avAbanico agroforestalAbanico agro2594-1992Sergio Martínez González00002Artículo Original.Evaluación de ocho especies de árboles endémicos del estado de Sonora en suelo agrícolaMc-Caughey-EspinozaDiana*1Hernán-CelayaMichel2Ayala-AstorgaGloria1Burboa-ZazuetaMaría1Gracida-ValdepeñaMiriam1Ochoa-MezaAndres2Departamento de Investigaciones Científicas y Tecnológicas de la Universidad de Sonora. México. Universidad de SonoraDepartamento de Investigaciones Científicas y TecnológicasUniversidad de SonoraMexicoDepartamento de Agricultura y Ganadería de la Universidad de Sonora. México. Universidad de SonoraDepartamento de Agricultura y GanaderíaUniversidad de SonoraMexico*Autor responsable y de correspondencia: Mc Caughey-Espinoza, Diana Miriam. Departamento de Investigaciones Científicas y Tecnológicas de la Universidad de Sonora. Blvd. Luis Encinas y Rosales s/n. C.P. 83000, Hermosillo, Sonora. México. diana.mccaughey@unison.mx, gloria.ayala@unison.mx, hernan.celaya@unison.mx, maria.burboa@unison.mx, miriam.gracida@unison.mx, andres.ochoa@unison.mx31052020Jan-Dec20191115270802201902072019Este es un artículo publicado en acceso abierto bajo una licencia Creative CommonsRESUMEN:
El cambio en el uso del suelo y factores como, sobre pastoreo, periodos largos de sequía y agricultura intensiva han provocado que los agostaderos de Sonora pierdan más de la mitad de su potencial productivo. La recuperación de suelos deteriorados es gradual y a largo plazo, por lo que urge implementar programas de rehabilitación en estas áreas. De acuerdo con los resultados, en lo que respecta a la altura, no se presentaron diferencias significativas de algunas especies, tales como: palo verde c., palo fierro y mezquite con valores de 37.11 a 45.56 cm, con respecto al resto de las especies (palo verde a., palo blanco, tepehuaje, palo verde h. ATZ y ceiba tésota), con valores de 90.6 a 112.7 cm. En cobertura aérea no se mostró diferencias significativas, en palo blanco, palo fierro y ceiba tésota con coberturas de 390.3 a 4394 cm2, excepto las especies de palo verde c., palo verde a., tepehuaje, mezquite y palo v. h ATZ con coberturas de 3111 a 10068 cm2. Por último, en lo que respecta a la cobertura del tallo, no se presentaron diferencias significativas entre las especies de palo verde c., palo verde a., tepehuaje, palo fierro, mezquite, palo v. h ATZ y ceiba tésota con tallos de 0.5592 a 3.0356 cm2, excepto el palo blanco con 12.0480 cm2. Es posible que estas especies a los 6 meses de su establecimiento en áreas agrícolas abandonadas puedan rehabilitar áreas en corto plazo.
En Sonora la producción pecuaria y agrícola son actividades importantes porque generan divisas a nuestro país por los productos de calidad que exporta. El estado cuenta con una superficie abierta dedicada al cultivo de 758,600 ha; de los cuales 694,200 ha son de riego y el resto, 64,400 ha de temporal (SAGARHPA, 2016); en estas zonas se producen hortalizas, granos y frutos. Los factores que afectan a los cultivos en el área de estudio, son: escases de agua, salinidad de los suelos, precipitaciones bajas y temperaturas altas. Estos factores generan un rendimiento bajo y su posterior abandono, generando islas de calor. El crecimiento de la población de la región, las dificultades económicas, el endeudamiento internacional y un decrecimiento en la productividad per cápita de los alimentos, han contribuido a una mayor demanda por las tierras agrícolas, y como consecuencia se incrementa la deforestación, el uso indiscriminado de agroquímicos, la producción marginal de las laderas, la erosión de los suelos y el deterioro de las cuencas y las fuentes de agua (Gallego et al., 2012).
La recuperación de suelos degradados se ha favorecido al no contemplar la introducción de plantas nativas; con este tipo de acciones se recuperan los suelos degradados y evitando la erosión del mismo; además permitirá recargar los mantos freáticos. Mc Caughey-Espinoza et al., 2019), utilizaron árboles nativos para la rehabilitación de canteras, obteniendo resultados satisfactorios; los árboles utilizados fueron mezquite (Prosipis juliflora) (Sw.) DC.), palo fierro (Olneya tesota A. Gray), palo verde azul (Cercidium floridium (Benth. ex A. Gray) S. Wats. y palo verde chino Cercidium microphyllum (Torr.) Rosse & J. La restauración ecológica de un terreno desertificado y afectado por erosión grave es un proceso a largo plazo que requiere un exhaustivo análisis de la estructura, composición y funcionamiento (Mongil et al., 2015).
Por lo mencionado anteriormente, es importante implementar acciones que permitan cambiar el entorno del área perturbada, por mejores condiciones para establecer ecosistemas que fueron perdidos, generando vida de flora y fauna silvestre; como también minimizar el calentamiento global (Mc Caughey-Espinoza et al., 2019).
El objetivo de este trabajo fue evaluar el establecimiento y desarrollo de ocho especies arbustivas nativas del estado de Sonora, en un terreno agrícola con sistema de riego por goteo.
MATERIAL Y MÉTODOS
La investigación se desarrolló en el Campo Agrícola Experimental del Departamento de Agricultura y Ganadería de la Universidad de Sonora, ubicado en Hermosillo, Sonora, México, en las coordenadas, 29°00’48’’ Latitud Norte y 111°08’07’’ Longitud Oeste, a 150 msnm; en la zona se presenta una temperatura promedio de 23°C. El suelo es de textura franco arenosa, y el agua de riego presentó una conductividad eléctrica de 0.57 dSm-1 y pH de 7.29.
Área seleccionada
Con la finalidad de conocer la respuesta de las diferentes especies ante la competencia de agua, nutrientes y luz; la evaluación se realizó en una parcela de 20 X 20 m. Las plantas estudiadas se sembraron a una distancia entre surcos de 1.6 m y una distancia entre plantas de 0.3 m.
Plano georreferenciado de la ubicación del área de estudio (<xref ref-type="bibr" rid="B2">ARCGIS, 2014</xref>).
Especies en estudio
Se colectaron semillas de ocho especies arbóreas (tabla 1), de la región y se realizaron diferentes tratamientos pre-germinativos, como químicos, físicos y mecánicos, para asegurar su germinación. Se sembraron semillas en el área de estudio en el mes de junio de 2018.
Listado de las especies de árboles en estudio
Surco
Nombre común
Nombre científico
1
Tésota palo verde
Acacia occidentalis Britton & Rose
2
Palo verde azul
Cercidium Floridium (Benth. ex A. Gray) S. Wats.
4
Palo blanco
Ipomea arborescens Humb. & Bonpl. ex Willd.
6
Palo verde chino
Cercidium microphyllum (Torr.) Rosse & J.
9
Tepehuaje
Lysiloma watsonii Rose
10
Palo fierro
Olneya tésota A. Gray
11
Mezquite
Prosopis velutina Wooton
12
P. v. h. AZT
Cercidium hybrid
Distribución de las especies en el área de estudio
Las especies utilizadas para este estudio fueron seleccionadas, tomando como primer criterio su estatus como especie clave para el estado de Sonora; es decir, especies adaptadas para esos ecosistemas; también la versatilidad de estas especies en adaptarse para crecer en diferentes condiciones agronómicas (edafológicas, nutrimentales, su potencial de germinación y adaptación) (Mc Caughey-Espinoza et al., 2017).
Para la distribución de las especies en el área de estudio, se consideró un surco por especie; dichas plantas presentaban 6 meses de edad; se utilizaron 10 ejemplares por especie.
Aplicación de los riegos
Cabe mencionar que en los meses de julio, agosto y septiembre no se les aplico ningún riego, ya que en estas fechas se presentaron lluvias. La lámina de riego que se aplicó fue de 10.0 cm3 por semana, desde finales de septiembre hasta noviembre, con el propósito de crear un pequeño bulbo de humedad y mantener a las plantas con la mínima cantidad de agua, y a su vez (propiciar o estimular) la generación de raíces para asegurar su adaptación y sobrevivencia con la menor cantidad de agua posible.
Parámetros a evaluar
En este estudio se evaluaron algunas mediciones dasométricas (altura, cobertura aérea y cobertura de tallo), a los 6 meses de su establecimiento. De acuerdo a la adaptación y desarrollo de las plantas en estos ambientes semidesérticos, se consideró adecuado evaluar cada una de las plantas de acuerdo con su capacidad de desarrollo y establecimiento. De cada individuo se realizaron mediciones de cobertura de tallo, diámetro de cobertura y altura; considerándose una única medición. La medición del diámetro de tallo se realizó en la base del tallo; el diámetro de cobertura se obtuvo al medir la copa de las plantas; para ello se utilizó una cinta métrica y los valores se expresaron en cm².
A=πr2Diseño experimental
Para llevar a cabo este trabajo se utilizó un diseño de bloques completamente al azar, considerando 10 plantas por especie; se realizó un análisis de varianza de los datos dasométricos (altura, cobertura de área y tallo); empleando la prueba de media de Tukey-Kramer con un alfa de 0.05%, estos análisis se llevaron a cabo utilizando el paquete estadístico JMP 5.0.1 (JMP, 2002).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En estos resultados se formaron dos grupos, aquellos que presentaron una altura cercana a 1 metro de altura y los que se encontraron por debajo de 0.50 metros, presentándose un contraste de crecimiento rápido de un grupo de árboles con respecto a otro.
Al analizar los datos no se presentaron diferencias significativas (P< 0.05), el palo verde ATZ presentó 112.7 cm., tepehuaje 112.2 cm., tésota 97.4 cm, palo blanco 97.3 cm. y palo verde azul 90.6 cm., excepto con las especies de palo fierro, palo verde c. y mezquite presentaron valores de 37.11 a 45.5 cm. (figura 2, tabla 2).
Promedio de la altura en cm de cada una de las especies en estudio
Comparación de los promedios de altura, cobertura aérea y tallo
Especies en estudio
Altura cm
Cobertura aérea cm²
Cobertura de tallo cm²
Palo v. c.
37.11±10.8934 b
3595.6±2009.8 a
2.5910±1.28610 b
Palo v. a.
90.6 ±31.8615 a
3111.9±2150.8 a
1.3462±0.87666 b
Palo blanco
97.3±19.8609 a
2384.5±2633.8 b
12.0480±5.92797a
Tepehuaje
112.2 ±50.2589 a
4394.1±3654.1 a
2.4017±2.01900 b
Palo fierro
40.8 ±8.8919 b
1624.0±1076.9 b
0.5592±0.25760 b
Mezquite
45.5 ±14.8343 b
5626.1±2793.8 a
1.1215±0.32621 b
Palo v. h. ATZ
112.7±31.0557 a
10068.3±12742.8 a
3.0356±2.44005 b
Ceiba tesota
97.4±4.2479 a
390.3±75.3 b
2.2808±0.34153 b
Medias con letras iguales indican que no hay diferencias significativas (P<0.05). Los datos presentados son la media de las 10 plantas por especie.
Las especies estudiadas, de acuerdo con sus características fisiológicas presentaron un crecimiento positivo, sobre todo la de palo fierro, debido a que se considera una especie de lento crecimiento; su comportamiento fue mejor que las de palo verde, incluyendo al mezquite. La altura de las plantas en relación con su establecimiento, muestra que las plantas se adaptaron al sitio.
Cabe mencionar que los resultados obtenidos de las especies en estudio, muestran su desarrollo en otro contexto, partiendo desde su siembra y condiciones existentes de nutrientes, materia orgánica y la posibilidad de tener humedad cerca. Según Mc Caughey-Espinoza et al., (2019). Los cinco factores importantes que se deben considerar, son: utilizar plantas de la región, disponibilidad de agua, tipo de suelo, nutrientes, época de trasplante y protección de la fauna silvestre o doméstica.
En este estudio se cumplieron dichas condiciones que favorecieron la siembra, sobrevivencia y desarrollo de las especies, y de esta forma ayudar a la auto-regeneración de un ecosistema dañado o transformado a que exista presencia de suelo; cuyo objetivo es luchar por la estructura, funcionamiento (recuperando los servicios ecosistémicos), diversidad y dinámica del ecosistema histórico y autóctono (Hobbs y Norton, 1996; Ehrenfeld, 2000; Kremen y Ostfeld, 2005; Cadotte et al., 2011).
Cobertura aérea
El desarrollo foliar de las especies en estudio, se puede observar en la tabla 1, que el palo v. h. ATZ presentó la mayor cobertura de aérea con 10068.3 cm², seguido se encuentran el mezquite con 5626.1 cm² y tepehuaje con 4394.1 cm²; en los de talla mediana se encuentra el palo blanco, palo verde chino y palo verde azul; por último, los que presentaron coberturas más bajas, están el palo fierro con 1624.0 cm² y ceiba y tésota con 390.3 cm². Con respecto a la cobertura aérea, las especies arbóreas, como, palo verde chino, palo verde azul, tepehuaje, mezquite y palo verde hibrido ATZ, no presentaron diferencias significativas (P<0.05), respecto al resto de las especies de árboles en estudio (tabla 2 y figura 3).
Promedio de la cobertura aérea cm² de cada una de las especies en estudio
La cobertura aérea que presentaron las especies fue muy aceptada, ya que estos resultados indican que estas plantas pueden presentar perímetros de 98.77 a 307.87 metros, y aseguraría tener doseles que generaran materia orgánica, absorción de agua y refugio para animales. El área foliar está fuertemente relacionada con el nivel de interceptación de luz, transpiración y fotosíntesis neta en la copa, variando con respecto a las condiciones ambientales, en las cuales se desarrolla un rodal, tomando en cuenta la edad y época del año (Amponsah et al., 2005; Smethurst et al., 2003; Simioni et al., 2004; Jerez et al., 2005).
Estudios agroforestales, han mostrado que una gran proporción del N fijado puede ser transferido a las plantas no leguminosas asociadas (Crews y Peoples, 2005); “sin embargo, los procesos que explican dichas interacciones entre especies arbóreas cuando éstas se encuentran asociadas, no han sido dilucidados del todo” (Moyer-Henry et al., 2006). Las plantaciones mixtas tienen el potencial de incrementar la producción de biomasa y el secuestro de carbono (Resh et al., 2002; Binkley et al., 2003; Bauhus et al., 2004); así como otros beneficios, entre ellos la mejora de la fertilidad del suelo y el ciclaje de nutrientes (Binkley et al., 2000); ésto ocurre a menudo, cuando hay una repartición de los recursos, ya sea superficial (luz) o subterráneo (agua o nutrimentos) (Casanova et al., 2007).
A las especies utilizadas en este estudio podríamos atribuirles “que requieren poca agua para satisfacer sus necesidades. Pero, aún así, es de suma importancia la disponibilidad de agua para el establecimiento y crecimiento de las especies, ya que están en su estado silvestre, son de lento crecimiento; aunado al pastoreo de animales silvestres o domésticos, baja precipitación, prácticas de podas inmoderadas e incendios forestales; lo que propicia un estrés en las plantas, dañándolas, pudiendo llegar en un momento dado a que mueran” (Mc Caughey-Espinoza et al., 2017).
Cobertura de tallo
El sostenimiento de las plantas está en equilibro por el desarrollo de sus raíces, esto permite contar con árboles con características deseadas de buena talla (altura), cobertura aérea (copa) y por supuesto tener un tallo estable que pueda ser capaz de mantener el peso, sostenerse ante vientos y lluvias fuertes. El desarrollo de la cobertura aérea de estas especies en estudio, se puede observar en la tabla 2 y figura 4.
Promedio de la cobertura de tallo cm² de cada una de las especies en estudio
El palo blanco presentó diferencias significativas con el resto de las especies en estudio, mostrando una cobertura de tallo de 12.0480 cm², seguido de palo verde hibrido ATZ 3.0356 cm², palo verde chino 2.5910 cm², tepehuaje 2.4017 cm², tésota 2.2808 cm² y por último se encuentra el palo verde azul 1.3462 cm², mezquite 1.1215 cm² y palo fierro 0.05595 cm². Dada las características propias de cada especie referente a presentar tallos fibrosos o suculentos, existe claramente una diferencia significativa del palo blanco con respecto al resto de las especies, siendo el palo blanco una especie de árbol con tallo más suculento, genera más absorción de humedad y a su vez el tallo tienda a engrosar.
Generalmente los suelos agrícolas presentan macros y micronutrientes que fueron acumulándose con los años, así como materia orgánica; estos componentes serán idóneos para el establecimiento y desarrollo de las plantas.
En el presente estudio se observaron buenos resultados en el desarrollo de las especies evaluadas, a pesar que estaban a una distancia entre ellas de 30 cm; por lo que los resultadas de las variables evaluadas son muy prometedoras para incluir estas especies en programas de reforestación.
Para contribuir con la regeneración de los campos abandonados, es necesario emplear especies nativas, con bajos porcentajes de mortalidad y resistentes a periodos secos y calurosos; Aunado con la viabilidad, que incrementen la fertilidad del suelo, aumentando eficazmente la cobertura vegetal y controlando la erosión; al mismo tiempo que aceleren la sucesión (Padilla et al., 2004). El uso de especies nativas en los programas de reforestación, es importante para la recuperación de suelos agrícolas abandonados; sobre todo en zonas áridas, donde las condiciones son desfavorables (Miranda et al., 2004). En diversos países europeos y americanos la restauración hidrológico forestal está muy extendida, se han desarrollado el servicio hidrológico que prestan a los ecosistemas (Brauman et al., 2007; Monterroso-Rivas et al., 2009; Benavides-Solorio et al., 2008), destacándose la importancia económica (López-Paniagua et al., 2007); así como el significado que tiene en el mantenimiento de estos servicios, tanto para la conservación (Manson, 2004), como la restauración de ecosistemas.
La Comisión de las Comunidades Europeas (2002), señala que la erosión y la fertilidad del suelo representan una amenaza de primer orden para el desarrollo sostenible, reducen la viabilidad de las tierras agrícolas y plantea que las actividades agrícolas y forestales tienen una gran incidencia en la materia orgánica del suelo (CCE, 2002). Por lo que también es indiscutible la importancia económica del recurso del suelo, a través de la revisión de algunos estudios de la valoración económica del suelo y de ecosistemas (Silva y Correa, 2009).
Por la escasa información que existe en la remediación o recuperación de suelos agrícolas abandonados por diferentes factores (precipitación, salinidad, entre otros), con el uso de especies nativas; por lo cual es importante seguir generando más investigación sobre las especies que se encuentran en estos ecosistemas, los cuales pueden ser viables para remediación de áreas degradadas. La correlación que existe entre la altura, cobertura aérea y tallo, son de importancia ecológica; el tallo es la base firme de las plantas, éste asegura una mejor biomasa radicular; por lo tanto, se tendrá una mejor cobertura aérea que proporcione más CO2 y materia orgánica; por último, las plantas presentarán un desarrollo positivo.
CONCLUSIONES
Se concluye que las especies arbóreas, como: palo verde chino., palo verde azul., tepehuaje, palo fierro, mezquite, palo v. h ATZ, palo blanco y ceiba; presentaron una buena adaptación y desarrollo de acuerdo a la respuesta de altura, cobertura aérea y la cobertura del tallo. Es posible que estas especies a los 6 meses de su establecimiento en áreas agrícolas abandonadas puedan rehabilitar áreas en corto plazo. La cobertura aérea de las plantas fue positiva al presentar doseles con áreas de más de 1 metro cuadrado. Es de suma importancia realizar más investigación utilizando otras especies que presenten igual o mayor potencial que las especies aquí utilizadas.
LITERATURA CITADAAmponsah I, Comeau P, Brockley R, Lieffers V. 2005. Effects of repeated fertilization on needle longevity, foliar nutrition, effective leaf area index, and growth characteristics of lodgepole pine in interior British Columbia, Canada. Can. J. For. Res. 35: 440-451.DOI: 10.1093/treephys/24.10.1099.AmponsahIComeauPBrockleyRLieffersV.2005Effects of repeated fertilization on needle longevity, foliar nutrition, effective leaf area index, and growth characteristics of lodgepole pine in interior British Columbia, CanadaCan. J. For. Res3544045110.1093/treephys/24.10.1099.ARCGIS. 2014. Source: Esri, DigitalGlobe, GeoEye, Earthstar Geografphics, CNES/Arirbus DS. USDA, USCS, AeroGRID, IGN, and the Gis User Community. Software 10.1ARCGIS2014Source: Esri, DigitalGlobe, GeoEye, Earthstar Geografphics, CNES/Arirbus DS. USDA, USCS, AeroGRID, IGN, and the Gis User Community. Software 10.1Bauhus JV, Winden AP, Nicotra AB. 2004. Above-ground interactions and productivity in mixed-species plantations of Acacia mearnsii and Eucalyptus globulus. Can. J. Forest. Res. 34:686-694.https://doi.org/10.1139/x03-243BauhusJVWindenAPNicotraAB2004Above-ground interactions and productivity in mixed-species plantations of Acacia mearnsii and Eucalyptus globulusCan. J. Forest. Res3468669410.1139/x03-243Benavides-Solorio J, González-Guillén M, López-Paniagua C, Valdez-Lazalde R. 2008. Oferta hídrica de la cuenca forestal Tapalpa, Jalisco, orientada hacia los servicios ambientales. Madera y Bosques. 14(2):5-28. http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-04712008000200002&lng=es&nrm=iso>. ISSN 2448-7597 Benavides-SolorioJGonzález-GuillénMLópez-PaniaguaCValdez-LazaldeR.2008Oferta hídrica de la cuenca forestal Tapalpa, Jalisco, orientada hacia los servicios ambientalesMadera y Bosques142528http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-04712008000200002&lng=es&nrm=iso2448-7597Binkley D, Giardina C, Bashkin MA. 2000. Soil phosphorous pools and supply under the influence of Eucalyptus saligna and nitrogen-fixing Albizia facaltaria. Forest. Ecology and Management. 128:241-247. https://doi.org/10.1016/S0378-1127(99)00138-3BinkleyDGiardinaCBashkinMA.2000Soil phosphorous pools and supply under the influence of Eucalyptus saligna and nitrogen-fixing Albizia facaltariaForest. Ecology and Management12824124710.1016/S0378-1127(99)00138-3Binkley D, Senock R, Bird S, Cole T. G. 2003. Twenty years of stand development in pure and mixed stands of Eucalyptus saligna and N-fixing Facaltaria moluccana. Forest Ecol. Managem. 182:93-102 https://doi.org/10.1016/S0378-1127(03)00028-8BinkleyDSenockRBirdSColeT. G.2003Twenty years of stand development in pure and mixed stands of Eucalyptus saligna and N-fixing Facaltaria moluccanaForest Ecol. Managem1829310210.1016/S0378-1127(03)00028-8Brauman KA, Daily GC, Duarte TK, Mooney HA. 2007. The nature and value of ecosystem services: an overview highlighting hydrologic services. Annual Review of Environmental Resources. 32:67-98. doi: 10.1146/annurev.energy.32.031306.102758BraumanKADailyGCDuarteTKMooneyHA.2007The nature and value of ecosystem services: an overview highlighting hydrologic servicesAnnual Review of Environmental Resources32679810.1146/annurev.energy.32.031306.102758Cadotte MW, Carscadden K, Mirotchnick N. 2011. Beyond species: functional diversity and the maintenance of ecological processes and services. Journal of Applied Ecology 48(5):1079-1087. https://doi.org/10.1111/j.1365-2664.2011.02048.xCadotteMWCarscaddenKMirotchnickN.2011Beyond species: functional diversity and the maintenance of ecological processes and servicesJournal of Applied Ecology4851079108710.1111/j.1365-2664.2011.02048.xCasanova LF, Ramírez AL, Solorio SFJ. 2007. Interacciones radiculares en sistemas agroforestales: mecanismos y opciones de manejo. Avances en Investigación Agropecuaria. 11(3): 41-52. ISSN: 0188-789CasanovaLFRamírezALSolorioSFJ.2007Interacciones radiculares en sistemas agroforestales: mecanismos y opciones de manejoAvances en Investigación Agropecuaria11341520188-789CCE. Comisión de las Comunidades Europeas. 2002. Hacia una estrategia temática para la protección del suelo. (En línea) Comunicación de la comisión al consejo, el Parlamento Europeo, el comité económico y social y el comité de las regiones. Brúcelas. Disponible en Disponible en http://www.oei.es/salactsi/ue.htm. (Fecha de consulta septiembre 2008).CCE. Comisión de las Comunidades Europeas2002Hacia una estrategia temática para la protección del suelo. (En línea) Comunicación de la comisión al consejo, el Parlamento Europeo, el comité económico y social y el comité de las regionesBrúcelasDisponible en http://www.oei.es/salactsi/ue.htmseptiembre 2008Crews TE, Peoples MB. 2005. Can the synchrony of nitrogen supply and crop demand be improved in legume and fertilizer-based agroecosystems? A review. Nutr. Cycl. Agroecosys. 72:101-120. DOI: 10.1007/s10705-004-6480-1CrewsTEPeoplesMB.2005Can the synchrony of nitrogen supply and crop demand be improved in legume and fertilizer-based agroecosystems?A review. Nutr. Cycl. Agroecosys7210112010.1007/s10705-004-6480-1Ehrenfeld JG. 2000. Defining the limits of restoration: the need for realistic goals. Restoration Ecology 8(1):2-9 https://doi.org/10.1046/j.1526-100x.2000.80002.xEhrenfeldJG.2000Defining the limits of restoration: the need for realistic goalsRestoration Ecology812910.1046/j.1526-100x.2000.80002.xGallego Burbano E, Morales Velasco V, Vivas Quila N. 2012. Propuesta para el uso de Especies Arbóreas y Arbustivas Forrajeras en Sistemas Ganaderos en el Valle del Patía. Biotecnología en el Sector Agropecuario y Agroindustrial. 10(2):207-216. ISSN 1692-3561Gallego BurbanoEMorales VelascoVVivas QuilaN.2012Propuesta para el uso de Especies Arbóreas y Arbustivas Forrajeras en Sistemas Ganaderos en el Valle del PatíaBiotecnología en el Sector Agropecuario y Agroindustrial1022072161692-3561Hobbs RJ, Norton DA. 1996. Towards a conceptual framework for restoration ecology. Restoration Ecology. 4(2):93-110. https://doi.org/10.1111/j.1526-100X.1996.tb00112.xHobbsRJNortonDA.1996Towards a conceptual framework for restoration ecologyRestoration Ecology429311010.1111/j.1526-100X.1996.tb00112.xJerez M, Dean T, Cao Q, Roberts S. 2005. Describing leaf area distribution in Loblolly Pine trees with Johnson's SB function. Forest Science. 51(2): 93-101. https://doi.org/10.1093/forestscience/51.2.93JerezMDeanTCaoQRobertsS.2005Describing leaf area distribution in Loblolly Pine trees with Johnson's SB functionForest Science5129310110.1093/forestscience/51.2.93JMP. 2002. The Statistical Discovery Software. SAS institute Inc.Ver. 5.0.1JMP2002The Statistical Discovery Software. SAS institute Inc.Ver. 5.0.1Kremen C, Ostfeld RS. 2005. A call to ecologists: measuring, analyzing, and managing ecosystem services. Frontiers in Ecology and the Environment. 3(10):540-548. https://doi.org/10.1890/1540-9295(2005)003[0540:ACTEMA]2.0.CO;2KremenCOstfeldRS.2005A call to ecologists: measuring, analyzing, and managing ecosystem servicesFrontiers in Ecology and the Environment31054054810.1890/1540-9295(2005)003[0540:ACTEMA]2.0.CO;2López-Paniagua C, González-Guillén M, Valdez-Lazalde JR, De los Santos-Posadas HM. 2007. Demanda, disponibilidad de pago y costo de oportunidad hídrica en la cuenca Tapalpa, Jalisco. Madera y Bosques. 13(1):3-23. ISSN: 1405-0471López-PaniaguaCGonzález-GuillénMValdez-LazaldeJRDe los Santos-PosadasHM.2007Demanda, disponibilidad de pago y costo de oportunidad hídrica en la cuenca Tapalpa, JaliscoMadera y Bosques1313231405-0471Manson RH. 2004. Los servicios hidrológicos y la conservación de los bosques de México. Madera y Bosques. 10(1):3-20. ISSN 2448-7597 https://doi.org/10.21829/myb.2004.1011276MansonRH.2004Los servicios hidrológicos y la conservación de los bosques de MéxicoMadera y Bosques1013202448-759710.21829/myb.2004.1011276McCaughey-Espinoza DM, Ayala Astorga GI, Velázquez-Caudillo J, Anaya-Islas J, Canseco-Vilchis E. 2017. Creación de un jardín botánico y de árbol madre de arbustivas forrajeras nativas del estado de Sonora. Rev. Idesia (Arica). 35(4):35-45. https://dx.doi.org/10.4067/S0718-34292017000400035McCaughey-EspinozaDMAyala AstorgaGIVelázquez-CaudilloJAnaya-IslasJCanseco-VilchisE.2017Creación de un jardín botánico y de árbol madre de arbustivas forrajeras nativas del estado de SonoraRev. Idesia (Arica)354354510.4067/S0718-34292017000400035McCaughey-Espinoza DM, Ayala-Astorga GI, Burboa Zazueta MG, Ochoa Meza A, Retes López R. 2019. Uso de plantas nativas para la rehabilitación de canteras en Sonora. Rev. Idesia (Arica). Volumen 26 (4) https://dx.doi.org/10.4067/so718- 34292018005002401McCaughey-EspinozaDMAyala-AstorgaGIBurboa ZazuetaMGOchoa MezaARetes LópezR.2019Uso de plantas nativas para la rehabilitación de canteras en SonoraRev. Idesia (Arica)26410.4067/so718- 34292018005002401Miranda J, Padilla F, Pugnaire F. 2004. Sucesión y restauración en ambientes semiáridos. Ecosistemas: Revista científica y técnica de ecología y medio ambiente. 13 (1): 55-58. ISSN 1697-2473MirandaJPadillaFPugnaireF.2004Sucesión y restauración en ambientes semiáridosEcosistemas: Revista científica y técnica de ecología y medio ambiente13155581697-2473Mongil J, Navarro J, Díaz V. 2015. Esquema ecológico aplicado a una restauración forestal en cárcavas de la Sierra de Ávila (centro de España). Madera y bosques, 21(1): 11-19. ISSN 2448-7597.MongilJNavarroJDíazV.2015Esquema ecológico aplicado a una restauración forestal en cárcavas de la Sierra de Ávila (centro de España)Madera y bosques21111192448-7597Monterroso-Rivas AI, Gómez-Díaz JD, Tinoco-Rueda JA. 2009. Servicios ambientales hidrológicos bajo escenarios de cambio climático en el Parque Nacional “El Chico”, Hidalgo. Madera y Bosques. 15(2):5-26. <http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S140504712009000200001&lng=es&nrm=iso->. ISSN 2448-7597.Monterroso-RivasAIGómez-DíazJDTinoco-RuedaJA.2009Servicios ambientales hidrológicos bajo escenarios de cambio climático en el Parque Nacional “El Chico”, HidalgoMadera y Bosques152526http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S140504712009000200001&lng=es&nrm=iso-2448-7597Moyer-Henry KA, Burton JW, Israel DW, Rufty TW. 2006. Nitrogen transfer between plants: A15N natural abundance study with crop and weed species. Plant. Soil. 282:7-20. https://doi.org/10.1007/s11104-005-3081-yMoyer-HenryKABurtonJWIsraelDWRuftyTW.2006Nitrogen transfer between plants: A15N natural abundance study with crop and weed speciesPlant. Soil28272010.1007/s11104-005-3081-yPadilla Ruiz F, Pugnaire de Idaola F, Marín R, Hervás Muñoz M, Ortega Oller R. 2004. EL uso de Especies Arbustivas para la Restauración de la Cubierta Vegetal en Ambientes Semiáridos. Cuad. Soc. Esp. Cien. For. 17: 103-10. ISSN: 1575-2410Padilla RuizFPugnaire de IdaolaFMarínRHervás MuñozMOrtega OllerR.2004EL uso de Especies Arbustivas para la Restauración de la Cubierta Vegetal en Ambientes SemiáridosCuad. Soc. Esp. Cien. For171031101575-2410Resh SC, Binkley D, Parrotta JA. 2002. Greater soil carbon sequestration under nitrogen-fixing trees compared with Eucalyptus species. Ecosystems. 5:217-231. DOI: 10.1007/s10021-001-0067-3ReshSCBinkleyDParrottaJA.2002Greater soil carbon sequestration under nitrogen-fixing trees compared with Eucalyptus speciesEcosystems521723110.1007/s10021-001-0067-3SAGARHPA. Secretaria de Agricultura, Ganadería, Recursos Hidráulicos, Pesca y Acuacultura. 2016. Programa de mediano plazo 2016- 2018http://sagarhpa.sonora.gob.mx/portal_sagarhpa/images/archivos/PMP/PMPAGRICOLA20162021.pdfSAGARHPA. Secretaria de Agricultura, Ganadería, Recursos Hidráulicos, Pesca y Acuacultura2016Programa de mediano plazo 2016- 2018http://sagarhpa.sonora.gob.mx/portal_sagarhpa/images/archivos/PMP/PMPAGRICOLA20162021.pdfSilva Arroyave SM, Correa Restrepo FJ. 2009. Análisis de la Contaminación del Suelo: Revisión de la Normativa y Posibilidades de Regulación Económica. Semestre Económico. 12(23):13-34. ISSN 0120-6346Silva ArroyaveSMCorrea RestrepoFJ.2009Análisis de la Contaminación del Suelo: Revisión de la Normativa y Posibilidades de Regulación EconómicaSemestre Económico122313340120-6346Simioni G, Gignoux J, Le Roux X, Appé R, Benest D. 2004. Spatial and temporal variations in leaf area index, specific leaf area and leaf nitrogen of two co-occurring savanna tree species. Tree Physiology 24: 205-216. https://doi.org/10.1093/treephys/24.2.205vSimioniGGignouxJLe RouxXAppéRBenestD.2004Spatial and temporal variations in leaf area index, specific leaf area and leaf nitrogen of two co-occurring savanna tree speciesTree Physiology2420521610.1093/treephys/24.2.205vOriginal articleEvaluation of eight species of endemic trees from the state of Sonora in agricultural landABSTRACT:
The change in land use and factors such as overgrazing, long periods of drought and intensive agriculture have caused that Sonora's pastures lose more than half of their productive potential. The recovery of deteriorated soils is gradual and long-term so, that it is urgent to implement rehabilitation programs in these areas. According to the results, with respect to height, there were no significant differences between some species such as: palo verde c., palo fierro and mesquite with values of 37.11 to 45.56 cm, with respect to the rest of the species (Palo verde a., palo blanco, Tepehuaje, palo verde H. ATZ and Ceiba tésota), with values of 90.6 to 112.7 cm. In aerial coverage, there were no significant differences, in palo blanco, palo fierro and Ceiba tésota with covers of 390.3 to 4394 cm2, except for the species of palo verde c., palo verde a., tepehuaje, mesquite and palo v. h ATZ with coverage from 3111 to 10068 cm2. Finally, as regards stem coverage, there were no significant differences between the species of Palo verde c., Palo verde a., Tepehuaje, Palo Fierro, Mesquite, Palo v. h ATZ and Ceiba tésota with stems of 0.5592 to 3.0356 cm2, except the palo blanco with 12.0480 cm2. It is possible that these species, 6 months after their establishment in abandoned agricultural areas, can rehabilitate areas in the short term.
In Sonora, livestock and agricultural production are important activities because they generate foreign currency to our country for the quality products that it exports. The state has an open surface dedicated to the cultivation of 758,600 ha; of which 694,200 ha are irrigated and the rest, 64,400 ha of rain (SAGARHPA, 2016); vegetables, grains and fruits are produced in these areas. The factors that affect the crops in the study area are: scarce water, soil salinity, low rainfall and high temperatures. These factors generate a low yield and its subsequent abandonment, generating islands of heat. The growth of the region's population, economic difficulties, international indebtedness and a decrease in the per capita productivity of food have contributed to a greater demand for agricultural land, and as a consequence deforestation, indiscriminate use increases of agrochemicals, the marginal production of the slopes, the erosion of the soils and the deterioration of the basins and the water sources (Gallego et al., 2012).
The recovery of degraded soils has been favored by not contemplating the introduction of native plants; with this type of actions, degraded soils are recovered and erosion avoided; it will also allow the recharge of water tables. Mc Caughey-Espinoza et al., 2019), used native trees for the rehabilitation of quarries, obtaining satisfactory results; the trees used were mesquite (Prosipis juliflora) (Sw.) DC.), palo fierro (Olneya tesota A. Gray), palo verde azul (Cercidium floridium (Benth. ex A. Gray) S. Wats. and palo verde chino Cercidium microphyllum (Torr.) Rosse & J. The ecological restoration of a desertified land affected by severe erosion is a long-term process that requires an exhaustive analysis of structure, composition and functioning (Mongil et al., 2015).
Due to the aforementioned, it is important to implement actions that allow changing the environment of the disturbed area, for better conditions to establish ecosystems that were lost, generating life of flora and wild fauna; as well as minimizing global warming (Mc Caughey-Espinoza et al., 2019).
The objective of this work was to evaluate the establishment and development of eight native shrubby species in the state of Sonora, on an agricultural land with a drip irrigation system.
MATERIAL AND METHODS
The research was developed in the Experimental Agricultural Field of the Department of Agriculture and Livestock of the University of Sonora, located in Hermosillo, Sonora, Mexico, in the coordinates, 29 ° 00'48 '' North Latitude and 111 ° 08'07 '' West longitude, at 150 meters above sea level; in the zone an average temperature of 23 ° C is presented. The soil has a sandy loam texture, and the irrigation water presented an electrical conductivity of 0.57 dSm-1 and a pH of 7.29.
Selected area
In order to know the response of different species to the competition of water, nutrients and light; the evaluation was carried out on a plot of 20 X 20 m. The plants studied were planted at a distance between rows of 1.6 m and a distance between plants of 0.3 m.
Geo-referenced map of the location of the study area (<xref ref-type="bibr" rid="B2">ARCGIS, 2014</xref>).
Species under study
Seeds of eight tree species (table 1) were collected from the region and different pre- germination treatments were carried out, such as chemical, physical and mechanical, to ensure their germination. Seeds were planted in the study area in the month of June 2018.
List of tree species under study
Groove
Common name
Scientific name
1
Tésota palo verde
Acacia occidentalis Britton & Rose
2
Palo verde azul
Cercidium Floridium (Benth. ex A. Gray) S. Wats.
4
Palo blanco
Ipomea arborescens Humb. & Bonpl. ex Willd.
6
Palo verde chino
Cercidium microphyllum (Torr.) Rosse & J.
9
Tepehuaje
Lysiloma watsonii Rose
10
Palo fierro
Olneya tésota A. Gray
11
Mezquite
Prosopis velutina Wooton
12
P. v. h. AZT
Cercidium hybrid
Distribution of the species in the study area
The species used for this study were selected, taking as a first criterion their status as a key species for the state of Sonora; that is, adapted species for these ecosystems; also the versatility of these species in adapting to grow in different agronomic conditions (edaphological, nutrimental, their potential for germination and adaptation) (Mc Caughey- Espinoza et al., 2017).
For the distribution of the species in the study area, one groove per species was considered; these plants were 6 months old; 10 specimens were used per species.
Application of irrigation
It is worth mentioning that in the months of July, August and September, no irrigation was applied, since at this time there were rains. The irrigation lamina that was applied was 10.0 cm3 per week, from the end of September to November, with the purpose of creating a small moisture bulb and keeping the plants with the minimum amount of water, and in turn (propitiate or stimulate ) the generation of roots to ensure their adaptation and survival with the least amount of water possible.
Parameters to evaluate
In this study some dasometric measurements (height, air cover and stem cover) were evaluated 6 months after its establishment. According to the adaptation and development of the plants in these semi-desert environments, it was considered appropriate to evaluate each of the plants according to their capacity for development and establishment. Measurements of stem cover, cover diameter and height were made for each individual; considering a single measurement. The stem diameter was measured at the base of the stem; the diameter of coverage was obtained when measuring the crown of the plants; for this, a tape measure was used and the values were expressed in cm².
A=πr2Experimental design
To carry out this work, a completely randomized block design was used, considering 10plants per species; an analysis of variance of the dasometric data (height, area and stem coverage) was performed; using the Tukey-Kramer mean test with an alpha of 0.05%, these analyzes were carried out using the statistical package JMP 5.0.1 (JMP, 2002).
RESULTS AND DISCUSSION
In these results two groups were formed, those that had a height close to 1 meter in height and those that were below 0.50 meters, presenting a rapid growth contrast of one group of trees with respect to another.
When analyzing the data, there were no significant differences (P <0.05), palo verde ATZ presented 112.7 cm, tepehuaje 112.2 cm, téstate 97.4 cm, palo blanco 97.3 cm and palo verde azul 90.6 cm, except with the species of palo fierro, palo verde c. and mesquite presented values of 37.11 to 45.5 cm. (Figure 2, Table 2).
Promedio de la altura en cm de cada una de las especies en estudio
Comparison of the averages of height, aerial coverage and stem
Species under study
Height cm
Aerial coverage cm²
Stem coverage cm²
Palo v. c.
37.11±10.8934 b
3595.6±2009.8 a
2.5910±1.28610 b
Palo v. a.
90.6 ±31.8615 a
3111.9±2150.8 a
1.3462±0.87666 b
Palo blanco
97.3±19.8609 a
2384.5±2633.8 b
12.0480±5.92797a
Tepehuaje
112.2 ±50.2589 a
4394.1±3654.1 a
2.4017±2.01900 b
Palo fierro
40.8 ±8.8919 b
1624.0±1076.9 b
0.5592±0.25760 b
Mezquite
45.5 ±14.8343 b
5626.1±2793.8 a
1.1215±0.32621 b
Palo v. h. ATZ
112.7±31.0557 a
10068.3±12742.8 a
3.0356±2.44005 b
Ceiba tesota
97.4±4.2479 a
390.3±75.3 b
2.2808±0.34153 b
Means with equal letters indicate that there are no significant differences (P <0.05). The data presented are the average of the 10 plants per species.
The species studied, according to their physiological characteristics presented a positive growth, especially palo fierro, because it is considered a slow growth species; it behavior was better than those of palo verde, including mesquite. The height of the plants in relation to their establishment shows that the plants adapted to the site.
It is worth mentioning that the results obtained from the species under study show their development in another context, starting from their sowing and existing conditions of nutrients, organic matter and the possibility of having humidity nearby. According to Mc Caughey-Espinoza et al., (2019). The five important factors that should be considered are: use of plants in the region, availability of water, soil type, nutrients, transplant season and protection of wildlife or domestic.
In this study, these conditions were fulfilled that favored sowing, survival and development of the species, and in this way help the self-regeneration of a damaged or transformed ecosystem to the presence of soil; whose objective is to fight for the structure, functioning (recovering ecosystem services), diversity and dynamics of the historical and indigenous ecosystem (Hobbs and Norton, 1996, Ehrenfeld, 2000, Kremen and Ostfeld, 2005, Cadotte et al., 2011).
Aerial coverage
The foliar development of the species under study, can be observed in Table 1, that palo v. h. ATZ had the highest aerial coverage with 10068.3 cm², followed by mesquite with 5626.1 cm² and tepehuaje with 4394.1 cm²; in the medium-sized ones there is palo blanco, palo verde chino and palo verde azul; Lastly, those with the lowest coverage were the ironwood with 1624.0 cm² and ceiba tésota with 390.3 cm². With respect to aerial coverage, tree species, such as palo verde chino, palo verde azul, tepehuaje, mesquite and hybrid palo verde ATZ, did not show significant differences (P <0.05), compared to the rest of the tree species under study. (Table 2 and figure 3).
Average of the aerial coverage cm² of each of the species under study
The aerial coverage presented by the species was very accepted, since these results indicate that these plants can have perimeters of 98.77 to 307.87 meters, and would ensure having canopies that generate organic matter, water absorption and shelter for animals. The leaf area is strongly related to the level of interception of light, transpiration and net photosynthesis in the crown, varying with respect to environmental conditions, in which a stand is developed, taking into account the age and time of year (Amponsah et al., 2005; Smethurst et al., 2003; Simioni et al., 2004; Jerez et al., 2005).
Agroforestry studies have shown that a large proportion of the bound N can be transferred to associated non-legume plants (Crews and Peoples, 2005); "however, the processes that explain these interactions between tree species when they are associated, have not been fully elucidated" (Moyer-Henry et al., 2006). Mixed plantations have the potential to increase biomass production and carbon sequestration (Resh et al., 2002, Binkley et al., 2003, Bauhus et al., 2004); as well as other benefits, among them the improvement of soil fertility and nutrient cycling (Binkley et al., 2000); This often happens when there is a distribution of resources, whether superficial (light) or underground (water or nutrients) (Casanova et al., 2007).
It can be said the species used in this study "that require little water to meet their needs. But, even so, the availability of water for the establishment and growth of the species is very important, since they are in their wild state, they are of slow growth; together with the grazing of wild or domestic animals, low rainfall, immoderate pruning practices and forest fires; what causes a stress in the plants, damaging them, being able to arrive at a given moment to die"(Mc Caughey-Espinoza et al., 2017).
Stem coverage
The support of the plants is balanced by the development of their roots, this allows having trees with desired characteristics of good size (height), aerial coverage (cup) and of course have a stable stem that may be able to maintain the weight, sustain before winds and heavy rains. The development of aerial coverage of these species under study can be seen in Table 2 and Figure 4.
Average of the stem coverage cm² of each of the species under study
The palo blanco showed significant differences with the rest of the species under study, showing a stem coverage of 12.0480 cm², followed by hybrid palo verde ATZ 3.0356 cm², el palo verde chino 2.5910 cm², tepehuaje 2.4017 cm², tésota 2.2808 cm² and finally find palo verde azul 1.3462 cm², mesquite 1.1215 cm² and palo fierro 0.05595 cm². Given the characteristics of each species that have fibrous or succulent stems, there is clearly a significant difference between the palo blanco and the rest of the species, with the palo blanco being a tree with a more succulent stem, generating more moisture absorption and turn the stem to swell.
Generally, agricultural soils present macros and micronutrients that accumulated over the years, as well as organic matter; these components will be suitable for the establishment and development of the plants.
In the present study good results were observed in the development of the evaluated species, although they were at a distance between them of 30 cm; therefore, the results of the variables evaluated are very promising to include these species in reforestation programs.
To contribute to the regeneration of abandoned fields, it is necessary to use native species, with low mortality percentages and resistant to dry and hot periods; coupled with viability, that increase soil fertility, effectively increasing plant coverage and controlling erosion; at the same time that they accelerate the succession (Padilla et al., 2004). The use of native species in reforestation programs is important for the recovery of abandoned agricultural lands; especially in arid areas, where conditions are unfavorable (Miranda et al., 2004). In several European and American countries, hydrological forest restoration is widespread, the hydrological service they provide to ecosystems has been developed (Brauman et al., 2007; Monterroso-Rivas et al., 2009; Benavides-Solorio et al., 2008), emphasizing the economic importance (López-Paniagua et al., 2007); as well as the meaning it has in the maintenance of these services, both for conservation (Manson, 2004), and the restoration of ecosystems.
The Commission of the European Communities (2002) points out that erosion and soil fertility represent a major threat to sustainable development, reduce the viability of agricultural land and suggest that agricultural and forestry activities have a great impact on the organic matter of the soil (CCE, 2002). Therefore, the economic importance of soil resources is also indisputable, through the review of some studies of the economic valuation of soil and ecosystems (Silva and Correa, 2009).
Due to the scarce information that exists in the remediation or recovery of agricultural soils abandoned by different factors (precipitation, salinity, among others), with the use of native species; therefore, it is important to continue generating more research on the species found in these ecosystems, which may be viable for the remediation of degraded areas. The correlation that exists between the height, aerial coverage and stem, are of ecological importance; the stem is the firm base of the plants, this ensures a better root biomass; therefore, there will be better air coverage that provides more CO2 and organic matter; finally, the plants will present a positive development.
CONCLUSIONS
It is concluded that tree species, such as: palo verde chino, palo verde azul, Tepehuaje, palo fierro, mesquite, palo v. h ATZ, palo blanco and ceiba; they presented a good adaptation and development according to the response of height, aerial coverage and stem coverage. It is possible that these species, 6 months after their establishment in abandoned agricultural areas, can rehabilitate areas in the short term. The aerial coverage of the plants was positive when presenting canopies with areas of more than 1 square meter. It is very important to carry out more research using other species that have the same or greater potential than the species used here.