Balsamocarpon-Leon

REGENERACIÓN NATURAL DE BALSAMOCARPON BREVIFOLIUM (ALGARROBILLA),
LA VIDA BUSCA ABRIRSE PASO EN EL SEMIÁRIDO DE CHILE

Natural regeneration of Balsamocarpon brevifolium (algarrobilla), life seeks to break through in the semi-arid region of Chile

Mario F. León, Eric Ibacache, Johana Navarro & Pedro León

Instituto de Investigaciones Agropecuarias, INIA Intihuasi, Chile

E-mail: mario.leon@inia.cl

RESUMEN

Balsamocarpon brevifolium Clos (Caesalpiniaceae) es un arbusto endémico de las regiones de Atacama y Coquimbo (Chile) amenazado por la acción de actividades humanas. En este trabajo proveemos información acerca del proceso de regeneración natural de la especie usando dos experimentos de campo y observaciones en laboratorio para conocer su dinámica en las fases de germinación de semillas y emergencia y crecimiento de plántulas en la quebrada Los Choros (Coquimbo). Precipitaciones de alta magnitud fueron importantes para gatillar la germinación y el crecimiento y desarrollo de las plántulas que resultó ser dinámico tanto en la formación de hojas como en el desarrollo radicular en los primeros 55-60 días del proceso. Una importante proporción de las plántulas no superó la primera estación seca y el establecimiento final ocurrió en una fracción pequeña de plántulas. La regeneración natural de Balsamocarpon brevifolium en la quebrada Los Choros es un proceso complejo.

Palabras clave: Balsamocarpon, endemismos de Chile, flora de Chile

ABSTRACT

Balsamocarpon brevifolium Clos (Caesalpiniaceae) is a shrub endemic to the regions of Atacama and Coquimbo (Chile) threatened by the action of human activities. In this work we provide information about the natural regeneration process of this species using two field experiments and observationes in the laboratory experiments to know its dynamics in the seed germination and emergence and seedling growth stages in Los Choros ravine (Coquimbo). Precipitations of high magnitude were important to trigger the germination and the growth and development of the seedlings that turned out to be dynamic both in the formation of leaves and in the root development in the first 55-60 days of the process. A significant proportion of the seedlings did not overcome the first dry season and the final establishment occurred in a small fraction of seedlings. The natural regeneration of Balsamocarpon brevifolium in the Los Choros ravine is a complex process.

Key words: Balsamocarpon, Chilean endemics, flora of Chile

INTRODUCCIÓN

“Porque estrecha es la puerta y angosta la senda que lleva a la vida, y pocos son los que la hallan”.
Mateo 7:14.

Balsamocarpon brevifolium Clos (Caesalpiniaceae), algarrobilla, es un arbusto endémico de Chile (Muñoz, 1973). Se distribuye en las regiones de Atacama (27°35’S-70°03’) y Coquimbo (29°49’S-70°50’) con poblaciones discontinuas que se encuentran en fragmentos pequeños y muy susceptibles de ser alterados por las actividades humanas. Esta amenaza impacta la conservación de dichas poblaciones naturales por ello está clasificada vulnerable en la Región de Atacama y en peligro en la Región de Coquimbo (Squeo et al., 2001, 2008). Tanto la buena calidad de la especie para uso como leña o carbón vegetal, como la de los taninos de sus frutos, son los atributos que han favorecido su uso a un ritmo que ha afectado su regeneración natural y la distribución de las poblaciones (Ortiz 1943, Arancio et al., 2001). De continuar la misma dinámica, el estatus de conservación de la especie podría comprometerse seriamente llevando a ésta a un escenario complejo en ambas regiones.

La región semiárida de Coquimbo constituye uno de los hábitats de la algarrobilla; ella se caracteriza por ser un ambiente desfavorable para su regeneración, una regla general para todas las plantas perennes que crecen en el lugar. Las altas temperaturas, la intensa radiación solar durante muchos meses del año y una estación invernal breve con precipitaciones escasas, irregulares y de baja magnitud crean un ambiente hostil para el establecimiento y el crecimiento de las plántulas (Gutiérrez et al., 2007, Squeo et al., 2007) razón por la que muchas de ellas no sobreviven a su primera estación seca (León et al., 2011). En consecuencia, la germinación, emergencia y el crecimiento de las plántulas son fases críticas en el ciclo de vida de una planta de algarrobilla.

La literatura sobre Balsamocarpon brevifolium es escasa y la información acerca de la regeneración de la especie es aún menos conocida puesto que ella es difícil de observar en la naturaleza. Esto puede llevar a una idea equivocada en cuanto a que el proceso opera solo bajo circunstancias especiales en las poblaciones. Para nuestro conocimiento, Ortiz (1943), realiza la primera descripción que relaciona la regeneración natural de la especie con años lluviosos y apoya la producción de plántulas en condiciones controladas; el mismo autor describió que el medio impone fuertes restricciones para la germinación de las semillas, el crecimiento y sobrevivencia de las plántulas. Wran & Barros (1987) confirmaron esta idea en un ensayo con siembra directa en un sector de la Región de Atacama, señalando que después de 27 meses solo un 23% de las plántulas lograban superar las condiciones de aridez. Este resultado es apoyado mediante control en el manejo del suelo, el uso de mulch, la exclusión de roedores y el control del hongo Fusarium (Wran, 1993).

A pesar de estos esfuerzos, el conocimiento del proceso es aún insuficiente y se requiere una mejor comprensión para desarrollar en el futuro iniciativas de manejo de la especie en su hábitat natural.

OBJETIVO

El objetivo del trabajo fue conocer y describir la regeneración del arbusto Balsamocarpon brevifolium usando la información proveída de experimentos de campo y evaluaciones en condiciones de laboratorio.

MATERIALES Y MÉTODOS

Conducta germinativa de Balsamocarpon brevifolium

En esta línea del estudio se usaron semillas de la accesión de B. brevifolium BA10 conservadas en el Banco Base de Semillas y recolectadas en enero 2012 en la quebrada Los Choros, Region de Coquimbo. Las semillas fueron tratadas con ácido sulfúrico durante 20 minutos, un procedimiento habitual para “desgastar” las cubiertas duras de las semillas y que facilita su imbibición. Estas fueron dejadas en set de 50 semillas en cápsulas de Petri con agar-agar (1%) para su germinación y mantenidas en una cámara de crecimiento (Binder KBWF-240 a 20 °C, 75% de humedad relativa y 12/12 horas de fotoperiodo). La conducta germinativa de las semillas fue monitoreada hasta el momento previo a la expansión de los cotiledones. Diariamente se seleccionaron semillas con el objetivo de describir visualmente la perfomance de crecimiento y el desarrollo del eje radicular. Para esto se tomaron imágenes con una cámara fotográfica (Canon G-16) y luz artificial LED y se creó una secuencia del proceso cada dos días.

Estudios con plántulas de Balsamocarpon brevifolium en quebrada Los Choros

En esta línea de estudio se enfatizó el conocimiento de las plántulas de Balsamocarpon brevifolium estableciendo dos experimentos de campo en la quebrada Los Choros (29º22’S-71º03’O, 368 msnm, comuna de La Higuera) a 80 km al nordeste de la ciudad de La Serena (Figura 1 ). Esta quebrada constituye uno de los principales sitios en los que crece la especie en la Región de Coquimbo, localmente se distribuye entre los 300 a 2000 msnm (Fotografía 1 ). La temperatura promedio mínima en invierno (± desviación estándar) es 2,6°C ± 1,2 y la máxima en verano es de 30,3°C ± 1,5 con una baja humedad relativa promedio en las estaciones de invierno y verano que oscila entre 53,7% y 56,1%, respectivamente. La precipitación anual promedio es de 50,6 mm en un registro de 34 años (1979-2013, www.dga.cl) con una alta variabilidad interanual. En el estudio de campo para describir el crecimiento y desarrollo de plántulas in situ de Balsamocarpon brevifolium (2014) la cantidad de agua caída en la estación de invierno fue 40,2 mm con el evento más importante en junio con 28,6 mm. Mientras que, en el estudio de campo para describir la sobrevivencia de plántulas (2015), la precipitación total fue de 90,2 mm. Este período se caracterizó por la intensidad del agua caída con un evento inusual en marzo de 15,5 mm y otros eventos de 29,4 mm en junio y 31,0 mm en agosto. En 2016, el total de agua caída fue 17,0 mm, registrando su máximo en mayo con 9,3 mm (www.ceazamet.cl).

Experimento de campo con cajas de sembradío

Éste se realizó a un nivel altitudinal de 1800 msnm, en mayo 2014. En el interior de la caja se sembraron diez semillas escarificadas (Fotografía 2 ); cada caja fue replicada 20 veces, diez bajo el dosel de una planta de algarrobilla y las restantes en los espacios abiertos con el objetivo de reconocer la importancia de los micrositios para la regeneración. Todas las cajas fueron cubiertas con una malla metálica para excluir el daño por herbivoría de ganado caprino, frecuente en este piso altitudinal. La emergencia de plántulas tuvo lugar durante junio 2014, pero el monitoreo de ellas finalizó abruptamente en marzo 2015 debido a las lluvias inusuales que produjeron un aluvión de barro y escombros que sepultó casi todas las unidades experimentales y las plántulas. No obstante, dado que se encontraron algunas plántulas dos meses después, en junio de 2015, se logró examinar sus raíces y su profundidad en el suelo. Diez plántulas de 55-65 días fueron extraídas cuidadosamente del suelo. La longitud radicular fue medida in situ con una regla metálica. Posteriormente, la estructura aérea y las raíces fueron separadas y utilizadas para determinar la biomasa secándolas en una estufa a 75°C por 48 horas (Sadzawka et al., 2007) antes de ser pesadas en una balanza analítica (± 0,0001 g). La relación raíz / tallo fue obtenida dividiendo la masa seca de la raíz y la masa seca de tallo y hojas.

Experimento de campo con cuadrante

Éste fue realizado en el interior de una parcela de exclusión a un nivel altitudinal de 330 msnm, en mayo 2015. En el suelo se establecieron 40 cuadrantes y en cada uno de ellos se sembraron cinco semillas escarificadas. El monitoreo de la emergencia y del crecimiento de las plántulas, permitió describir la sobrevivencia de plántulas hasta febrero de 2017 (Fotografía 3). Se monitoreó el contenido de agua del suelo para constatar su disponibilidad en los cuadrantes. Se tomaron diez muestras de 100 gramos a una profundidad de 15 cm y se analizaron mediante el método gravimétrico (expresadas como gramos de agua / gramos de suelo x 100). Las muestras se pesaron con una balanza analítica antes y después de secarlas en una estufa a 75°C por 48 horas (ASTM D653). El muestreo fue realizado antes de las 10:00 a.m., y todas las muestras se recolectaron en bolsas selladas herméticamente y mantenidas a -5°C.

RESULTADOS

La formación del eje radicular durante la germinación se inició a las 48 horas. El crecimiento de este órgano fue rápido a partir del día cuatro incrementando su longitud radicular a casi 3 cm cuando transcurrieron entre 10 a 12 días. En este punto, se produjo el desprendimiento de la testa por expansión de los cotiledones dando comienzo a la fase de emergencia de la plántula (Fotografía 4 ).

En el primer experimento de campo, la germinación, la emergencia de plántula y la formación de la primera hoja verdadera, tuvieron lugar en los primeros 60-70 días. La expansión total de los cotiledones, circulares y engrosados, de las plántulas se observó el día 30 (Fotografía 5). La primera hoja verdadera, comenzó a hacerse evidente entre los días 22 a 25 (Fotografía 5 ). A los 55-60 días, las plántulas ya habían formado en promedio seis hojas verdaderas y alcanzaron una longitud promedio del tallo de 6 cm (Fotografía 5, Tabla 1 ). Nuevamente las raíces de las plántulas presentaron un importante crecimiento. El valor promedio del eje radicular fue tres veces más alto que el valor promedio del tallo, 19,3 vs. 6,0 cm, respectivamente, lo que determinó que las plántulas tuvieran también un alto cociente raíz / tallo (Fotografía 6 , Tabla 1). Posteriormente, siguió un período de 120 días que coincidió con la proximidad de la estación seca. Aquí las plántulas produjeron menos hojas e incrementaron la lignificación del tallo y de las espinas. Durante la estación seca, entre diciembre y marzo, se registró la mayor mortalidad de plántulas y sólo un 10% de las plántulas mostraron alguna actividad fisiológica.

En el segundo experimento de campo se registró una reducción progresiva de la sobrevivencia y un bajo porcentaje final de plántulas establecidas. Sólo el 56 % de las semillas sembradas en espacios abiertos logró germinar a partir de las precipitaciones caídas entre julio-agosto 2015 donde el contenido de agua en el suelo varió entre 0,02 y 0,05% (Figura 2 ). La mayor mortalidad de plántulas se registró en los meses previos y durante la estación seca; entonces el suelo tuvo más bajo contenido de agua con 0,01% (Figura 2). Después de un año, en julio 2016, sólo un 8% de las plántulas se mantenían vivas, y aún exhibían sus cotiledones (Fotografía 7 ). Estas plántulas expresaron su madurez con el desarrollo de pequeños brotes laterales y un alto grado de lignificación en sus estructuras morfológicas. En otra situación, hubo plántulas que exhibieron una reactivación fisiológica después de un aparente estado seco demostrando que las plantas de Balsamocarpon brevifolium también atraviesan un período de inactivación fisiológica. Los bajos niveles de agua caída en 2016 y nuevamente el menor contenido de agua en el suelo fueron determinantes en el nivel de sobrevivencia de plántulas detectados en su segunda estación seca: 1,6%, febrero 2017 (Figura 2).

DISCUSIÓN

En los primeros 60-70 días de vida, las precipitaciones fueron determinantes para favorecer la germinación y la emergencia de las plántulas. La proximidad de la estación seca y la baja disponibilidad de agua en el suelo condicionaron el “endurecimiento” de las plántulas en su primera temporada de crecimiento y posteriormente en la estación seca. Este período fue crítico en su sobrevivencia y en definitiva determinó el menor establecimiento de las plántulas de Balsamocarpon brevifolium después de un año, en particular, de aquellas plántulas que intentan desarrollarse en los espacios abiertos. En efecto, la germinación y emergencia de las plántulas en los dos experimentos de campo tuvieron lugar con eventos de lluvia de entre 28-29 mm, respectivamente, que no se volvieron a registrar en 2016, cuando el mayor umbral de agua caída fue 9 mm. La progresiva mortalidad y el bajo nivel de establecimiento de plántulas en los espacios abiertos, que alcanzó 1,6% en el período 2016-2017 apoyan la idea que la estación seca limitan la sobrevivencia de plántulas de Balsamocarpon brevifolium tal cual como ocurre también con otras especies leñosas que crecen en el ambiente semiárido de Chile (Gutiérrez et al., 2007, Squeo et al., 2007, León et al., 2011). La complejidad del proceso en el sitio de estudio, también podría intensificarse aún más en un escenario donde se producen aluviones que arrastran piedras y barro y destruyen los micrositios de regeneración natural. Esto fue lo que sucedió con las plántulas de las cajas de sembradío que emergieron en 2014 y superaron la estación seca, pero sucumbieron a este fenómeno en marzo 2015. Una situación similar aconteció en mayo 2017.

Un aspecto notable en la regeneración de Balsamocarpon brevifolium es el rápido crecimiento radicular de las plántulas. Esto fue evidente en la evaluación, tanto en el laboratorio como en el campo, lo que sugiere un rol gravitante de este órgano en la sobrevivencia y en el establecimiento. Si las precipitaciones tienen lugar durante episodios breves y la humedad del suelo se evapora más rápido en las capas superficiales, el mayor crecimiento de las raíces podría optimizar el uso de la humedad en los estratos profundos del suelo y ofrecer a las plántulas una mayor oportunidad para sobrevivir tal como ha sido descrito en plántulas de otros arbustos del ambiente semiárido y árido de Chile (León et al., 2011, 2017). Los datos como el alto cociente raíz / tallo que exhibieron las plántulas de Balsamocarpon brevifolium en los experimentos de campo en la quebrada Los Choros apoyan dicha hipótesis.

El uso de plantas de Balsamocarpon brevifolium para la producción de carbón vegetal es el mayor impacto que se cierne sobre la especie en la quebrada Los Choros (Arancio et al., 2001, Estévez et al., 2010). La actividad implica extraer íntegramente la planta adulta de su sitio de crecimiento comprometiendo la densidad de plantas existente, sin embargo, la actividad también contribuye de un modo negativo a limitar la regeneración natural de la especie. En una vía relacionado con la disponibilidad de semillas, porque la pérdida de una planta conlleva la pérdida de su pool de semillas que contribuye al banco natural del suelo donde precisamente inicia el proceso de regeneración cuando ocurren las precipitaciones. Esta pérdida irreversible es similar a aquella cuando las semillas se extraían de su hábitat debido a que los frutos se cosechaban indiscriminadamente por sus taninos entre 1940-1960 (Ortiz 1943, Charbonneau 1988, Wran 1993). En otra vía relacionado con el dosel de la planta adulta debido que al ser eliminado esta protección altera el micrositio en que las plántulas crecen y se protegen. Los datos en los experimentos de campo apoyan esta idea al constatar que la sobrevivencia de plántulas no incrementa en los espacios abiertos, al contrario, disminuyó ostensiblemente. También, las plántulas sobrevivientes después del aluvión, y que se usaron para evaluar la longitud radicular, se encontraron creciendo bajo el dosel de plantas adultas de Balsamocarpon brevifolium.

CONCLUSIONES

La germinación, la emergencia de las plántulas y el posterior crecimiento y desarrollo de éstas ocurrió en la temporada con mayor nivel de precipitaciones. El proceso en sí fue dinámico destacando la formación del eje radicular que es relevante para optimizar la disponibilidad de agua en el suelo. Las plántulas aumentaron su lignificación y detuvieron su crecimiento durante la estación seca, período que junto a la acción destructiva de un aluvión impidieron un mayor nivel de establecimiento de plántulas, en particular en los espacios abiertos. Esto podría exacerbarse con la disminución de semillas y micrositios de regeneración que se produce al extraer la planta adulta para la producción de carbón vegetal. En este contexto, la regeneración natural de Balsamocarpon brevifolium en la quebrada Los Choros es un proceso complejo.

AGRADECIMIENTOS

A Compañía Minera Nevada SpA, Barrick. La investigación presente es parte del Plan de Trabajo de Compañía Minera Nevada SpA, Barrick, (RCA 2859/2007). Agradecemos la asistencia técnica de Ismael Jiménez en el estudio.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Arancio G, M Muñoz & FA Squeo. 2001. Descripción de algunas especies con problemas de conservación en la IV Región de Coquimbo, Chile. En: FA Squeo, G

Arancio & JR Gutiérrez (eds.) Libro Rojo de la Flora Nativa y de los Sitios Prioritarios para su Conservación: Región de Coquimbo, pp. 63-103. Ediciones Universidad de La Serena, La Serena, Chile.

ASTM D2216-10 (2010) Standard test methods for laboratory determination of water (moisture) content of soil and rock by mass, ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania. 7 pp.

Charbonneau R (1988) Pinos y pieles, Chile siembra sus propios taninos. EL CIID Informa: 20-21.

Estévez RA, FA Squeo, G Arancio & M Erazo (2010) Producción de carbón vegetal a partir de arbustos nativos en la Región de Atacama, Chile. Gayana Botánica 67:212-222.

Gutiérrez JR, M Holmgren, R Manrique & FA Squeo (2007) Reduced herbivore pressure under rainy ENSO conditions could facilitate dryland reforestation. Journal of Arid Environments 68: 322-330.

Ortíz Garmendia J (1943). La algarrobilla, valioso arbusto industrial de la región norte. Simiente 13(1): 36-39.

León MF, FA Squeo, JR Gutiérrez & M Holmgren (2011) Rapid root extension during water pulses enhances establishment of shrub seedlings in the Atacama Desert. Journal Vegetation Science 22: 120-129.

León MF, SI Silva, A Sandoval, I Aracena, F Quiñones & León-Lobos (2017) El manejo del suelo salino usando arena afecta el crecimiento de raíces y la sobrevivencia de plántulas de Prosopis tamarugo Phil. (Fabaceae). Gayana Botánica 74(1): 86-94.

Muñoz Carlos (1973) Chile: Plantas en extinción. Editorial Universitaria, 248 p.

Squeo FA, G Arancio & JR Gutiérrez (2001) Libro Rojo de la Flora Nativa y de los Sitios Prioritarios para su Conservación: Región de Coquimbo. Ediciones Universidad de La Serena, La Serena, Chile. 361 p.

Squeo FA, G Arancio & JR Gutiérrez (2008) Libro Rojo de la Flora Nativa y de los Sitios Prioritarios para su Conservación: Región de Atacama. Ediciones Universidad de La Serena, La Serena. 456 p.

Squeo FA, M Holmgren, M Jiménez, L Albán, J Reyes & JR Gutiérrez (2007) Tree establishment along an ENSO experimental gradient in the Atacama desert. Journal of Vegetation Science 18, 195-202.

Sadzawka RA, MA Carrasco, R Demanet, H Flores, R Grez, ML Mora & A Neaman (2007) Métodos de análisis de tejidos vegetales. Segunda Edición. Instituto de Investigaciones Agropecuarias. Series de Actas INIA N° 40, Santiago, Chile, 140 pp.

Wrann J (1993) Estudios sobre algarrobilla (Balsamocarpon brevifolium). Ciencias e Investigación Forestal 7(2): 241-251.

Wrann J & Y Barros (1987) Ensayos de reforestación por siembra directa con algarrobilla (Balsamocarpon brevifolium Clos) en la zona de Vallenar. Ciencia e Investigación Forestal 1(2): 45-55.

Citar este trabajo como:

León, M.F., E. Ibacache, J. Navarro & P. León. 2017. Regeneración natural de Balsamocarpon brevifolium (algarrobilla), la vida busca abrirse paso en el semiárido de Chile. Chloris Chilensis Año 20 N° 2. URL: http://www.chlorischile.cl

Volver a la portada