de información puede ser empleada dentro
de los inventarios de recursos forestales, donde existe una diversidad de fustes
13
para varios procesos de manufactura. Al estudiar 28 especies maderables de
coníferas importantes en los Estados Unidos, encontraron que la densidad
básica en 17 especies disminuyó al incrementar la altura, correspondiendo a
gran cantidad de madera tardía en los anillos de crecimiento; en cinco especies
la densidad básica aumentó al incrementar la altura, pues tuvieron un
porcentaje bajo de madera tardía; en tres especies la densidad básica
inicialmente disminuyó conforme aumenta la altura, correspondiendo a un
aumento en la densidad básica con un aumento en la altura; finalmente, en tres
especies no se observaron cambios significativos.
Barnes, et al. (1977), en Pinus caribea Morelet de distintas variedades y
de 8 procedencia plantados en dos sitios en Rhodesia, obtuvieron un rango de
densidad básica de 0.339 a 0.356 g/cm3. Así mismo, relacionaron con la
diferencia de humedad en el suelo obteniendo una alta correlación (0.94).
Lenhart, et al. (1977), llevaron a cabo una investigación con 158 árboles
de Pinus taeda, en donde notaron el decremento de la densidad básica
conforme aumenta la altura. Además desarrollaron una ecuación de predicción
de la densidad básica basándose en la edad y el porcentaje de madera tardía.
Resch y Bastendorff (1978), obtuvieron una densidad básica de 0.35 a
0.42 g/cm3 en árboles de entre 5 y 17 años para Pinus caribaea y de 0.40 a
0.42 g/cm3 para P. oocarpa en árboles de 5 a 15 años de edad.
Candelario (1980), en un estudio realizado en Pinus patula y Pinus
ayacahuite, reporta que para la primera especie existe variación entre árboles y
entre localidades, siendo mayor entre árboles y menor entre localidades.
14
Cown (1981), en un estudio realizado en Pinus caribea var. Hondurensis,
reporta que la edad del árbol y la altura del sitio sobre el nivel del mar, son
factores decisivos en la variación del peso específico. Se le atribuyó un 61% de
la variación del peso específico a la edad, mientras que al analizar la altura por
separado, ésta aportó el 66 % de la variación total.
Yañez (1981), reporta que el peso especifico de Pinus strobus var.
chiapensis Martinez presenta diferencias significativas entre árboles y entre
sitios, lo cual no sucede entre localidades, deduciendo que la elevación, la
latitud y clima no influyen en la densidad de la madera. Este valor clasificó a la
madera como liviana, dado que la densidad relativa fue de 0.35 g/cm3.
Hernández (1984), en nueve localidades del Eje Neovolcánico, a 3400
msnm, hizo un muestreo de 180 árboles de Pinus hartwegii, afirmando que
dentro y entre las localidades existen diferencias significativas. Encontró que
para la madera de los árboles del Nevado de Toluca el peso específico fue de
0.39g/cm3, mientras que para el Cofre de Perote fue de 0.46 g/cm3.
López (1984), en Pinus hattweggi, al estudiar la variación del peso
especifico de la madera en secciones de 15 anillos, a diferentes alturas a lo
largo del fuste, observó que el peso específico se incrementa del centro a la
periferia en dirección transversal y a medida que aumenta la altura del fuste el
peso especifico disminuye.
Ladrach (1987), evaluó 156 árboles de Pinus oocarpa de entre 4 y 11
años, encontrando que la densidad básica aumentó conforme avanza la edad y
que la densidad básica disminuye conforme aumenta la altura, siendo a 12
metros de 0.48 y a 19 metros de 0.44 g/cm3.
15
Vaca (1992), en Pinus cembroides Zucc, de la región de Santiago
Papasquiaro Dgo. analizando el peso específico y
longitud de traqueidas.
Determinó que el peso específico promedio para los cuatro árboles analizados
fue de 0.58 g/cm3, y observó que esta característica disminuye en la sección
transversal del centro a la periferia y en la sección longitudinal no se encuentran
diferencias significativas. Concluye que la densidad básica de la madera es
afectada por la presencia de resina y otros extractivos.
Bermejo y Eguiluz (1993), analizaron la densidad básica de Pinus
pseudostrobus Lindl. en seis poblaciones naturales de la región central de
México. Reportan que la variación de la densidad básica se debe en su mayor
parte a la fuente entre árboles. Observaron que el valor promedio en la
densidad básica es de 0.48 g/cm3 y comprobaron que ésta tiende a aumentar
con la edad del árbol.
Andel, et al. (1993), reportan valores de densidad en siete rangos de
proporción de madera tardía tanto en madera juvenil como madura de
Pseudolsuga menziesii. En él primer rango (0.200-0.249) la densidad en la
parte juvenil de la madera fue de 0.446 g/cm3 y de 0.440 g/cm3 en la madera
madura. En el séptimo rango de proporción de madera tardía (0.500-0.549) los
valores de densidad de la madera juvenil y la madura fueron de 0.606 g/cm3 y
de 0.603 g/cm3 respectivamente.
Kucera (1994) comparó distintas propiedades de la madera con el
incremento corriente anual en altura, de Picea abies de dos procedencias del
sureste de Noruega; en la primera procedencia (Spikkestad) se hicieron tres
espaciamientos y en la segunda (Rustad) solo uno. En la primera procedencia
la densidad básica disminuye drásticamente hasta estabilizarse y empieza a
elevarse entre los 18 y 20 años; los valores van de 0.50 g/cm3 cerca de la
médula a un mínimo de 0.30 g/cm3 En Rustad la densidad básica tiene un
16
comportamiento similar a través de los años, pero en este sitio la densidad
básica cerca de la médula es de 0.65 gr/cm3 llegando a un mínimo de 0.30
g/cm3 a la edad de 29-30 años.
Calixto (1996), en un estudio realizado en Pinus herrerae demostró que
la densidad básica sigue un patrón definido dentro del árbol aumentando sus
valores de la médula hacia la corteza.
Paraskevopoulu (1999), en Cupressus sempervirens var. horizontales, de
una población natural en Grecia, llevó acabo un estudio en el cual determino la
densidad básica y la longitud de traqueidas para cuatro alturas del árbol.
Encontró que la densidad disminuye de la medula hacia la corteza mientras que
la longitud de traqueidas tiene un aumento en las dimensiones de la medula
hacia la corteza.
Goche et al. (1999), en un estudio llevado acabo en Abies religiosa y
Pinus ayacahuite var. vietchii,. encontró que la densidad básica no presenta
ningún comportamiento definido en las dos especies.
Martínez (2003), en una plantación de Pinus oaxacana determinó la
densidad básica en cada uno de los anillos de crecimiento a dos alturas del
fuste (0.30 y 1.3 m), encontrando que ésta aumenta conforme avanza la edad
del árbol. La densidad básica encontrada a 0.30 m fue de 0.40 g/cm3 mientras
que para la altura dos fue de 0.41 g/cm3.
Meza (2003), en un estudio realizado con 100 árboles de Pinus patula
SHL. et CHAM. provenientes de una plantación de 16 años identificó el patrón
radial de la densidad básica, encontrando que ésta muestra un descenso en los
17
primeros años y posteriormente un incremento gradual, estabilizándose a los
12-14 años. El valor promedio obtenido en los árboles muestreados fue de 0.44
g/cm3.
3.2 Estudios sobre la longitud de traqueidas
Voorhies y Jameson (1969), estudian la variación de longitud de las
fibras en el crecimiento juvenil de Pinus ponderosa en el sureste de Estados
Unidos. Este tipo de información tiene aplicaciones prácticas en la producción
de pulpa así como en la explicación de las variaciones en los valores de
contracción y ciertas propiedades mecánicas de la madera. Reportan que la
longitud de la fibra, generalmente se incrementa con la edad hasta alcanzar un
máximo, o bien no se alcanza, aproximándose asintóticamente.
Guth (1970), determinó la densidad, porcentaje de madera tardía,
longitud y diámetro de las traqueidas, año por año, en sentido de la médula a la
corteza, y encontró que todos los caracteres comprendidos, salvo el diámetro
de las traqueidas, van en aumento del centro a la periferia. Asimismo
recomendó como indicadores de la calidad de la madera a temprana edad: la
longitud de las traqueidas, densidad y porcentaje de madera tardía.
Larios (1979), determinó la variación de las dimensiones en las
traqueidas en dirección de la médula a la corteza de Pinus hartwegii y Abies
religiosa, con base en los datos obtenidos calculó el coeficiente de flexibilidad,
índice de rigidez, coeficiente de Peteri y la relación de Runkei, concluyendo que
las dos especies muestran índices de calidad de pulpa para papel intermedios y
se califican como regulares para la elaboración de papel.
Taylor y Moore (1981), al comparar la longitud de traqueidas de madera
temprana y madera tardía en madera juvenil y madera madura en Pinus taeda,
encontraron que las traqueidas de la madera temprana fueron más cortas que
18
en la madera tardía, mientras que en la madera madura la longitud promedio
fue la misma para las traqueidas formadas al inicio de la madera temprana y las
formadas al final.
Seth y Agrawal (1984), llevaron a cabo un estudio de análisis
multivariado de los efectos de la edad y la distancia de la médula sobre la
longitud de traqueidas al iniciar la formación de la madera temprana en Pinus
wallichiana. El análisis mostró que la longitud de traqueidas es afectada por
ambas variables. En la zona I (anillos 1-10), los efectos de la edad parecen ser
más importantes que la distancia desde la médula; en la zona II (anillos 11-40)
la influencia de la distancia de la médula sobre la longitud de traqueidas es
mayor que la edad y en la zona III (después de los 40 anillos) es más o menos
constante y no se afecta por la edad ni por la distancia de la médula.
Hernández (1985), en un estudio realizado en Zoquiapan, México, para
Pinus hartwegii, a través de un muestreo de 15 árboles en 10 sitios a diferentes
alturas sobre el nivel del mar (de 3,000 hasta 3,900), determinó los patrones de
variación en peso especifico y longitud de traqueidas en un gradiente altitudinal
y en la sección transversal. Llegó a la conclusión de que la longitud de
traqueidas aumenta
a medida que la edad avanza de la médula hacia la
corteza. También concluyó en que conforme la altitud es mayor la longitud de
traqueidas disminuye.
Hernández (1985) en Pinus hartwegii, determinó la variación natural de
las dimensiones transversales de las traqueidas en Zoquiapan, México, utilizó
150 árboles de 10 sitios a diferentes alturas sobre el nivel del mar. Encontró que
el diámetro de las traqueidas y el grosor de la pared celular tienen sus menores
dimensiones cerca de la médula y aumentan en sentido radial hacia la periferia
del árbol, mientras que en ancho del lumen sucede lo contrario a medida que la
edad incrementa.
19
Hernández (1987), en un estudio para cuatro especies de pino de la
Sierra Juárez, Oaxaca, analizó la variación en la longitud de traqueidas a través
de un muestreo de 80 árboles en cuatro localidades. Se observó un incremento
en los valores de longitud del centro a la periferia del árbol, mostrando
variabilidad con diferencias altamente significativas entre árboles dentro de
cada especie. Se observó una mayor variación en la fuente árboles dentro de
especies mientras que las diferencias entre especies no fueron significativas.
Ladrach (1987), en un estudio realizado para 156 árboles de Pinus
oocarpa de entre 4 y 11 años, encontró que la longitud de traqueidas presenta
un aumento conforme avanza la edad; de 2.90 mm a los cuatro años y de 3.82
mm a los doce años.
Feria (1989), realizó un estudio en tres especies del género Pinus; P.
maximinoi, P. oocarpa y P. michoacana var. cornuta. Determinó la longitud y
dimensiones transversales de las tres especies encontrando que el diámetro y
el grosor de la pared celular aumentan del centro del árbol hacia la periferia.
Concluyo que en las tres especies estudiadas, la longitud de las traqueidas
hasta los 70 años siguen aumentando, sin llegar todavía a una edad en la que
disminuya, exceptuando en P. michoacana var. corneta, donde empezó a
decrecer a partir del ultimo año.
Kucera (1994), en un estudio realizado en Picea abies de dos
procedencias del sureste de Noruega encontró que la longitud de las traqueidas
aumenta considerablemente de 980 µ desde la médula a 2390, µ a la edad de
20 años, logrando un valor máximo de 3000, µ después de los 50 años.
Calixto (1996), en Pinus herrerae determinó la longitud de traqueidas,
encontrando que en la sección transversal existe un patrón definido en esta
20
característica dentro del árbol aumentando sus valores de la médula hacia la
corteza.
Goche et al. (1999), en un estudio sobre la variación de traqueidas y
densidad básica en Abies religiosa y Pinus ayacahuite var. vietchii, encontró
que la longitud de las traqueidas en sentido transversal presentan un
incremento de la médula hacia la corteza.
3.3 Edad de transición de madera juvenil a madera madura
Nicholls y Waring (1977), encontraron en Pinus radiata que por medio de
la densidad se podía determinar la transición de madera juvenil a madura, la
cual ocurrió en el año 14.
Ciark y Saucier (1989), encontraron una densidad básica de 0.54 en
Pinus ellioti y de 0.53 en P. taeda. La producción de madera juvenil se extiende
de 10 a 14 años en P. taeda y de 10 a 12 anillos en árboles de P. ellioti.
Abdel-Gadir y Krahmer (1993), a través de un análisis de regresión lineal
por piezas, determinaron la edad de demarcación entre la madera juvenil y
madura en seis árboles de Pseudotsuga menziesii utilizando la densidad
básica, encontraron que la edad de transición ocurrió a los 26 años.
Hemández (1994), determinó el rango de transición de madera juvenil a
madera madura en Pinus arizonica, utilizando un análisis de regresión; encontró
que la longitud de traqueidas es el mejor carácter para determinar la transición
de madera juvenil que fue de 18 años con un rango de 15 a 21 años.
Hui y Yung (1996), en Criptomeria japónica, aplicó una nueva técnica
para determinar la demarcación entre madera juvenil y madera madura.
Midiendo la longitud de 40 traqueidas de madera tardía por cada anillo, se
21
tomaron números impares del 1 al 33, y la edad de transición fue tomada en el
punto en donde el componente de varianza con respecto a la posición del anillo
alcanzaba el cero porciento. La edad de transición se encontró a los 23 años.
Tasissa y Burkhart (1998), mediante la regresión segmentada estudiaron
la demarcación de madera juvenil a madera madura de Pinus taeda, por medio
de la densidad de la madera. Encontraron que la edad de transición madera
juvenil a madera madura ocurre aproximadamente a los 11 años.
Meza y Romero (1999), mediante el método de Diagramas de Control de
Calidad, con base en la longitud de traqueidas, determinaron la edad de
demarcación de madera juvenil a madera madura de Pinus caribea var.
hondurensis, procedente de una plantación forestal en “La Sabana”, Oaxaca. La
edad de transición se presentó a los 11 años.
Sánchez (1999), determinó la transición de la madera juvenil a madera
madura en Picea chihuahuana, aplicando el método de Diagramas de Control
de Calidad, con base en la longitud de traqueidas y la densidad básica, la cual
fue de 30 y 20 años respectivamente.
Martínez (2000), aplicando el método de Regresión por Piezas, encontró
que para Pinus chiapensis, con base en la longitud de las traqueidas y la
densidad básica, la edad de transición de la madera juvenil a madera madura
fue de 22 y 26 años respectivamente.
Martínez (2003), mediante un Diagrama de Control y por regresión en
etapas, encontró que para Pinus oaxacana el inicio de transición de la madera
juvenil a madera madura fue a los 9 años con el método de Regresión por
Etapas, y de 8 años por el método de Diagrama de Control, utilizando la
longitud de traqueidas en dos alturas.
22
Meza (2003) comparó la efectividad de la proporción de madera tardía, la
densidad básica y la longitud de traqueidas para identificar la edad de transición
de madera juvenil a madera madura en una plantación de Pinus patula. El
inicio de la transición utilizando la longitud de traqueidas y la densidad básica la
encontró a los 10 años mientras que para la proporción de madera tardía
ocurrió a los 14 años.
4. DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE COLECTA
4.1 Localización
La colecta se realizó en la Estación Forestal Experimental Zoquiapan de
la Universidad Autónoma Chapingo (figura 1), localizada entre las coordenadas
19˚12´30´´ y 19˚20´00´´ Latitud Norte y 98˚42´30´´ y 98˚30´00´´ Longitud
Oeste (Zavala, 1984), con un área de 2,683.5 ha. Ésta se ubica dentro de los
municipios de Tlahuapan, Puebla y Tlalmanalco, Edo. de México (Zavala 1984).
El parque presenta un rango altitudinal que va de los 2,850 a los 4,150
metros sobre el nivel del mar (Vargas, 1984).
23
ESTADO
DE
MÉXICO
N
W
O
S
Figura 1. . Ubicación geográfica del área de colecta.
24
4.2 Aspectos físicos
El material litológico está formado por andesitas, dacitas, arenas y
cenizas volcánicas. En el extremo occidente del parque se ubican los
denominados aluviales que forman lomeríos de topografía llana. En todo el
parque existen también los valles intermontanos, que son áreas de acumulación
de materiales acarreados fluvialmente.
Los suelos son andosoles mólicos, que se forman a partir de las cenizas
volcánicas, aunque su evolución es diversa, según lo accidentado del terreno y
de su acumulación; tienen buena aeración, buen drenaje, consistencia friable y
ligeramente pegajosos y plástica, pH cercano a la neutralidad, buena
disponibilidad de nutrientes, contenido de materia orgánica que disminuye con
la profundidad, buena retención de humedad, ambiente favorable para
microorganismos, buena disponibilidad de nitrógeno y baja concentración de
fósforo en forma asimilable. Son de desarrollo pedogenético incipiente, con un
adecuado nivel de fertilidad y con susceptibilidad a la erosión. Predominan las
rocas como basaltos y las andesitas (SARH, 1993).
Los riachuelos de Río Frío y Aculco permanecen activos a lo largo del
año, incrementando su caudal de manera notable durante la temporada
húmeda. Ambas corrientes desempeñan un papel decisivo en el área, ya que la
primera es la fuente de abastecimiento acuífero para los habitantes de Río Frío,
mientras que la de Aculco garantiza el funcionamiento del Campo Experimental.
Presenta un tipo de clima C(w2) (w)big semifrío subhúmedo, con
temperatura media anual de 5˚ a 12˚C, con el mes más frío de -3˚ a 10˚C
(Vargas, 1984).
25
4.3 Aspectos biológicos
En cuanto a la vegetación, en sectores elevados que rebasan la cota de
los 3,300 metros sobre el nivel del mar, la comunidad de Pinus hartwegii se
desarrolla
en
difíciles
condiciones
ambientales,
soportando
mínimas
temperaturas, insolación prolongada, escasa humedad, incipiente formación del
suelo y relieve accidentado. Bajo este marco ecológico la comunidad adquiere
una fisonomía de aparente subdesarrollo, exhibiendo un dosel semiabierto, a
veces ralo, con árboles de talla corta y ramificación deforme. Asimismo, los
efectos del ambiente repercuten en la pobreza florística del sotobosque
integrado por el dominio casi absoluto de gramíneas tipo amacollado, (Melo y
Oropeza, 1982).
En contraste, algunos sectores comprendidos entre los 2,900 y 3,300
msnm, están sujetos a la influencia de un patrón altimétrico que determina
condiciones ventajosas para el desarrollo exhuberante de vegetación forestal,
en virtud de que el ambiente se torna más húmedo, la temperatura se
incrementa, el suelo adquiere consistencia y profundidad y la morfología del
relieve pierde vigor, este medio ecológico sostiene denso bosque integrado por
la asociación arbórea de Pinus hartwegii, P. montezumae, P. teocote, P.
leiophylla, Cupressus spp., Abies religiosa, y en menor grado latifoliadas.
En cuanto a la fauna silvestre destacan las siguientes especies: venado
cola blanca (Odocoileus virginianus mexicanus), gato montés (Lynx rufus
escuinapae),
zorrillo
(Conepatus
mesoleucus
mesoleucus),
(Memphitis
macrorura macrorura), comadreja (Mustela frenata perotae), zorra (Urocyon
cinereoargenteus nigrirostris), coyote (Canis latrans cagotis), diversos ratones,
tuza (Thomomys umbrinus), ardilla (Sciurus aureogaster socialis), teporingo
(Romerolagus diazi), conejo mexicano (Sylvilagus cunicularis cunicularis),
conejo
castellano
(Sylvilagus
floridans
orizabae),
armadillo
(Dasypus
novemcinctus) (SARH, 1993).
26
5. DESCRIPCIÓN DE LAS ESPECIES
5.1 Pinus ayacahuite Ehren.
Sinonimias: Pinus ayacahuite var. veitchii (Roezl) Shaw.
Nombres comunes: ayacahuite, pino blanco, acalote, ocote y salacahuite.
Descripción botánica
Martínez (1992) lo describe como un árbol que alcanza de 20 a 30 m de
altura, ramas extendidas, frecuentemente verticiladas. Corteza grisácea y lisa
en los árboles jóvenes, áspera y de color moreno rojizo en los viejos, dividida en
placas irregulares. Ramillas grisáceas o rojizas, a veces en verticilos dobles;
bases de la brácteas caedizas.
Distribución
Pinus ayacahuite se localiza en el rango longitudinal que va de 92º 10’ a
103º 55’ W, latitudinal de 15º 15’ a 20º 55’ N. Esta especie es típica del SE de
México, aunque se extiende hasta el centro del país, puede mezclarse con otros
pinos y abetos en las montañas de México; hay grupos considerables en las
montañas de Chiapas, Oaxaca y Guerrero; además de un pequeño grupo en
Puebla y Tlaxcala (Martínez 1992).
Ecología
Se le encuentra comúnmente asociado con Pinus montezumae, Pinus
teocote, Abies religiosa, Alnus firmifolia, Arbutus glandulosa y Quercus laurina
(Eguiluz, 1978).
27
Crece en suelos tipo migaron arenoso, profundos, de buen drenaje, con
un pH de entre 6.5 y 6.7, de color café grisáceos. Se considera que es una
especie de clima templado, requiere de precipitación entre los 1200 y 2100 mm
anuales y temperaturas entre los 10 y 18˚ C y constantes días nublados
(aproximadamente 200 días anuales), crece preferentemente en cañadas y en
laderas protegidas (Eguiluz, 1978).
Importancia y usos
Es una especie con madera de buena calidad, normalmente se usa en
aserrío, chapa, molduras para interiores, muebles rústicos, pulpa para papel,
postes, construcciones y artesanías. Su madera es muy suave y fácil de
trabajar, pero el hecho de no formar masas puras le resta posibilidad de
abastecer a una industria determinada. Es recomendable como árbol
ornamental, para árbol de navidad y para construcciones comerciales, además
su madera es de muy alto valor monetario y comercial (Eguiluz, 1978).
5.2 Pinus montezumae Lamb.
Sinonimias: Pinus montezumae f. macrocarpa Martínez, Pinus montezumae
var. lindleyi Loudon.
Nombres comunes: pino, ocote, pino montezuma, chalmaite blanco –
Veracruz; pino real, yutnu-santu - Oaxaca; pino blanco, ocote macho.
Descripción botánica
Es un árbol de 20-35 m de alto en promedio, pudiendo alcanzar alturas
de hasta 40 m y diámetros de 1 m. Corteza moreno rojiza, gruesa, áspera y
agrietada; ramas extendidas frecuentemente bajas que forman una copa
irregularmente redondeada; ramillas morenas y muy ásperas, con la base de las
28
brácteas persistentes, abultadas y muy aproximadas, que comúnmente se
descaman.
Distribución
Pinus montezumae se localiza en el rango longitudinal que va de 92˚ a
107˚ W, latitudinal de 14˚ a 26˚ N y altitudinal de 900 a 3,350 msnm, alcanzando
su mejor condición entre los 2,400 y 2,800 msnm (Mirov, 1967). Se desarrolla
generalmente en condiciones de clima templado, con precipitaciones de 600 a
1,200 mm anuales, distribuidas de junio a septiembre, siendo los meses de julio
y agosto los mas secos. La temperatura media mensual oscila entre 12˚ y 40˚C
(Eguiluz, 1978).
Importancia y usos
Por su amplia distribución natural en la Republica Mexicana el Pinus
montezumae es indefectiblemente una especie de aprovechamiento maderable,
sobre todo en el eje neovolcanico. Se utiliza en construcción y para la obtención
de chapa, celulosa, papel, minas, durmientes, postes, muebles, duelas y resina,
también se ha empleado para la reforestación en la recuperación de suelos
delgados (Eguiluz, 1978).
29
6. MATERIALES Y MÉTODOS
6.1 Colecta del material
Se seleccionaron 40 árboles representativos de cada especie, tomando
en cuenta que estos estuvieran libres de plagas y enfermedades. De cada árbol
se obtuvo un cilindro de madera con un taladro de Pressler de 12 mm a una
altura de 1.30 m, los cilindros se marcaron con un lápiz tinta y en ellos se
anotó el número de árbol y la especie. Posteriormente cada muestra fue
colocada en un recipiente con agua para después ser transportados al
laboratorio de Anatomía de la Madera de la UACh. A los cilindros se les cambió
periódicamente el agua para evitar el desarrollo de hongos mientras estos se
utilizaban para la determinación del porcentaje de madera tardía, densidad y
longitud de traqueidas.
6.2 Obtención del porcentaje de madera tardía
Para la cuantificación de la madera tardía se realizó en el plano
transversal de los cilindros un corte muy fino con el fin de que pudieran
observarse lo más claramente posible los anillos, después se procedió a
escanear cada uno de ellos. Cada cilindro fue escaneado con una ampliación
del 250% y una resolución alta. Para el apoyo de la medición se escaneo una
regla al lado de los cilindros de madera, con la finalidad de calibrar el programa
que se utilizaría en la medición.
Posteriormente para determinar la proporción de madera tardía presente
en cada anillo de crecimiento, se midió la proporción de madera temprana y el
total de madera presente en el anillo, a partir de la médula hacia la corteza,
para este fin se utilizó el programa “Image Tool” (figura 2), el cual dió resultados
con una precisión de 0.01 mm.
30
La proporción de madera tardía presente se calculó mediante la
diferencia existente entre las mediciones antes mencionadas.
El número de anillos a medir en ambas especies fue tomado en base a
la edad que al menos todos los árboles cubrían, ésta fue de 24 años para Pinus
ayacahuite y 37 años para Pinus montezumae; esto con el fin de disminuir
ligeramente la dispersión de los datos.
Medición de
madera temprana
Medición de un
anillo completo
Medición de
madera tardía
Figura 2. Medición de los anillos mediante el programa Image Tool.
31
6.3 Densidad básica de la madera
Para la determinación de la densidad básica se tomó como base cada
anillo de crecimiento de cada uno de los árboles muestreados y se utilizó la
metodología según Smith (1954).
Cada cilindro de madera fue dividido en dos partes iguales, una de ellas
fue utilizada para la determinación de la densidad y la otra para la medición de
traqueidas (figura 3).
Cada espécimen fue marcado con un lápiz tinta, enumerándola de la
médula hacia la corteza, estos fueron depositados en un recipiente con agua
para evitar la pérdida de humedad mientras se obtenía su peso en estado verde
en una balanza analítica marca OHAUS, con precisión de 0.0001 g. Estos
mismos especimenes fueron colocados en una estufa de secado a una
temperatura constante de 100 ± 5˚C, durante un tiempo de 24 horas con lo cual
se obtuvo el peso anhidro.
Viruta completa para la determinación del porcentaje de madera tardía
Sección para densidad
Sección para material disociado
Especimenes
Figura 3. Esquema de seccionado de un cilindro de madera
32
Para el cálculo de la densidad básica se utilizó la siguiente fórmula
(Smith 1954).
Db =
1
Pv
− 0.346
Po
donde:
Db = Densidad Básica.
Pv = Peso saturado.
Po = Peso anhidro.
6.4 Medición de traqueidas
6.4.1 Preparación del material disociado
De cada anillo de crecimiento se preparó material disociado; basándose
en el procedimiento realizado por Huerta (1978). Se cortaron pequeñas astillas
de madera de cada anillo y se colocaron en frascos de vidrio a los cuales se les
agregó una mezcla de ácido acético y peróxido de hidrógeno en partes iguales
hasta cubrir las astillas. Los frascos fueron sellados y colocados dentro de una
estufa a 60° C ± 2°C durante 24 horas.
Al material ya disociado se le eliminaron los residuos de la solución
disociante mediante un lavado con agua destilada; posteriormente el material se
tiñó con Pardo de Bismarck, dejándolos reposar de 3 a 5 minutos; una vez
teñidas se enjuagaron con agua para eliminar el exceso de colorante, quedando
listas para su medición.
33
Para la medición de las traqueidas se emplearon fotografías digitales
tomadas a las preparaciones temporales. Las fotografías fueron tomadas
mediante una cámara digital Canon conectada a un microscopio marca Leica en
el cual se utilizó un objetivo de 2.5X. Posteriormente las fotografías fueron
transferidas a una computadora en la cual se llevó a cabo la medición de las
longitudes de traqueidas empleando el programa “Image Tool”.
6.4.2 Determinación del tamaño de muestra
Para determinar el tamaño de muestra se utilizó el material disociado de
un árbol, se hicieron preparaciones temporales y se realizó un premuestreo, se
midió la longitud de 20 traqueidas de madera tardía de cada anillo. Para
diferenciar las traqueidas de madera temprana de las de madera tardía se
tomó en cuenta el diámetro de las paredes y el color que adquirieron con el
Pardo de Bismarck, ya que las traqueidas de madera tardía absorben una
mayor cantidad, dándoles un color más oscuro (figura 4).
Con estos datos se obtuvo la media aritmética, la varianza y la
desviación estándar para determinar el tamaño de muestra, el cual fue
calculado con la siguiente fórmula.
n=
(t
2
* s2
e2
)
donde:
n= tamaño de muestra
t2= t de student al cuadrado
s2= varianza
e2= error reducido al 5%
34
6.4.3 Medición de la longitud de traqueidas
Se
tomaron
fotografías
digitales
a
todo
el
material
disociado,
posteriormente se procedió a la medición de la longitud de traqueidas para lo
cual
se utilizó el programa Image Tool (figura 4), el cual fue debidamente
calibrado mediante una foto tomada a una reglilla microscópica (2000µ) con el
mismo objetivo que fueron tomadas las fotos de las preparaciones. Las
traqueidas se midieron al azar, considerando solo aquellas
que estuvieran
completas y que fueran de madera tardía.
Traqueida de
madera temprana
Traqueida de
madera tardía
Figura 4. Medición de las traqueidas de madera tardía.
35
6.5 Determinación de la transición de madera juvenil a madera madura
Para la demarcación de la madera juvenil se utilizaron los valores de
longitud de traqueidas y densidad básica. Para esto se aplicó el método
propuesto por Shepatd y Shottafer (1992) y Abdel-Gadir y Krahmer (1993)
denominado “regresión por etapas”.
Toda característica de un ser vivo tiene una determinada forma de
crecimiento, sin embargo debido a los subprocesos anabólico y catabólico de
este ser, existe una etapa de desarrollo rápida en el crecimiento que pierde
velocidad a medida que pasa el tiempo para llegar a una etapa lenta de
desarrollo. La densidad y la longitud de traqueidas son características cuyo
crecimiento sigue esta tendencia, en la etapa de rápido crecimiento, los datos
mostrarán una tendencia cuyos cambios serán mas grandes y una mayor
dispersión que en la etapa de lento crecimiento. La mayor dispersión es
consecuencia de los mayores cambios en la tendencia y estos son el resultado
del crecimiento. La longitud de traqueidas y la densidad básica tienen la etapa
de rápido crecimiento durante el desarrollo de la madera juvenil, por ello,
estudiando el comportamiento de la dispersión de los datos a través del tiempo
(desviación estándar) podemos determinar la edad a la que termina de
presentarse la madera juvenil.
Este método consiste primeramente en conocer el punto (año) donde
inicia un comportamiento diferente de la variable dependiente (longitud de
traqueidas o densidad básica) Posteriormente se llevan a cabo varias
regresiones simples y considerando el valor mínimo del cuadrado medio del
error de todas las regresiones se obtiene tal punto. Una vez obtenido el punto
se procede nuevamente a aplicar una regresión considerando dos conjuntos de
datos definidos por el punto encontrado y graficando dichas regresiones el
intercepto de ellas determina el punto de transición de la madera juvenil a
madera madura.
36
7. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
7.1 Porciento de madera tardía
Al comparar las proporciones de madera tardía para ambas especies se
observa que para Pinus ayacahuite los valores más elevados se encuentran en
los anillos más cercanos a la médula, mientras que para Pinus montezumae
ocurre lo contrario, teniendo los valores más altos en la última década.
El valor promedio general de la proporción de madera tardía encontrado
para Pinus ayacahuite fue de 4.42%,
con un máximo promedio de 7.55%
obtenido en el primer anillo de crecimiento y un mínimo promedio de 3.59%
obtenido en el anillo 10.
En la figura 5 se muestra la tendencia de los promedios de madera
tardía de Pinus ayacahuite, se puede apreciar un decremento en la primera
década, después tiende a mantenerse constante.
% de madera tardía
8
6
4
2
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
Edad (años)
Figura 5. Tendencia de los promedios de madera tardía de Pinus ayacahuite
37
Para Pinus montezumae el valor promedio general de la proporción de
madera tardía encontrado fue de 24.53%, con un valor máximo promedio de
30.61% en el anillo 36 y un valor mínimo promedio de 8.86% en el primer anillo.
En la figura 6 se puede apreciar la
tendencia de los promedios de
madera tardía de Pinus montezumae, a diferencia de Pinus ayacahuite, ésta
muestra un aumento gradual de la médula hacia la corteza, con una ligera
dispersión en la última década.
35
% de madera tardía
30
25
20
15
10
5
0
1
4
7
10
13
16
19
22
25
28
31
34
37
Edad (años)
Figura 6. Tendencia de los promedios de madera tardía de Pinus montezumae
Es importante mencionar que la cantidad de madera tardía producida a
través de cada año de crecimiento de un árbol es altamente influenciada por las
condiciones medioambientales, a su vez esta característica junto con otras
variables, determinan la densidad básica que la madera adquiere, esto hace
que aumente la cantidad de sustancia madera, lo que ocasiona una mayor
proporción de materia seca por unidad de volumen (Nicholls, 1966).
38
Cuadro 1. Promedios de madera tardía de las especies en estudio.
MADERA TARDÍA (%)
VALORES
Pinus ayacahuite
Pinus montezumae
Máximo
7.555
30.61
Medio
4.42
24.53
Mínimo
3.59
8.86
Desv. Estándar
1.00
4.42
7.2 Densidad básica
La densidad constituye unas de las propiedades físicas de la madera
mas importantes, de ella dependen la mayoría de sus propiedades físicas y
mecánicas, sirviendo en la práctica como referencia para clasificarlas (Coronel,
1994).
La mayor variación de densidad ocurre dentro del anillo de crecimiento
anual, debido a que en el género Pinus presenta diferencias muy acentuadas
entre el leño de primavera y el leño de otoño. Por ejemplo, Ifju (1969), citado
por Zobel & Van Buijtenen (1989), demostró que la densidad del leño de
primavera de pinos del sur de Estados Unidos varía entre 0,30 a 0,46 g/cm3,
mientras que la densidad del leño de otoño varía entre 0,65 a 0,92 g/cm3.
Las dos especies presentaron comportamientos diferentes con respecto
al patrón de variación de la densidad básica. En Pinus montezumae la
tendencia encontrada es la que Panshin y De Zeeuw (1980), le nombran tipo I,
donde la densidad básica aumenta a partir de la médula hacia la corteza. En
Pinus ayacahuite por el contrario, presenta la tendencia tipo II reportada por
Panshin y De Zeeuw (1980), donde la densidad básica más alta se presenta
cerca de la médula y disminuye al aproximarse a la corteza.
39
Se puede observar que las tendencias de la densidad de cada especie
tienen un comportamiento
similar a la que se mostró en la proporción de
madera tardía; esto se debe a que la madera tardía tiene una influencia directa
en la densidad básica, sin embargo, se ha encontrado en otros estudios que la
densidad de la madera depende principalmente de la edad (Hocker, 1984).
En Pinus ayacahuite la media general estimada de la densidad básica
fue de 0.34 g/cm3, con un rango de 0.33g/cm3 a 0.40 g/cm3. Atendiendo al valor
medio y de acuerdo a Fuentes (1995), esta madera se clasifica como Liviana.
En los promedios de densidad básica de Pinus ayacahuite se puede
observar una tendencia ligeramente a disminuir en los primeros 5 anillos de la
médula hacia la corteza, después de esto tiende a estabilizarse hasta los
últimos anillos (figura 7).
Densidad (g/cm
3)
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
Edad (años)
Figura 7. Tendencia de la densidad básica de Pinus ayacahuite
40
Los resultados de la densidad básica promedio son parecidos a los
encontrados por Quiñones (1974), para Pinus ayacahuite de la región de
Chignahuapan, Puebla (0.35 g/cm3); así mismo Goche (1999) reporta que la
tendencia de la densidad básica de Pinus ayacahuite tiende a disminuir en los
primeros anillos y después se estabiliza.
En cuanto a Pinus montezumae se obtuvo que la media general
estimada de la densidad básica fue de 0.46 g/cm3, con un rango de 0.40g/cm3
a 0.50 g/cm3. Con base en el valor medio y de acuerdo a la clasificación
presentada por Fuentes (1995), la densidad básica corresponde a una madera
moderadamente pesada.
La tendencia de la densidad básica de los árboles de Pinus montezumae
se presenta en la figura 8, se puede observar un aumento gradual, conforme se
acerca a la corteza.
3
Densidad (gr/cm )
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
1
4
7
10
13
16
19
22
25
28
31
34
37
Edad (años)
Figura 8. Tendencia de la densidad básica de Pinus montezumae
41
Haciendo una comparación de los valores reportados por Fuentes
(1987), donde se determinó la densidad básica para la misma especie, los
valores que él encontró para de la densidad promedio y densidad mínima tienen
una similitud a los encontrados en este estudio (0.41g/cm3 y 0.435g/cm3), sin
embargo, el valor máximo que
reporta Fuentes, tuvo un valor más bajo al
encontrado en este trabajo (0.45g/cm3); de igual manera Borja (1995) reporta
un valor alto de la densidad básica promedio para esta especie de 0.55 g/cm3.
Cuadro 2. Valores de densidad básica de las especies en estudio.
DENSIDAD BÁSICA (g/cm3)
VALORES
Pinus ayacahuite
Pinus montezumae
Máximo
0.40
0.50
Medio
0.34
0.46
Mínimo
0.33
0.40
Desv. Estándar
0.015
0.030
7.3 Dimensiones longitudinales de las traqueidas
La patrones de variación encontrados en la longitud de traqueidas para
Pinus ayacahuite y Pinus montezumae presentaron un comportamiento similar,
donde incrementa la longitud de traqueidas de la medula hacia la corteza,
encontrando un mayor aumento en los primeros anillos hasta llegar a un punto
donde la longitud comienza a estabilizarse (Figura 9 y 10).
La media del promedio de longitud de traqueidas obtenido para Pinus
ayacahuite fue de 2967.78 µ; el valor mínimo promedio fue de 1965.93 µ
obtenido en el primer anillo; el máximo promedio se obtuvo en al anillo 23 con
3542.54 µ.
42
Longitud (micras)
4000
3000
2000
1000
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
Edad (años)
Figura 9. Tendencia de la longitud de traqueidas de Pinus ayacahuite
En Pinus montezumae se obtuvo una media de los promedios de la
longitud de traqueidas la cual fue de 3741.58 µ, con un valor mínimo promedio
de 2406.51 µ, correspondiente al primer anillo, y un valor máximo promedio de
4430.03 µ para el anillo treinta y siete.
Longitud (micras)
5000
4000
3000
2000
1000
0
1
4
7
10
13
16
19
22
25
28
31
34
37
Edad (años)
Figura 10. Tendencia de la longitud de traqueidas de Pinus montezumae
43
Los valores obtenidos para la longitud de traqueidas de Pinus
montezumae son similares a los obtenidos por Fuentes (1987) para la misma
especie, reportando una longitud media mínima de 2521.54 µ obtenido en la
primer década, con una máxima en la cuarta década de 4184.03 µ y un valor
medio de 3458.24 µ.
Cuadro 3. Dimensiones longitudinales de las traqueidas de P. ayacahuite y
Pinus montezumae.
LONGITUD DE LAS TRAQUEIDAS (µ)
VALORES
Pinus ayacahuite
Pinus montezumae
Máximo
3542.54
4430.03
Medio
2967.78
3741.58
Mínimo
1965.93
2406.51
Desv. Estándar
465.13
565.66
7.4 Transición de madera juvenil a madera madura
Con base en criterios como la longitud de traqueidas, la densidad básica,
la proporción de madera tardía, el contenido de celulosa, el ángulo de las
microfibrillas, el módulo de elasticidad y el módulo de ruptura, es posible definir
la edad de transición de madera juvenil a madera madura; este punto se define
donde la característica de interés alcanza un valor predeterminado o el patrón
radial se estabiliza.
Considerando la longitud de traqueidas y la densidad básica como
variables dependientes, se aplicó el método de regresión por etapas, con el cual
se obtuvo el punto de transición entre la madera juvenil y la madera madura.
44
A través de una serie de regresiones simples que se realizaron a cada
variable, se tomo como base la edad donde el cuadrado medio del error fue
menor, graficándose una recta hasta este punto.
Posteriormente se graficó una segunda recta con los datos restantes y el
punto de intersección de las mismas dió el punto de transición. Este punto es
tomado dado que la recta sufre un cambio de pendiente debido a la disminución
de la etapa de rápido crecimiento
(madera juvenil) a una etapa de lento
crecimiento (madera madura); esto se puede observar en las líneas de
tendencia para la densidad y la longitud de traqueidas.
En la figura 11 y 12 se muestran las dos rectas ajustadas para la longitud
de traqueidas de Pinus ayacahuite y Pinus montezumae respectivamente. Se
puede observar el punto de intersección en el cual ocurre la transición de la
madera juvenil a la madera madura, así mismo cada recta tiene su ecuación
ajustada de los datos y su respectiva R2.
Long. Traqueidas (µ) = Y
4000
3000
y = 44.824E + 2503.9
R2 = 0.9318
2000
y = 120.73E + 1879.8
R2 = 0.989
1000
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Edad (años) = E
Figura 11. Punto de transición de madera juvenil a madera madura
considerando la longitud de traqueidas de Pinus ayacahuite.
45
Long. traqueidas (µ) = Y
5500
4500
3500
y = 33.794E + 3216.4
R2 = 0.9041
2500
y = 120.83E + 2300.7
R2 = 0.9891
1500
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
33
35
37
Edad (años) = E
Figura 12. Punto de transición de madera juvenil a madera madura
considerando la longitud de traqueidas de Pinus montezumae.
Para la densidad básica se realizó la misma operación que con la
longitud de traqueidas. Este procedimiento solo pudo llevarse acabo para Pinus
montezumae ya que los valores de densidad de Pinus ayacahuite presentaban
una tendencia que no permitían aplicar esta metodología.
0.5
3
Densidad (g/cm ) = Y
0.6
0.4
y = 0.002E + 0.4363
R2 = 0.9206
y = 0.0052E + 0.404
R2 = 0.9256
0.3
0.2
0.1
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
33
35
Edad (años) = E
Figura 13. Punto de transición de la madera juvenil a la madera madura
considerando la densidad básica de Pinus montezumae.
46
En el cuadro 4 se pueden observar las edades en las que se presentó la
transición de la madera juvenil a madera madura de las dos especies, así como
una comparación de los resultados obtenidos por la densidad básica y longitud
de traqueidas en Pinus montezumae.
Cuadro 4. Edades de transición de la madera juvenil a madera madura de P.
ayacahuite y P. montezumae.
EDAD DE TRANSICION (años)
ESPECIE
Mediante la densidad Mediante Long. traqueidas
---------
Pinus ayacahuite
Intervalo de confianza (95%)
Pinus montezumae
Intervalo de confianza (95%)
8.2
7.55 – 8.44
10.1
10.5
8.69 – 11.13
10.07 – 10.94
10
P. radiata
P. ellioti
P. taeda
P. montezumae
P. caribea
15
P. oaxacana
Edad (años)
20
P. ayacahuite
25
Picea chihuahuana
P. chiapensis
P. arizonica
En la figura 14. se muestra el rango de variación en que se presenta la
transición de madera juvenil a madera madura entre diferentes especies de
coníferas.
5
0
Figura 14. Edad de transición de madera juvenil a madera madura de diez
especies de coníferas.
47
Cuadro 5 . Edad de transición de madera juvenil a madera madura de diez
especies de coníferas.
ESPECIE
P. ayacahuite*
P. oaxacana*
P. caribea var. hondurensis*
P. montezumae
P. taeda
P. ellioti
P. radiata
P. arizonica
P. chiapensis
Picea chihuahuana
* Provenientes de Plantaciones
REFERENCIA
En este estudio
Martínez (2003)
Meza y Romero (1999)
En este estudio
Clark y Saucier (1989)
Clark y Saucier (1989)
Nicholls y Waring
Hernández (1994)
Martínez (2000)
Sanchez (1999)
TRANSICIÓN
8
9
10
10
11
12
14
18
24
25
En el cuadro anterior se puede observar que las especies provenientes
de plantaciones presentan la transición de madera juvenil a madera madura a
una menor edad, en Pinus montezumae en comparación con otras especies
provenientes de bosques naturales presentó la transición de madera juvenil a
una edad menor.
48
8. CONCLUSIONES
Los resultados obtenidos concuerdan con otros trabajos que indican que
la longitud de traqueidas en comparación a la densidad básica de la madera es
una mejor característica para determinar la transición de madera juvenil a
madera madura.
La transición de madera juvenil a madera madura para Pinus ayacahuite
utilizando la longitud de traqueidas fue a los 8 años. Debido a la tendencia que
presentaron los valores de densidad básica para esta especie, no se pudo
aplicar el método de regresión por etapas para determinar la edad de transición.
La transición de madera juvenil a madera madura para Pinus
montezumae empleando la longitud de traqueidas ocurrió a los 10 años,
teniendo el mismo resultado al utilizar la densidad básica.
En Pinus montezumae, la densidad de la madera, la longitud de
traqueidas y la proporción de madera tardía aumentan con la edad, mientras
que en Pinus ayacahuite, solo hay un incremento en la longitud de traqueidas,
la densidad básica y la proporción de madera tardía disminuyen en los primeros
anillos.
49
9. RECOMENDACIONES
Pinus ayacahuite se recomienda para el establecimiento de plantaciones
dado a su rápida transición de madera juvenil a madera madura y a la buena
calidad de su madera.
Se recomienda que para Pinus montezumae se lleven acabo estudios del
mismo tipo, con árboles provenientes de plantaciones y comparar resultados.
50
10. LITERATURA CITADA
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58
11. ANEXOS
ANEXO 1. CLASIFICACIÓN DE LA MADERA SEGÚN SU DENSIDAD BÁSICA.
Densidad básica
Clasificación
3
(g/cm )
Menos de 0.2
Extremadamente
livianas
0.2-0.25
Excesivamente livianas
0.25-0.3
Muy livianas
0.30-0.36
Livianas
0.36-0.42
Moderadamente
Livianas
0.42-0.50
Moderadamente
pesadas
0.50-0.60
Pesadas
0.60-0.72
Muy pesadas
0.72-0.86
Excesivamente
pesadas
0.86- o más
Extremadamente
pesadas
Fuentes (1995).
59
ANEXO 2. Características dasométricas de los árboles muestreados.
No. de árbol
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
Diámetro
(cm)
36
33
36
31
43
31
33
36
48
48
32.5
32.5
30.5
43.5
39.5
37
39.5
35
40
40.5
44.5
47.5
37
31.5
35
44
23
42.5
23.5
36
38.5
35
47.5
39
39.5
28.5
25.5
25.5
31
30
Altura total
(m)
16
15.5
17
17
18
12
18
17
25
24
17
15
14
17
19.5
20
22
18
20
19
20.5
26
16
14
14
14.5
17
18
16
13
18
16
18
17
20
16
14
12
12
15
Inclinación
(cm
25
0
0
0
15
23
0
9.5
11
0
13
19
5
9
0
9
5
7
30
7
0
4
3
12
10
6
4
9
15
6
17
11
6
10
5
40
13
16
0
11
60
ANEXO 3. MEDIAS DE LOS PORCENTAJES DE MADERA TARDIA
ANILLOS
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
Media general
Pinus ayacahuite
Medias de madera tardía (%)
7.55176645
6.70813143
5.90666599
5.26635002
4.7107904
4.64397336
3.96957061
4.1143256
3.96444929
3.59200016
3.87403112
4.56310204
4.13536893
4.01546949
4.01142752
4.1268321
4.43729343
3.62874417
3.61172688
3.68648171
4.12047801
3.89494398
3.79201127
3.79798575
4.42
Pinus montezumae
Medias de madera tardía (%)
8.861970851
15.27524301
16.63246508
18.32875242
19.02831046
21.26855974
21.72699692
21.44003556
22.21582841
22.87892246
22.87807671
23.7703939
24.47790101
25.93449205
25.70356365
26.33330362
27.096989
25.6670165
25.418099
26.40942017
26.33476191
26.48023792
26.97767915
25.63157575
27.1670273
27.71585246
28.23485943
26.00188488
26.21218067
26.92918561
29.15363683
27.25570291
25.67035988
30.16444894
26.35755483
30.6196498
29.53365731
24.53
61
ANEXO 4. MEDIAS DE DENSIDAD PARA CADA UNO DE LOS ANILLOS
ANILLOS
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
Media general
Pinus ayacahuite
Medias de densidad (g/cm3)
0.40620685
0.37468222
0.36200465
0.36222785
0.36062554
0.34704785
0.34336103
0.34031925
0.34425976
0.34435903
0.33614792
0.34060093
0.34373842
0.34038186
0.33908423
0.33802801
0.33989619
0.33367122
0.33963236
0.34161575
0.33995774
0.33647941
0.34271946
0.34222277
0.33512989
0.34
Pinus montezumae
Medias de densidad (g/cm3)
0.407289033
0.398937804
0.407350329
0.406292341
0.403090676
0.414208369
0.427640006
0.428557715
0.423711956
0.429549291
0.43647769
0.449460348
0.450535228
0.454482348
0.451862647
0.455777455
0.469831784
0.467558952
0.465777855
0.462706405
0.466430127
0.462854204
0.465021985
0.474942844
0.473437199
0.472699178
0.480700765
0.488071111
0.484367868
0.487143635
0.486181946
0.500145609
0.491405405
0.491882203
0.493198284
0.494974049
0.501967365
0.46
62
ANEXO 5. MEDIAS DE LA LONGITUD DE LAS TRAQUEIDAS
ANILLOS
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
Media general
Pinus ayacahuite
Medias de longitud (µ)
1965.93984
2111.63756
2288.94107
2402.63689
2463.1989
2577.91056
2744.26035
2830.30703
2839.08732
2888.68206
2916.71859
3063.51112
3121.9492
3197.06457
3293.50442
3255.28657
3317.37654
3324.83848
3372.60781
3405.51759
3364.24643
3440.13913
3542.54694
3538.87628
2967.78
Pinus montezumae
Medias de longitud (µ)
2406.514806
2589.963006
2652.247519
2742.039603
2875.086831
3085.358252
3139.170917
3285.978099
3367.696303
3439.248032
3530.824531
3509.542544
3549.076872
3564.730626
3740.781973
3765.146986
3918.985745
3907.881869
3988.307491
4037.500752
3935.557381
3988.782259
4102.60038
4151.253842
4032.185755
4196.731797
4077.748206
4111.398141
4157.142119
4305.554193
4337.792771
4299.497696
4263.120929
4183.798848
4419.961722
4349.338969
4430.036031
3741.58
63