TITULO:

Perspectivas de mejoramiento genético forestal y selección de individuos en Pinus caribaea var. caribaea.

AUTORES:

Yudel García Quintana, Arnaldo Álvarez Brito, Mariano H. Pérez  y Nelvis Decoro Montano.

INSTITUCION

Universidad de Pinar del Rio ”Hnos Saíz Montes de Oca”

Calle Martí No. 270 Final. Pinar del Rio. Cuba.

Email: ygarcia@af.upr.edu.cu

           yudel_garcia@yahoo.es

 

Resumen

Este trabajo se realizó en áreas de la Empresa Forestal Integral Viñales, ubicada en el Km 18, carretera a Viñales, con el objetivo de seleccionar material genético de especial valor para la conservación y el mejoramiento genético de la especie; a partir de 9 procedencias y 45 progenies de polinización libre obtenidos de árboles plus bajo un diseño de bloques completos al azar, con 4 repeticiones, 5 plantas por parcela, a un espaciamiento de 2 x 2 m. En fase de vivero fue posible analizar el comportamiento medio en altura para las procedencias y progenies, lo que demuestra que la variabilidad genética de este carácter a nivel individual es mayor que a nivel de procedencias. En plantación se encontró diferencias significativas entre procedencias para las variables altura, diámetro y ramificación, en cambio para las progenies se reflejaron diferencias altamente significativas para todos los caracteres analizados. El coeficiente de variación resultó alto entre (27.44 y 40.82 %) siendo los parámetros altura y diámetro los de mayor variabilidad, facilitando la selección sobre la base de estas características, seleccionando como familias superiores la 102, 106, 113, 207, 213, 214, 304, 503, 618 y 709, perteneciente a las procedencias Cajálbana, El Burén , Los Palacios, La Jagua, La Guira y Juan Manuel.

 

Introducción

En Cuba, las especies del género Pinus tienen un peso fundamental en el plan de fomento forestal para la etapa 1997-2015, estando determinada su preferencia por el rápido crecimiento que presentan y los múltiples usos que tienen sus maderas (MINAG, 1996). Pinus caribaea var. caribaea, endémico del occidente de Cuba, es una valiosa especie de rápido crecimiento que se utiliza con resultados excelentes en los programas de mejoramiento genético forestal por la calidad de su madera para múltiples usos y su plasticidad ecológica, lo que representa un patrimonio genético de incalculable valor.

Los trabajos de mejoramiento genético con Pinus caribaea var. caribaea fueron iniciados a mediados de la década de los años 60, cumpliendo un intenso y variado programa de actividades de investigación y desarrollo, orientado hacia los estudios de procedencias  y el desarrollo en la fase experimental de la selección de árboles plus y estudios de descendencias, a la par con el establecimiento de bancos clonales y de huertos semilleros clonales.

La naturaleza ha creado la variación necesaria para utilizarla en los programas de mejoramiento genético forestal, siendo la tarea principal del mejorador forestal reconocer la variabilidad, aislarla, reunirla en un árbol deseado y multiplicarla. Willan, Olesen y Barner (1995), consideran que la variación tiene tres causas fundamentales: diferencias en el desarrollo (edad), diferencias ambientales y genéticas.

Este  trabajo persigue como objetivo seleccionar material genético de especial valor para la conservación y el mejoramiento genético de la especie Pinus caribaea var. caribaea.

 

Materiales y Métodos.

El trabajo fue realizado en un área ubicada en la carretera a Viñales (km 18), perteneciente a la Empresa Forestal Integral Viñales y los datos climáticos fueron tomados de la estación meteorológica situada en la Estación Experimental Forestal de Viñales (22º 34´ 40” N y 83º 42´ 38” W; 192 m snm), (Álvarez, 2001), Pinar del Río, reflejando promedios anuales de precipitaciones 1,765.0 mm, temperatura 25.0 o C, temperatura máxima 28.8 o C, temperatura mínima 19.5 o C, temperatura máxima absoluta  34.1 o C y una temperatura mínima absoluta 2.9 o C.

Para el establecimiento de la prueba combinada de procedencias y progenies de semifratrias (medios hermanos) de la especie Pinus caribaea var. caribaea obtenidas por polinización libre, fueron seleccionados 45 árboles plus en diferentes localidades de la provincia de Pinar del Río, escogiéndose los árboles superiores dentro de la población atendiendo a sus características fenotípicas; además en la prueba fue incluido un testigo que representa al huerto clonal semillero Malas Aguas.

Las semillas fueron colectadas y procesadas individualmente en sacos de yute en los meses de julio-agosto de 1994, almacenadas en refrigerador comercial a unos 5-6 oC. Recibieron tratamiento pregerminativo previo a su siembra, consistente en inmersión en agua a temperatura ambiente durante 48 horas, cambiando el agua cada 12 horas.

La producción de posturas se desarrolló en el vivero ¨La  Majagua¨, Viñales, Pinar del Río  y se emplearon bolsas de polietileno de tamaño estándar con una capacidad de 800 cm3, utilizando como substrato suelo aluvial de la localidad.

La siembra se realizó en enero de 1995 bajo un diseño completamente al azar y se realizaron atenciones culturales siempre que fue necesario. A los 6 meses en vivero se realizó una medición de altura total a una muestra de 25 plantas por parcela.

La plantación se realizó en julio de 1995 en un área de 0.5 ha, bajo un diseño de bloques completos al azar, con 45 tratamientos más 1 testigo, 4 réplicas, 5 plantas por parcela y 2 hileras perimetrales, a un espaciamiento de 2 x 2 m, en un suelo de topografía llana con una  pendiente que varía entre 2 y 5 % y se clasifica según la Academia de Ciencias de Cuba (1980), citado por (González, 1999) como Ferralítico Cuarcítico Amarillo Lixiviado, muy erosionado (esquelético) (Obregón y Morleno, 1991). También se ejecutó un análisis edáfico y tratando de representar toda el área en estudio se tomó al azar cuatro muestras de suelo, efectuando una caracterización química del mismo en el Laboratorio de Suelos perteneciente al Ministerio de la Agricultura, Pinar del Río.

A los 5 años de edad se realizaron mediciones a los parámetros altura total y diámetro en la base a 10 cm sobre el suelo; la altura fue tomada con el empleo de una vara graduada en metros y para el diámetro se utilizó una forcípula metálica. Además se evaluaron los caracteres fenotípicos de rectitud del fuste, ramificación y ángulo de inserción de las ramas según el método evaluativo de Eldrige (1973), que contempla la asignación de valores arbitrarios en una escala de 1-5, donde el 1 representa los árboles de mala apariencia y el 5 los de mejor fenotipo.

Los datos obtenidos fueron procesados estadísticamente utilizando el sistema automatizado SPSS para Windows 99 versión 10. En fase de vivero se realizó un análisis de varianza simple y prueba de rangos múltiples de Duncan al 95 % de confianza y en plantación se utilizó un análisis bifactorial.  Además se calculó el coeficiente de variación.

Se determinó el costo de establecimiento a través de las normativas de gastos propuestas por (Palacio, 1990).

 

 

 

 

 

 

Resultados y discusión.

En la Tabla 1 se refleja la caracterización química del suelo de la localidad La Majagua, Viñales.

 Tabla 1. Caracterización química del suelo de la localidad La Majagua, Viñales.

 

Muestras

pH

KCl

mg/100 gs. de suelo

mg/100 de suelo

P2 O5

K2 O

Ca+

Mg+

Na+

K+

S

T

T-S

1

3.5

1.54

4.17

1.28

0.48

0.14

0.09

1.98

8.45

6.46

2

3.8

0.77

4.17

0.48

0.20

0.18

0.02

0.88

5.63

4.76

3

3.9

1.16

2.50

0.72

0.48

0.11

0.07

1.37

4.64

3.24

4

3.8

0.77

3.33

0.40

0.20

0.14

0.07

0.81

3.96

3.14

 

Estos resultados muestran que estos suelos son extremadamente ácidos, presentan muy bajo contenido en fósforo, potasio, son deficientes en bases cambiables de (Ca +, Mg+, K+), y el Na+ se encuentra dentro de los límites normales, coincidiendo con lo reportado por (Marrero et al, 1998).

En fase de vivero el análisis efectuado para las procedencias no mostró diferencias significativas lo cual demuestra que todas las procedencias se comportan de igual forma en las condiciones bajo las que se encontraban, en cambio para las progenies las diferencias fueron altamente significativas, mostrando mayor altura la progenie 609, significativamente superior a las demás; aunque también se destacan la 503, 504, 710 y 714 y la menor altura las progenies 412, 208 y 708 todas dentro del mismo grupo de significación. Estos resultados para esta etapa de desarrollo (vivero), en esta especie, asociados a los resultados obtenidos cuando fueron analizadas las diferencias entre procedencias demuestran que la variabilidad genética de este carácter a nivel individual es mayor que a nivel de procedencias, lo cual constituye un valioso criterio de orientación para la formulación del programa de mejoramiento genético en base a una selección individual recurrente.

En plantación el análisis de varianza detectó diferencias significativas entre procedencias para las variables altura, diámetro y ramificación, no siendo así para los demás caracteres estudiados, esto significa que la adaptabilidad de las procedencias fue diferente en cuanto al crecimiento y forma de las ramas. Para el caso de la variable altura los valores más elevados corresponden a la procedencia Cajálbana y los más bajos a Galalón e Isla de la Juventud. Esto indudablemente, entre otras causas, está influenciado por el lugar de donde proceda la semilla, siendo esta localidad una de las principales fuentes semilleras naturales de la especie. En cuanto al diámetro las localidades El Burén, Cajálbana, Los Palacios, La Jagua, Marbajita, La Guira y Juan Manuel todas incluidas en un mismo grupo de significación, superan debido al efecto de las procedencias a Malas Aguas, Galalón e Isla de la Juventud; estos resultados coinciden con los reportados por González, Mercadet y Moreno (1983). Para el carácter ramificación  se presentaron dos grupos de significación; uno compuesto por las procedencias El Burén, La Jagua, Los Palacios y Galalón que superan a Marbajita, Malas Aguas, Cajálbana Juan Manuel, La Guira e Isla de la Juventud. 

En la siguiente Tabla aparecen representados los porcentajes obtenidos de la evaluación del carácter ramificación, para distinguir las procedencias de buena, media y malas características en cuanto a este parámetro.

 

Tabla 2. Comportamiento de la ramificación en las procedencias.

 

Procedencia

N

Cant. de árb. con (4 y 5)

%

Cant. de árb.  con (3)

%

Cant. de árb. con (1 y 2)

%

Cajálbana

86

 

6

6.98

16

18.6

64

74.42

El Burén

 

95

6

6.32

38

40.0

51

53.68

Los  Palacios

 

91

8

8.79

19

20.88

64

70.33

Galalón

 

94

3

3.19

20

21.28

71

75.53

La Guira

 

94

0

0

20

21.28

74

78.72

La Jagua

 

94

4

4.26

22

23.40

68

72.34

Juan Manuel

 

96

1

1.04

19

19.79

76

79.17

Isla de la Juv.

 

89

1

1.12

17

19.10

71

79.78

Marbajita

 

90

1

1.11

22

24.44

67

74.44

Malas Aguas

 

19

1

5.26

4

21.05

14

73.68

 

Como se mostró anteriormente el máximo porcentaje de árboles con  buenas  características (4 y 5) en cuanto a forma de las ramas se refiere está representado por la procedencia Los Palacios y el mayor porcentaje de árboles de mala calidad, o sea con defecto (1 y 2) pertenece a la procedencia Isla de la Juventud. Es importante señalar que todas las procedencias presentaron la mayor cantidad de árboles en la categoría (1 y 2), esto significa que gran parte de la población está caracterizada por este defecto, lo cual esta influenciado en la cantidad de árboles por hectárea y en consecuencia, en el rendimiento por hectárea y además en la calidad de la madera ya que el grosor de las ramas es una variable  asociada a la calidad de la madera porque interviene sobre el tamaño de los nudos.

Con relación a las progenies los análisis de varianza detectaron diferencias altamente significativas para todos los caracteres analizados. Esta variabilidad a nivel familiar es una expresión de las diferencias genotípicas entre los individuos de esta población. Pérez et al (1988), en uno de sus estudios sobre descendencias de polinización libre en Pinus caribaea var. caribaea en la localidad de Viñales encontraron diferencias significativas. 

El coeficiente de variación resultó alto, lo cual favorece la selección de individuos para continuar los trabajos de mejoramiento genético y queda reflejado en la siguiente Tabla. 

Tabla 3. Coeficiente de variación para cada característica evaluada. 

Características evaluadas

Media

Desviación típica

Coeficiente de  variación

Altura

2.45

1.00

40.82

Diámetro

5.04

1.76

34.92

Rectitud del fuste

2.31

0.79

34.20

Ramificación

2.20

0.66

30.00

Ángulo de inserción

2.15

0.59

27.44

 

Como puede apreciarse las variable altura y diámetro presentaron una mayor variabilidad, lo cual facilita la selección sobre la base de estas características y el parámetro ángulo de inserción de las ramas una menor variación. En tal sentido, teniendo en cuenta que el objetivo final de la plantación está en función de los rendimientos y calidad de la madera resulta evidente fijar como criterio de selección a los parámetros altura y diámetro por influir en el volumen maderable, por tanto se deben seleccionar como individuos superiores a las familias 304, 102, 618, 214, 106, 213,113, 207, 503 y 709, pertenecientes a las procedencias Los Palacios, La Jagua, El Burén, Cajálbana, La Guira y Juan Manuel.

Mesén (1998), plantea que la selección es más efectiva en la medida que la variación fenotípica  refleje más fielmente la variación genotípica. Esto se logra seleccionando en sitios donde los efectos de las fuentes no genéticas de variación, tales como suelos, clima, edad y agentes bióticos sean mínimos,  de manera que haya mayores posibilidades de que buenos fenotipos correspondan a buenos genotipos. En este caso el efecto de estas variables se consideró mínimo atribuyendo como principal causa de la variación a las diferencias ambientales.

El análisis económico en un programa de mejora genética viene dado por el incremento medio de las mejores procedencias / familias sobre la media de los testigos. En esta etapa juvenil no es posible esta fundamentación debido a que no se cuenta con volumen maderable. A continuación (Tabla 4) se presentan los valores medios en altura y diámetro de las procedencias y progenies que resultaron superiores e inferiores.

Tabla 4. Diferencia de valores medios en altura y diámetro de las procedencias y progenies superiores e inferiores.

 

Indic.

Procedencia

Progenie

Caj

Galal

El Bur

I. Juv

Diferencia

304

618

714

Diferencia

h (m)

2.81

2.15

 

 

0.66

3.53

 

1.79

1.74

d (cm)

 

 

5.53

4.62

0.91

 

6.80

4.00

2.80

 

En este sentido, como se observa en la tabla anterior la diferencia entre la procedencia superior e inferior es de 0.66 m en altura y 0.91 cm en  diámetro, diferencias bastante modestas pero que caracterizan un aumento en la productividad; en el caso de las progenies las diferencias son relativamente significativas con un incremento en altura de 1.79 m y 2.80 cm para el diámetro, estos incrementos justifican aún más el costo de establecimiento que sin incluir el proceso de selección es de 447.7 $/ha.

 

Conclusiones

En fase de vivero fue posible analizar el comportamiento medio en altura tanto para las procedencias como las progenies, lo que demuestra que la variabilidad genética de este carácter a nivel individual es mayor que a nivel de procedencias.

Se encontraron diferencias significativas entre procedencias en cuanto al crecimiento y forma de las ramas; mostrando las progenies una mayor variabilidad, lo cual es una expresión de las diferencias genotípicas entre los individuos de esta población.

Se considera como principal causa de variación al factor genético.

Sobre la base de los criterios de selección fijado se deben seleccionar como familias superiores la 102, 113, 207, 213, 214, 304, 503, 618 y 709, perteneciente a las procedencias Cajálbana, El Burén, Los Palacios, La Jagua, La Guira y Juan Manuel.

 

Recomendaciones

Dar seguimiento a esta investigación a medida que aumente la edad del material de campo.

Acometer estudios sobre la elaboración de mapas genéticos para localizar los genes que afectan a rasgos de importancia económica.

 

ABSTRACT

This work was done in Viñales Experimental Station areas situated in the Km 18 of Viñales road, with the objetive to analize the genetic variability and to identify and select special valve genetic improvement of the spicie, taking into account a samples and 45 complex block design at random with 4 repetitions, 5 plants por parcels to a distance of 2 x 2 m. In the nuesery step it was possible to analyze. The mid height behavour for the samples and progenies showing that the genetic variability of this character in an individual level is greater than the level of the samples. In this plantation we found significant differencies among height, diameter and branches  variability, on the other hand, the higly significant differencies in the progenies are reflected in all them. The variation coheficient obtained was higher between (27. 44 and 40.82 %), so the height   and diameter parameter where of greater variability. The selection of this characterics was easier, the supirior  families were 102, 106, 113, 207, 213, 214, 304, 503, 618 and 709 belonging to Cajalbana, El Buren, Los Palacios, La Jagua, La Guira y Juan Manuel.

 

Bibliografía.

·         Álvarez, A. Comunicación personal. Cuba. 2001

·         Eldrige, K.. Progeny testing Pinus radiata in Australia. Procedings of the IUFRO. Stockholm. 1973. p 385-395.

·         González, A; Alicia, Mercadet y F. Moreno.. Comportamiento de diferentes orígenes geográficos. Revista Forestal Baracoa. Vol. 5 No.2. C.I.D.A. Ciudad de La Habana. 1983. 18 p.

·         González, M. Influencia del marco de plantación de Pinus caribaea var. caribaea en suelo Ferralítico Cuarcítico Amarillo Lixiviado. Tesis en opción al título académico de Master en Ciencias Forestales. Universidad de Pinar del Río. Facultad Agroforestal. Pinar del Río, Cuba. 1999. 8 p.

·         Marrero, A. et al. Comportamiento de Pinus caribaea Morelet en diferentes tipos de suelos. Revista Cuba Forestal. Año 1. Cuba. 1998. 40 p.

·         Mesén, F. Enraizamiento de estacas juveniles de especies forestales. Uso de propagadores de subirrigación. Manual Técnico. No. 30. CATIE. Turrialba, Costa Rica. 1998. 22 p.

·         MINAG. Programa de Desarrollo Económico Forestal. 1997-2015. La Habana, Cuba. Mimeografiado. 1996. p 1-6.

·         Obregón, A. y F. Morleno et al. Características de los suelos de las Alturas de Pizarras, Pinar del Río. Primer Taller científico sobre el desarrollo integral de las montañas y la utilización de los recursos forestales. Resúmenes. Pinar del Río, Cuba. 1991. 7 p.

·         Palacio, E. Elaboración del plan técnico económico en la Unidad Silvícola Pinar del Río. Trabajo de Diploma. Universidad de Pinar del Río. Facultad Agroforestal. Pinar del Río. Cuba. 1990. 18 p.

·         Pérez, M. H. et al. Estudio de descendencias de Pinus tropicalis Morelet en las Alturas de Pizarras de la localidad de Viñales. Segunda Jornada Científica –Técnica Forestal. Diciembre 1998. Instituto de Investigaciones Forestales. Estación Experimental Forestal Pinar del Río. MINAGRI. Resúmenes. Pinar del Río. Cuba. 1988. 5 p.

·         Willan, K.; K. Olesen y H. Barner. La variación natural como base del mejoramiento genético forestal. Nota de clase No.3. Humleback, Dinamarca. Abril de 1993. Mejoramiento forestal y conservación de recursos genéticos forestales. Tomo I. PROSEFOR. CATIE. Turrialba, Costa Rica. 1995. 15-16 p.