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PROYECTO DE SILVICULTURA PARA LAS PLANTACIONES DE
Acacia m an giumSANDRA L ILIANA AGUDELO DUQUE, JORGE IVÁN BUSTAMANTE, JUAN MANUEL CARDONA
GRANDA & ALEJANDRA MARÍA RAMÍREZ ARANGO
RESUMEN
En el Bajo Cauca Antioqueño la actividad minera ha generado grandesextensiones de áreas degradadas, regiones desérticas y aguascontaminadas. En algunas de ellas se ha plantado la especie Acaciamangium, con el objetivo de recuperarlas. En esas plantaciones se realizóun muestreo, con el fin de encontrar elementos dendrométricos, ecuaciones
altura-diámetro y a altura-edad, índice de sitio, crecimiento y rendimientopara el área basal y de volumen, como herramientas importantes para sumanejo forestal. Además, se colocaron trampas para la captura dehojarasca para determinar su aporte de biomasa y nutrientes al suelo paraun corto período que comprendió verano e invierno. Con el fin de evaluar lascaracterísticas físicas y químicas del suelo se tomaron muestras en lasparcelas, lo que permitió la evaluación de estas características con respectoal establecimiento de las plantaciones y sus relaciones con el contenidonutricional de las plantas que crecen sobre ellas, además de cuantificar unflujo preliminar de nutrientes. Adicionalmente, como un componente social,se evaluó el potencial de las podas de Acacia mangium como una fuente deleña para la comunidad. Debido a la buena respuesta presentada por la
especie en la región y con miras a futuras plantaciones, se realizó un ensayode siembra directa y un estudio con el fin de seleccionar el mejor lugarpara establecer un rodal semillero.
Con los datos anteriores se obtuvo la ecuación de índice de sitio para laAcacia mangiumen el bajo Cauca Antioqueño, LnS = LnHdom+1.64461((1/t)-(1/to), para el crecimiento del área basal; Log dg/dt = -0.906391 +(0.245459G) 0.5, relación que se recomienda manejar con cuidado ya que esun avance preliminar y se necesitan más datos que permitan predecir conmayor confianza el comportamiento de la especie en la zona de estudio. Elrendimiento corriente de la acacia tanto para el área basal y el volumen totalse puede estimar con base en las siguientes ecuaciones: Ln G = 0.131534 -
2.67305/t + 0.121465IS + 0.000653257N y Ln V = 1.30323 - 0.637022(1/t)+0.031467S + 1.06659ln(G). Las propiedades físicas y químicas del suelo enlas plantaciones indican que son suelos altamente degradados por laactividad minera, fuertemente ácidos, con bajo contenido de materiaorgánica, CIC baja y valores de fósforo muy bajos, lo que indica lascondiciones extremas en las que está creciendo la acacia. De la evaluaciónde las podas de la acacia como una potencial fuente leñera se obtuvo que laproducción de leña por metro lineal es de 863,9 Kg/Ha, además se encontróuna relación entre la biomasa de leña y los parámetros dendrométricoscomo el diámetro, la altura y el número de ramas, B = 0.0749678 +
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0.0548938Ramas + 0.120714DAP - 0.0956533HT. Del ensayo de siembradirecta se obtuvo que el mejor tratamiento para establecer plantaciones es el
de surcos, observándose una alta germinación de la acacia; de los rodalessemilleros se seleccionó el rodal número dos ubicado en la Frontera 2, elcual presentó el más alto puntaje.
Palabras clave. Acacia mangium, Bajo Cauca Antioqueño, recuperación deáreas degradadas.
ABSTRACT
In the Cauca River’s lowlands, in northern Antioquia (known as the BajoCauca Antioqueño), mining has generated water pollution and vast barren,devastated areas with polluted water. In such places Acacia mangium has
been grown with their recovery in mind. In this plantations, a sampling wasperformed where DBH and total height, among other variables, weremeasured to obtain Site Index, Volume, Basal Area Growth and Yield models,
which are important tools for plantation management. Furthermore, littertraps were built in order to determine the role of litter in the biomass andnutrient addition to the soil, in a short period of time that nonetheless includedthe end of the dry season and the beginning of the wet one. For the appraisalof physical and chemical features of the soil, samples were taken in the plots.
This allowed a preliminary assessment of those features in regard to theestablishment of the plantations and their relationship with the nutrientcontents of the trees that dwell on them, while helping to sketch the nutrientflow. Besides, and as a social component of this research, the potential of thepruned branches of A. mangium as a potential source of firewood for thesurrounding communities was evaluated. Due to the good response of thisspecies in the region and with future plantations in mind, studies for theselection of a stand as a source of seed and a direct sowing test were alsoconduced.
With the above data, the Site Index Equation obtained for Acacia mangium in The Bajo Cauca Antioqueño is LnS = LnHdom+1.64461((1/t)-(1/to); for basalarea growth Log dg/dt = -0.906391 + (0.245459G) 0.5 was obtained. Thisrelationship, however, should be handled with care because this is apreliminary report and in order to make an adequate forecast of the behaviorof this species in the study area, more data are required. For basal area andtotal volume yield of A. mangium, it can be estimated with the followingequations: Ln G = 0.131534 - 2.67305/t + 0.121465IS + 0.000653257N and Ln V = 1.30323 - 0.637022(1/t)+ 0.031467S + 1.06659ln(G). Soil physical andchemical properties in the plantations indicate that because of mining, theseare strongly acid, highly degraded soils with low organic matter content, lowCEC and very low values of P, which indicate the extreme conditions under
which the species is growing. From the assessment of pruned branches as asource of firewood, firewood yield, knowing that this is a discrete variable intime, was estimated to be of 863,9 kh/ha/ml. Likewise, the relationship B =0.0749678 + 0.0548938Ramas + 0.120714DAP - 0.0956533HT between
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firewood biomass and allometric parameters such as DBH, tree height andnumber of pruned branches was fitted. From the direct sowing test, the best
treatment in order to establish plantations was that of furrows, where a highgermination of acacia seed was observed. About seed stands, Stand number2, located in the Frontera 2 site, which attained the highest score, waschosen.
K e y w o r d s . Acacia mangium, Bajo Cauca Antioqueño [Cauca river’s lowlandsin northern Antioquia, Colombia), recovery of degraded areas.
INTRODUCCIÓN
Los datos y observaciones realizados a lo largo de más de un mes porestudiantes de la Universidad Nacional de Colombia, sede Medellín en las
plantaciones de Acacia mangium Willd. vienen a complementarnos la
información sobre la silvicultura de esta especie, hoy tan en boga en el
ámbito mundial. La bibliografía existente sobre A. mangium se ha hecho
muy abundante desde hace diez años, aunque otras especies de Acacia
tanto australianas como de otras islas del Pacífico han sido usadas en
planes de reforestación en numerosas partes del mundo desde hace ya
varias décadas. Se había tardado en realidad en descubrir las bondades deesta especie, que puede crecer en suelos agotados, compactados,
prácticamente en lechos de rocas cubiertas sólo por una somera capa de
arena. En lugares que antes eran yermos tras el paso destructivo de la
minería de aluvión o de un sobrepastoreo, tras menos de cinco años se
yergue un verdadero bosque, que contrasta vivamente con las áreas
aledañas que no fueron objeto de este proyecto de recuperación de áreas
degradadas.
Los diversos cálculos fruto del trabajo realizado en Jardín y El Río Rayo por
los diversos equipos de trabajo de la Universidad Nacional, vienen a
confirmar el cambio producido en tierras antes degradadas por la minería.
Lógicamente, el resultado no ha sido uniforme en todos los sitios, y como es
natural, donde las perturbaciones han sido menores, la especie muestra un
mayor vigor, lo mismo en donde se ha fertilizado y se ha hecho un manejo
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adecuado de la plantación en términos de mantenimiento y silvicultura. Se
obtuvo la oportunidad de observar el comportamiento de otras especies que
se sembraron con la A. mangiumen los mismos lugares degradados, como
es el caso de Pinus tecunumanii y Eucalyptus saligna, se observa fácilmente
que, en desarrollo, la acacia los supera con una amplia ventaja. Existiendo
otras especies como Gmelina arborea y otras acacias que han dado buenos
resultados en otras áreas del mundo con problemas similares a los que se
presentan en el Bajo Cauca, valdría la pena efectuar más ensayos. Sin
embargo, antes de pasar a recomendar esta especie como la solución
definitiva para sitios degradados en tierras bajas, habría que esperaralgunos años más para que las plantaciones más antiguas alcancen cierta
madurez y poder hacer sugerencias más seguras. Esto porque se han
reportado plantaciones de Acacia que comienzan a morir repentinamente
tras cinco años de magnífico crecimiento, y porque la especie puede pasar a
regenerarse por sí misma en zonas aledañas, desplazando tal vez otras
especies, constituyéndose en un riesgo bastante grande, dado lo abundante
y no estacional de la producción de semilla y el gran vigor de la especie para
crecer virtualmente en todas partes. Casos como el de Schinusterebinthifolius en los Everglades de Florida y el de Leucaena leucocephala
en islas del Pacífico son ejemplos que no convienen olvidar.
Este informe presenta los cálculos preliminares sobre el desarrollo de los
rodales de Acacia situados en Jardín (Cáceres) y Río El Rayo (Tarazá), que
pretende hacer evidentes los diversos grados de desarrollo de la especie en
los sitios donde se ha ensayado mediante el análisis de diversos parámetros
silviculturales que se creyeron pertinentes.
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1. OBJETIVOS
1.1 OBJETIVOGENERAL
Obtener las bases silviculturales para el conocimiento y manejo sostenido de
las plantaciones de Acacia mangium en el Bajo Cauca con énfasis en
sumideros de CO2; y otros usos como la leña, estacones, paisaje y
recuperación de áreas degradadas.
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
, Estimar el potencial del sitio para el uso múltiple de la Acacia
mangium
, Seleccionar posibles fuentes semilleras para el establecimiento de
nuevas plantaciones con procesos de mejoramiento genético
, Obtener indicios sobre la utilización de las podas con fines
energéticos como la obtención de leña y su calidad calorífica
, Realizar un ensayo de germinación en el campo
, Estimar los nutrimentos almacenados en las plantaciones
considerando biomasa aérea, suelo y hojarasca
, Determinar propiedades físicas y químicas del suelo.
, Determinar las especies vegetales asociadas a las plantaciones.
, Determinar las ecuaciones preliminares del crecimiento y el
rendimiento
, Determinar el índice de área foliar
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2. REVISIÓN DE LITERATURA
2 .1 ÍNDICE DE S ITIO
El término sitio en la práctica profesional forestal es utilizado en dos
sentidos: con la connotación de localización geográfica y en el
sentido de la caracterización de las condiciones ambientales dominantes
en un lugar particular (González et al., 1994)
La calidad de sitio puede ser definida como el potencial de producción demadera de un lugar para una especie en particular o para un tipo de
bosque. Las palabras "bueno" y "pobre" se usan a menudo como
cualificadores de la calidad del sitio y simplemente implican un potencial
productivo alto en contraposición a uno bajo. Aunque el sitio es, en el corto
plazo, constante, sin importar la selección de la especie, la calidad del
sitio sólo tiene significado con respecto a una o mas especies que se
hayan considerado para el manejo en una localidad en particular. Por
ejemplo un sitio dado puede ser muy bueno para Acacia mangiumperomuy pobre para Gmelina (Clutter et al.,1983)
Las medidas e interpretaciones adecuadas de la calidad del sitio son tan
importantes para el manejo forestal, que el valor y tamaño de los productos
en varias edades están muy controlados por ella y la densidad del rodal.
Ciertas inversiones que están muy bien justificadas en buenos sitios
constituyen desatinos en sitios menos productivos. Dada la gran
importancia de una buena evaluación de la calidad del sitio se hadedicado mucho esfuerzo al desarrollo de técnicas para cuantificarla.
Estos métodos se clasifican como sigue:
Métodos directos
- Estimación de registros históricos de producción
- Estimación basada en datos del volumen del rodal
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- Estimación basada en datos de altura del rodal
Métodos indirectos
- Estimación de relaciones interespecíficas del alto dosel
- Estimación de características de la vegetación menor
- Estimación de factores climáticos topográficos y edáficos (Clutter et
al., 1983)
De acuerdo con la forma de las curvas descritas por la ecuación, estas
ecuaciones se clasifican en: funciones anamórficas, en las que paracualquier edad la altura de una de las curvas es una proporción constante
de la altura de cualquier otra de las curvas de la familia; ecuaciones
polimórficas inconexas, en las que la relación de proporcionalidad entre las
diferentes curvas no se da, pero estas no se cruzan en el rango de interés; y
las ecuaciones polimórficas conexas, en las que, además de que la relación
de proporcionalidad no se da entre las curvas, al menos una de ellas se
cruza con alguna de las otras en el rango de edad de interés (González et
al,1994).
Método de la curva guía
Este método se utiliza para generar ecuaciones de índice de sitio
anamórficas, y representa una cuantificación bastante directa de
anteriores métodos gráficos para preparar curvas de índice de sitio. Un
modelo comúnmente usado con este método es el de altura recíproca de
la edad, originalmente sugerido por Schumacher en 1939. Este enfoqueasume una familia de curvas edad/altura de la forma:
Ln Hd = ß0 + ß1 (1/t) ( 1 )
Donde,
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Ln: Logaritmo natural
Hd: Altura promedio de 100 árboles dominantes/ha (m)
ßo y ß1: Coeficientes obtenidos por mínimos cuadrados
t: edad (años)
La substitución de los coeficientes estimados en la anterior ecuación
provee la así llamada "curva guía", que es una línea "promedio" de
edad/altura para los datos de la muestra usada. Líneas individuales
edad/altura son paralelas a la curva guía. Estas líneas se referencian
usando una edad índice t 0 y etiquetando a cada línea con el valor de alturalogrado a la edad t 0. Cuando las líneas son utilizadas en esta forma
son curvas logarítmicas de las curvas de índice de sitio. La ecuación
para una curva de índice de sitio en particular puede ser obtenidas dado
que tal línea tiene la forma:
Ln Hd = b0 + b1(1/t) ( 2 )
Donde b1 es el estimado basado en la muestra de B1 y bo es un valor deintercepto asociado exclusivamente con cada índice de sitio en particular.
Por definición cuando t es igual a to en esta ecuación Hd debe ser igual al
índice de sitio de modo que:
b0 = Ln S - b1(1/to) ( 3 )
Donde S es el índice de sitio. Sustituyendo en la ecuación 2
obtenemos:
Ln Hd = Ln S + b1 (1/t-1/to)
o
Ln S = Ln Hd - b1(1/t-1/to)
que es la forma utilizada para estimar índice de sitio a partir de valores
conocidos de altura y edad (Clutter et al, 1983)
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Modelos más complejos como la función de Chapman-Richards se puede
utilizar para ajustar los datos altura-edad:
ß0(1-e (-ß1t)) (1-ß2) ^-1 ( 4 )
se asume que la asíntota ß0 está relacionada con el S= ß0(1-e-ß1t) (1-ß2) -̂1
Lo cual permite construir la ecuación de índice de sitio.
S = Hd((1-exp(-ß1t0)/(1-exp(-ß1t)) (1-ß2) ^-1 ( 5 )
(González et al, 1994)
2 .2 ECUACIONES DE CRECIMIENTO
En los trópicos el crecimiento de los árboles y el desarrollo de los rodales es
generalmente mayor y más rápido que bajo condiciones templadas. Por lo
tanto es importante entender los factores disponibles para el investigador
que influyen en el desarrollo del rodal, para así modificar la calidad y
cantidad de madera producida (Evans, 1986)
Las ecuaciones de crecimiento describen el cambio en tamaño de un
organismo o de una población con respecto a la edad. El crecimiento
biológico es la respuesta a numerosos o complejos procesos que parecen
relativamente simples, particularmente para los árboles. Al combinar más y
más árboles similares, el incremento en su tamaño sigue una curva
sigmoidal, que al comienzo es cóncava hacia arriba y más tarde se vuelve
convexa. Aunque el crecimiento corresponde a las tendencias y
fluctuaciones medioambientales, este patrón a largo plazo permanece
sorprendentemente estable (Zeide, 1993).
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El objetivo principal de los modelos de crecimiento es predecir, en última
instancia las tasas de crecimiento de diámetro, en área basal y en volumen,
y como producto de ello el número de árboles por unidad de área.
Constantemente los cambios en diámetro normal y en altura de los árboles
se miden y se usan para poder calcular y predecir los cambios en el
volumen y en el área basal (Galeano, 1991).
2 .3 S ELECCIÓN DE RODALES S EMILLEROS
La mayoría de los programas de reforestación en Colombia están basados
inicialmente en fuentes tradicionales de producción de semilla, a saber:
árboles semilleros, plantaciones s eleccionadas, rodales semilleros y huertos
semilleros. Los árboles semilleros son una fuente muy utilizada en
programas jóvenes o para especies que por su baja tasa de plantación
anual, no ameritan esfuerzos mayores. Consiste en seleccionar y marcar
árboles sobresalientes en el bosque natural o en plantaciones, y colectar su
semilla para el posterior establecimiento de plantaciones. Debe tenerse
presente que la selección está basada en el árbol madre únicamente, por lo
que no hay control sobre los progenitores masculinos. El uso adecuado de
esta estrategia requiere el cumplimiento de dos requisitos fundamentales:
1. Recolectar la semilla de por lo menos 15 árboles, con lo que se garantiza
un mínimo de variabilidad genética y se reducen los riesgos de endogamia
en futuras generaciones.
2. Una selección estricta de los árboles semilleros y utilizar únicamente
aquellos que cumplan con todos los requisitos preestablecidos, los cuales
dependen de la naturaleza de la especie y de los objetivos de la plantación
(Marín, 2000).
Las plantaciones seleccionadas son equivalentes a rodales con
características superiores al promedio dentro de la misma zona ecológica,
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ubicados en plantaciones o en el bosque natural. Estas áreas deben ser
como mínimo de una hectárea, con un mínimo de 75 árboles (Marín, 2000).
Por su parte, los rodales semilleros son una de las fuentes de semillas más
utilizadas en el mundo, se seleccionan en plantaciones o rodales naturales
por poseer características superiores al promedio dentro de la zona ecológica
en cuestión; su establecimiento y manejo se fundamentan en la remoción
de individuos inferiores y en la adopción de medidas para reducir la
contaminación con polen de árboles inferiores. Debe tener un área mínima
de una hectárea y un número de árboles tal que permita obtener 75 a 150árboles por hectárea adecuados para la producción de semilla. Los mejores
rodales se desarrollan a partir de plantaciones, debido a que son de la
misma edad, y han estado sometidos a condiciones climáticas y de manejo
similar; su única condición es el conocimiento de su base genética, para
evitar la selección de aquellos rodales que descienden de pocos árboles
(Marín, 2000).
Para seleccionar rodales es necesario conjugar los siguientes parámetrosfenotípicos:
? Uniformidad. — Es el parámetro más representativo para la producción
de semillas forestales. Las provenientes de ambientes heterogéneos
generalmente no prometen exitosas reforestaciones. Se deben seleccionar
los rodales más homogéneos, evitando aquellos que presenten diversidad de
edades y comportamiento en general.
? Productividad volumétrica.
? Sanidad. — Se escogen rodales que no presenten ataques de plagas oenfermedades. Es decir, cuando se encuentran árboles sanos en zonas
donde hay presencia de plagas o enfermedades, se puede asumir cierta
resistencia natural de esos arboles, y por lo tanto de su descendencia.
? Forma. — Se evalúa la rectitud del fuste, la tendencia a la bifurcación o
torceduras, el grosor y longitud de ramas y la forma.
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? Edad . — Se prefiere la recolección a partir de árboles maduros. No
obstante, se ha determinado que el germen proveniente de poblaciones muy
jóvenes tiene incidencia únicamente en el bajo porcentaje de germinación y
no en la baja calidad de la semilla. Se prefieren árboles que por lo menos
hayan tenido una floración anterior.
? Producción de semillas. — Debe ser abundante y de calidad conveniente.
? Aislamiento. — Los rodales de colecta deberán estar lo suficientemente
aislados de masas forestales inferiores evitando así la polinización de estos
vegetales adyacentes. La separación depende de cada especie y del hábito de
reproducción.? Resistencia natural. — A condiciones ambientales tales como heladas,
viento y sequías (véase Sanidad) (Trujillo, 198?).
Los huertos semilleros se plantan con la finalidad de obtener semilla de la
más alta calidad, es decir, semilla mejorada, normalmente están
conformados a partir de semillas (huerto semillero de plántulas), o de las
yemas (huerto semillero clonal), de 30 a 70 árboles fenotípicamente
superiores, más conocidos como “árboles plus”. Los huertos deben tener unmanejo intensivo pues la semilla es de alto valor (Marín, 2000).
2 .4 MUES TR EO DE LA CAIDA DE LA HOJ ARAS CA
La cubierta forestal es la característica más distintiva de los suelos
forestales y contribuye considerablemente con sus propiedades. El término
de cubierta forestal se utiliza por lo general para designar a toda la materia
orgánica, entre ella la hojarasca y las capas de materiales orgánicos en
descomposición que descansan sobre la superficie del suelo mineral. La
cubierta forestal no es solo una fuente de alimentación, sino que constituye
el hábitat para muchos tipos de microflora y fauna; además las continuas
adiciones de hojarasca a la cubierta constituyen un fondo de nutrientes
revueltos, sobre todo de nitrógeno, fósforo y azufre, para las plantas
superiores (Pritchett, 1986).
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El ciclo biogeoquímico de la materia orgánica y elementos minerales juega
un papel importante en las relaciones entre suelo, vegetación y medio
ambiente circundante, constituyendo por sí mismo uno de los fenómenos
ecológicos esenciales en las biocenosis naturales y, en particular, en
ecosistemas forestales (Rapp, 1969 citado por I. Santa Regina & J.F
Gallardo).
Las capas de hojarasca en los bosques aíslan físicamente las superficies (de
temperatura y humedad extremas), además de ofrecer una protecciónmecánica contra el impacto de la lluvia contra la erosión, y para aumentar
la infiltración de agua (Wooldridge, 1970 citado por Pritchett, 1986).
El retorno anual de materia orgánica y bioelementos al suelo, asociados bajo
la forma de hojarasca, es uno de los condicionantes importantes en la
renovación en el seno del ecosistema forestal, por lo que puede servir de
parámetro para su caracterización (Lemeé, G., & Bichaut, N., 1971 citado
por Santa Regina & Gallardo)
En general, la hojarasca se define como la materia orgánica que reposa en
la superficie del suelo (Stevenson & Elliot 1989). La cuantificación se
expresa con base en el peso seco al horno en gm -2a-1, Mgha-1a-1 o tha-1a-1 con
límite de confianza del 95% (Stevenson & Elliot 1989, Anderson & Ingram
1993).
2.5 PROPIEDADES QUÍMICAS Y FÍSICAS DEL SUELO
2.5.1 Propiedades Químicas
Acidez Del Suelo
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El método más común para expresar el grado de acidez del suelo es el pH.
Originalmente se concibió como el logaritmo del recíproco de la
concentración de iones de hidrógeno (H+) y posteriormente como su
actividad:
pHAH
= −+
log1
( 6 )
En donde A H
+ es la actividad del ion de hidrógeno en moles por litro. Por
tanto, cuanto mayor sea la actividad del ion de hidrógeno (más ácida la
solución), menor será el valor en la escala de pH. La mayor parte de los
suelos forestales están en una escala de pH entre 3.5 a 6.5
aproximadamente, debido a la liberación de ácidos orgánicos durante la
descomposición de la capa de hojarasca y la consiguiente lixiviación de las
bases del suelo mineral superficial (Pritchett, 1986).
El método más exacto para medir la acidez del suelo es con un medidor delpH. Este es un método electrónico donde la concentración de iones de
hidrógeno de la solución del suelo se equilibra contra un electrodo de
hidrógeno estándar (Pritchett, 1986).
Capacidad de Intercambio Catiónico
La capacidad de los suelos para retener los iones nutritivos en una forma
disponible para el uso de las plantas es de especial importancia para losbosques que crecen sobre arenas y en otros suelos con reservas de
nutrientes excesivamente bajas. Este fenómeno, llamado intercambio iónico,
es un proceso reversible mediante el cual tanto los cationes como los
aniones se intercambian entre las fases liquida y sólida del suelo. El
intercambio catiónico es de gran importancia para los suelos debido a que la
mayor parte de los minerales esenciales son absorbidos por las plantas en
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forma de cationes como el calcio, magnesio, potasio, amonio, sodio,
aluminio, hierro e hidrógeno. La carga negativa que se desarrolla en los
coloides orgánicos y minerales puede neutralizarse por cationes atraídos a la
superficie de estos coloides. La cantidad de cationes atraída de esta
manera, expresada en forma de Cmol (+)/Kg suelo, se llama capacidad de
intercambio catiónico. El grado en que todos los sitios de intercambio del
suelo son ocupados por bases, como el calcio, el magnesio, el potasio y el
sodio, se llama porcentaje de saturación de bases. La mayor parte de los
suelos forestales poseen un grado muy bajo de saturación de bases, pero
esto depende enormemente del clima, del material parental y de lavegetación (Pritchett, 1986).
Nitrógeno
El elemento nitrógeno constituye aproximadamente el 78% de la atmósfera,
pero en estado gaseoso no está disponible para las plantas superiores.
Solamente mediante la fijación de nitrógeno por parte de los
microorganismos del suelo y por medio de las descargas eléctricas, una
pequeña parte de esta reserva queda disponible. Se acumula en los suelosen forma de residuos vegetales y animales, y sobre cada lugar se establece
una especie de equilibrio entre la tasa de acumulación y de descomposición
en períodos largos. La cantidad de materia orgánica y nitrógeno en el suelo
en un momento determinado, depende de muchos factores climáticos y
edáficos así como de las perturbaciones naturales y humanas que influyen
en la relación entre adiciones vegetales y animales y la tasa de
descomposición (Pritchett, 1986).
Fósforo
El fósforo es un elemento esencial para los procesos de transferencia de
energía, se deriva principalmente de los fosfatos de calcio y de los fosfatos de
hierro y aluminio que se hallan en el suelo, también está presente en la
materia orgánica (Pritchett, 1986).
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La disponibilidad de fósforo inorgánico para los árboles depende
principalmente de: 1. La acidez del suelo y sus efectos sobre la solubilidad
del hierro, aluminio y el magnesio, que forman precipitados insolubles en
suelo muy ácidos, 2. La disponibilidad de calcio, que puede reaccionar con
el fósforo para reducir su solubilidad en suelos menos ácidos y; 3. La
actividad de los microorganismos que controlan el promedio y la cantidad de
descomposición de la materia orgánica. Las raíces de los árboles poseen
asociaciones micorrizales que aumentan la capacidad de estos árboles para
utilizar las formas menos disponibles de fosfatos en los suelos (Pritchett,1986).
Potasio
El potasio, a diferencia del nitrógeno, el fósforo y otros diversos elementos,
al parecer no forma parte integral del protoplasma o de otros elementos de
las plantas, es más bien un catalizador importante en las funciones
fisiológicas. El potasio parece existir de manera abundante en la mayor
parte de los suelos forestales. El elemento se deriva en primer lugar de losfeldespatos y las micas y existe en los suelos formando compuestos
inorgánicos (Pritchett, 1986).
Calcio, magnesio y Azufre
Estos elementos los consumen las plantas en cantidades relativamente
grandes, pero normalmente se hallan en los suelos en cantidades suficientes
para el buen desarrollo de las mismas. Son pocos los casos de deficienciasverdaderas en los bosques que se han nombrado en obras especializadas,
pero esto puede ser resultado de la poca información disponible (Pritchett,
1986).
Materia orgánica
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La materia orgánica constituye una parte integral de cada suelo, que afecta
sus condiciones físicas y químicas. Todas las sustancias orgánicas en el
suelo, vivas o muertas, frescas o descompuestas, simples o complejas, son
parte de la materia orgánica del suelo. Esta incluye las raíces, residuos de
plantas y animales en todos los estados de descomposición, humus,
microorganismos, y cualquier compuesto orgánico. El humus es la materia
orgánica del suelo,, realmente activa, coloidal, de colores oscuros, que tiene
propiedades físicas y químicas bien definidas y que no está sometida a una
tasa de descomposición tan alta como la de los residuos (Montenegro y
Malagón, 1990).
La materia orgánica cumple varias funciones en el suelo, la mayoría
beneficiosas para la producción y la conservación de los suelos. Todas sus
funciones se encuentran interrelacionadas: Es una fuente de alimento y
energía para los microorganismos; aporta nutrimentos para la nutrición
vegetal a través de su propia descomposición y de la capacidad de
intercambio del humus; provee el material necesario para la formación y
estabilización de agregados del suelo; mejora la retención del agua y lacapacidad de conducción de la misma; y, es un factor de ayuda en el control
de la escorrentía superficial (Montenegro y Malagón, 1990).
2.5.2 Propiedades Físicas
Textura
El término textura hace referencia a la proporción relativa en que seencuentran, en una masa de suelo, varios grupos de granos individuales
asociados por tamaño. Se refiere específicamente a las proporciones
relativas de las partículas o fracciones de arena, limo y arcilla (Montenegro
y Malagón, 1990).
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La importancia del estudio de la textura radica en el papel que ésta juega en
la cantidad de agua que puede almacenar un suelo, su movimiento a través
del perfil y en la facilidad de abastecimiento de nutrientes y aire
(Montenegro y Malagón, 1990).
Estructura
Pritchett (1986) la define como la disposición espacial de las partículas
libres del suelo. Así mismo Urquiaga (1988, citado por Gómez, 1999), afirma
que la estructura del suelo corresponde a un arreglo de las partículasprimarias del suelo (arena, limo, arcilla), incluyendo cascajo fino, formando
partículas secundarias (agregados) y el arreglo de éstas últimas, de tal forma
que las propiedades del conjunto, son diferentes a la misma masa de
partículas primarias no agregadas y las caracte rísticas del suelo tales como
la circulación del agua, la aireación, la densidad aparente y la porosidad
están influenciadas notablemente por esta disposición.
Las alteraciones mecánicas a menudo afectan la condición física de un suelosuperficial, como resultado de la modificación de su estructura por medio de
la compactación y el encharcamiento. Los efectos directos afectan los
sistemas aire-agua del suelo y las propiedades de dureza del suelo que
afectan la penetración de las raíces (Pritchett, 1986). La inestabilidad en la
estructura del suelo se puede originar por causas naturales y especialmente
por el uso y manejo de él (Gómez, 1999). Hudson (1982; citado por Gómez,
1999), afirma que la erosión del suelo es un trabajo equivalente a un gasto
de energía, con manifestación en la desintegración del suelo, en ladispersión de partículas, en la turbulencia del flujo superficial y en el
transporte de partículas.
Densidad aparente
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La densidad aparente, es la relación del peso de un volumen dado de suelo
no alterado con el peso de un volumen igual de agua. Los suelos que tienen
alto contenido de materia orgánica tienen menores densidades aparentes
que los suelos bajos en este componente (Pritchett, 1986).
La densidad aparente de un suelo es un estimativo del grado de
compactación del suelo y de su contenido de materia orgánica, por lo que se
ha tenido como parámetro para estimar el grado de deterioro del ambiente
físico del suelo, teniendo en cuenta que a medida que aumenta su valor se
está produciendo una degradación de la estructura del suelo, bien sea porcompactación o por pérdida de materia orgánica. Teniendo en cuenta la
textura, Cortés y Malagón (1984) consideran, como valores altos para la
densidad aparente, los superiores a 1.3 Mg/m³, con texturas finas; mayores
a 1.4 Mg/m³, con texturas medias y mayores a 1 Mg/m³, con texturas
gruesas.
2 .6 FLUJ O DE NUTR IENTES
Una de las características únicas de la mayor parte de los ecosistemas
forestales es el desarrollo de una cubierta forestal distinta que resulta del
retorno periódico a través de la caída de las hojas, ramas, corteza, frutos y,
a veces, árboles completos. Esta caída de hojarasca contiene una gran
proporción de los nutrientes extraídos del suelo por los árboles, con solo un
porcentaje relativamente pequeño retenido por la biomasa en crecimiento. A
su vez, los residuos vegetales sobre el suelo se descomponen liberando los
minerales para reutilizarlos en el bosque en desarrollo (Pritchett, 1986).
La transferencia de minerales hacia dentro y hacia fuera del suelo entre las
diferentes partes donde se concentran los nutrientes es un proceso continuo
y puede medirse según una base diaria, estacional o anual (Pritchett,
1986). Remezov (1959, citado por Pritchett, 1986) reconoció dos ciclos
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principales de nutrientes en los ecosistemas forestales: 1. Un sistema
geoquímico externo y 2. Un ciclo biológico interno. El primero es un
sistema abierto que se refiere a la relación importación – exportación de
nutrientes en el ecosistema, en tanto que el último es un sistema cerrado,
ya que incluye los intercambios planta - suelo de los nutrientes.
Ciclos Geoquímicos De Los Nutrientes
Los ciclos geoquímicos suponen la transferencia de elementos minerales
entre el interior y el exterior del ecosistema. Estos ciclos toman elementosde fuentes como el polvo y la precipitación pluvial, la intemperización de la
roca madre, la fijación biológica del nitrógeno y la fertilización; en tanto que
las salidas incluyen la lixiviación y las pérdidas por erosión hídrica, las
pérdidas por volatilización que ocurren en los incendios y en la
desnitrificación, así como por eliminación en las cosechas. Las cantidades
de nutrientes ganados o perdidos anualmente por un ecosistema están
influenciadas por factores tales como las propiedades del suelo, las
condiciones climáticas, el tipo de vegetación y la ubicación del ecosistema enrelación con el mar. Estos flujos tienden a alcanzar un equilibrio en un
bosque maduro, a menos que sea perturbado por el hombre o por la
naturaleza (Pritchett, 1986).
Ciclos Biológicos De Los Nutrientes
Los ciclos biológicos suponen la transferencia de nutrientes entre el suelo dela cubierta forestal y las comunicaciones asociadas de plantas y animales.
En los ecosistemas forestales esto puede incluir también la circulación
interna de nutrientes a través de los órganos internos del árbol. Los
principales pasos dentro de los ciclos cerrados son: captación, retención,
restitución y transferencias internas (Pritchett, 1986).
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La acumulación anual neta puede considerarse como la diferencia entre la
absorción de nutrientes total y la que se devuelve al suelo en forma de raíces
muertas, hojarasca y lavados del follaje. Como la acumulación de
nutrientes sigue por lo general a la expansión de la biomasa, aumenta de
manera lineal o exponencial durante los períodos de crecimiento inicial
rápido, y a un ritmo decreciente cuando el bosque alcanza la madurez. En
las etapas iniciales del crecimiento, la mayor parte de los nutrientes está
localizado en el follaje. La proporción de nutrientes acumulados en los
diferentes órganos del árbol varía según la especie, las prácticas de manejo
y la edad del bosque (Pritchett, 1986).
Los ciclos de todos los elementos nutritivos pueden ser clasificados en dos
grupos diferentes (Deevey, 1970, citado por Jordan, 1985). En el primero
los elementos nutritivos ocurren en una forma volátil durante parte del
ciclo, el nitrógeno y el azufre son dos elementos que siguen este modelo. El
carbono, el hidrógeno, y el oxigeno, los cuales son los mayores constructores
del protoplasma, también ocurren en una forma volátil durante parte de sus
ciclos (Jordan, 1985).
Factores Que Controlan El Ciclo De Nutrientes
Temperatura
Un factor importante responsable de las diferencias en el ciclo de nutrientes
entre los bosques tropicales y los bosques templados es la temperatura. Los
nutrientes que retornan al suelo por medio de la hojarasca son solubilizadosa través de la acción de los descomponedores, debido a las altas
temperaturas todo el año, los bosques húmedos de tierras bajas tienen el
potencial para continuar la actividad de descomposición. Esto resulta en
una liberación continua de nutrientes y en un alto potencial para la
lixiviación y el reciclaje. Otros procesos microbiológicos importantes en el
ciclo de nutrientes, tal como la nitrificación, también son de pendientes de
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la temperatura y pueden ocurrir todo el año en los trópicos húmedos
(Jordan, 1985).
Interacciones entre humedad y temperatura
Las altas temperaturas durante todo el año podrían no resultar en
producción y descomposición continua, si ocurren sequías estacionales. El
impacto sobre estos procesos depende de la longitud y severidad de la
estación seca. En muchas regiones tropicales hay una estación seca
definida, mientras en otras, la estación seca puede ser de sólo unas cuantassemanas cuando el promedio de lluvia semanal decrece ligeramente. En las
áreas menos estacionales de los bosques húmedos siempreverdes, la
producción ocurre todo el año. Donde la longitud de la estación seca es más
larga o muy poca o ninguna lluvia ocurre durante el período seco, los
bosques deciduos y la vegetación de sabana aparece. Durante la estación
seca el crecimiento disminuye, la descomposición es también más lenta,
pero el fuego puede tomar el lugar de los organismos descomponedores y
liberar nutrientes de la capa de hojarasca al suelo (Jordan, 1985).
La temperatura, la precipitación, y su estacionalidad controlan el ciclo de
nutrientes a través de la regulación de factores biót icos como la producción
y la descomposición. Debido a que estos procesos son continuos durante
todo el año en los trópicos húmedos, las tasas anuales de la actividad
biológica son más altas que en otras regiones del mundo. Tasas altas de la
actividad biológica resultan en una mayor toma de nutrientes por los
organismos productores y consumidores y en altas tasas de liberación porlos descomponedores, también conducen a un mayor potencial de lavado de
nutrientes y meteorización del material parental. Aunque el potencial para
la pérdida de nutrientes es alta en los trópicos húmedos, las pérdidas reales
de ecosistemas intactos a menudo es baja y en muchos casos, las pérdidas
de nutrientes aparentemente no limitan la productividad primaria (Jordan,
1985).
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2 .7 OFERTA DENDROENERGÉTICA
Autores como Arnold & Jongma (1978), Noronha (1981) muestran como
para las comunidades pobres de los países en desarrollo, la madera suele
ser la principal fuente de energía para: calefacción, cocción de los
alimentos, elaboración de productos agropecuarios y el funcionamiento de
las industrias locales, y con el aumento de la población hay una creciente
presión sobre los bosques para la leña. Se estima que en estos países el
86% de toda la madera consumida anualmente se emplea comocombustible.
Muchos países en desarrollo dependen considerablemente de fuentes de
energía no tradicionales, como la leña, el carbón, los residuos agrícolas y el
estiércol de los animales. Para el Banco Mundial (1980, citado por Herrán &
Jiménez, 1997), en los países más pobres, estas fuentes pueden llegar a
suministrar entre la mitad y tres cuartas partes de la energía utilizada,
revistiendo especial importancia en las zonas rurales y entre los pobres de
las zonas urbanas, incluso en aquellos países de ingresos medianos.
Relacionando el poder energético de la madera y otros combustibles no
comerciales se ha estimado que la energía proveniente de excrementos de
animales representa aproximadamente un 13% de la proveniente de la
madera como combustible, y que la energía obtenida de los residuos
agrícolas es igual a un 16% de la producida con los excrementos animales
(Earl, 1975; citado por Arnold & Jongma, 1978).
Según Arnold & Jongma (1978), las necesidades de energía doméstica
varían con el clima, el número de miembros en la familia y las costumbres
culinarias, y en general se estima una necesidad per cápita anual de leña
seca entre 0.5 m3 (para cocinar en tierras bajas tropicales) y 2 m3 (para
cocinar y como calefacción en tierras altas frías).
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En las zonas rurales de América Latina, en general, no se encontró una
correlación entre el consumo de leña y el crecimiento de la renta (ingreso);
dado que el consumo de leña queda fuera de la economía monetaria; sin
embargo para las zonas urbanas puede encontrarse cierto uso de madera
como combustible (Arnold & Jongma, 1978).
Dado que la leña y el carbón vegetal son de suma importancia en los países
en desarrollo, Zobel (1980, citado por Herrán y Jiménez, 1997) propone
establecer programas forestales que estén encaminados al manejo extensivode los bosques, donde se incluya la obtención de estos dos productos, ya sea
por plantaciones directas o como subproductos de la producción forestal
destinada a otros productos.
Por otra parte Arnold & Jongma (1978) afirman que la producción de leña
exige una atenta selección de las especies y la elaboración de técnicas de
forestación adaptadas a las condiciones del lugar. El criterio primario para
la elección de especies como fuentes de energía es su producción de materiaseca por hectárea/año. Las mejores especies de leña pueden ser muy
diferentes de las mejores especies para producir madera aserrada o postes.
Además para elevar al máximo la producción de materia seca, suele
requerirse un método totalmente diferente en cuanto a su densidad,
espaciamiento y rotación. En muchas situaciones, otro criterio importante
es probablemente el de la obtención simultánea de otros productos, como
postes para construcción, forraje, aceites, frutos, entre otros; o conseguir
otros beneficios como sombra, abrigo, etc.
El carácter renovable del bosque ofrece potencial para una producción
sostenida de madera como combustible, siempre que se introduzcan
métodos de corta y de manejo apropiados, antes de que la destrucción sea
irreversible. Muchos proyectos para la ordenación y manejo del recurso han
tenido un enfoque prohibicionista para el control y manejo del recurso y por
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tanto han fracasado; Lo que evidencia la necesidad de métodos más
positivos e imaginativos (Arnold & Jongma, 1978).
Para la e lección de un combustible, bien sea leña o carbón vegetal, se deben
tener en cuenta los siguientes factores: la eficacia del costo de un
combustible, la disponibilidad, el precio, la distancia a la que se encuentra
disponible el recurso, la tradición, las preferencias personales, el modo en
que se quema el combustible, el grado de aceptación, el aroma, las
exigencias de la estufa tradicional, dichos factores influyen en los precios de
determinadas clases de leña (Wardle & Palmieri, 1981, citados por Herrán& Jiménez, 1997)
Algunos partidarios de quemar leña sostienen que en la producción de
carbón vegetal se derrocha mucha energía, pero otros sustentan que esta
afirmación no tiene en cuenta que el rendimiento energético del carbón
vegetal es mucho mayor que el del mismo peso de leña. (Herrán & Jiménez,
1997)
Arnold & Jongma (1978) reportan que hay cierta localidad para el
abastecimiento de leña ya que su rendimiento calórico en relación con su
peso raras veces puede cubrir el costo del transporte, salvo en pequeñas
distancias; en consecuencia, hay una presión creciente sobre la vegetación
boscosa y leñosa cerca de los centros poblados y de las actividades de
transformación que emplean la madera como combustible. Sin embargo
agregan, que como se pierde del 30 al 50% del valor calorífico de la madera
durante su transformación en carbón, quizás sea más eficiente emplearleña, si es posible transportarla a poca distancia y a bajo costo. Aunque
también aseguran que hay muchos factores que contribuyen a la utilización
del carbón vegetal sobre la leña, como: no producir humo, sus
característicos de combustión, el sabor que da a los alimentos, la facilidad
de almacenamiento y la sencillez de las cocinas, que hacen posible comprar
el combustible con un bajo desembolso monetario.
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Keita (1987) reporta que el valor calorífico de la leña es generalmente de
3500 Kcal/Kg cuando está verde, la leña seca puede dar de 4500 a 4770
Kcal/Kg y en el caso del carbón vegetal es de 7500 Kcal/Kg, con pequeñas
variaciones. A los productos petrolíferos se asigna un valor medio de 10000
Kcal/l. Además afirma que en el uso de estos combustibles solo se utiliza
efectivamente una parte de la energía total del combustible, esa parte útil de
la energía se denomina rendimiento termoenergético, y se expresa como un
porcentaje de la energía total disponible en un kilogramo de materia prima.
El rendimiento térmico de la madera es en promedio del 8% mientras que eldel carbón vegetal es del 23 al 28%.
TABLA 1. Rendimiento térmico de diferentes combustibles.
COMBUSTIBLE PCSKcal/Kg
EQUIVALENTEKwh/Kg
RENDIMIENTO TÉRMICO%
Madera 4300 4998 2 - 26Carbón Vegetal 7800 9048 28 -35
Petróleo 12000 13920 50
Gas 12000 13920 60
Tomado de Chauvin, (1981), citado por Alvarez & Velásquez, (1985)
Horta Nogueira et al (1998), proponen una clasificación de combustibles
leñosos que se apoya en el reconocimiento del lugar básico en el que se
produce la biomasa. Estas definiciones se ofrecen para el uso de
organizaciones interesadas en la compilación, la comparación y la
presentación de datos bioenergéticos.
TABLA 2. Propuesta de clasificación de los combustibles leñosos
COMBUSTIBLES FORESTALES DEFINICIÓNCombustibles forestales directos Madera usada directa o indirectamente como leña,
destinada a producir energía.Combustibles forestales indirectos Combustibles biológicos principalmente sólidos
derivados de las actividades de procesamiento de la
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madera.Combustibles forestales recuperados Madera usada directa o indirectamente como leña,
obtenida de actividades socioeconómicas ajenas alsector forestal (v.g. briquetas).Combustibles derivados de lamadera
Combustibles biológicos principalmente líquidos ygaseosos producidos en actividades forestales y enla industria maderera.
Fuente: Horta Nogueira et al (1998).
Poder Calorífico
Serway, (1993) define la capacidad calorífica, (C), de cualquier sustancia
como la cantidad de energía calorífica que se requiere para elevar latemperatura de la sustancia en un grado Celsius.
2 .8 ÍNDICE DE ÁRE A FOLIAR
El máximo aprovechamiento de la energía luminosa constituye la base
fisiológica para el alto rendimiento de un cultivo. Esto depende
fundamentalmente de la capacidad fotosintética o productividad del campo
cultivado. Diversos estudios muestran que la capacidad o eficiencia
fotosintética de un cultivo depende principalmente de su índice de área
foliar (IAF), o sea de la relación entre la superficie foliar y la del terreno
ocupado por la planta. Así, un índice de 3 indica que en una hectárea de
terreno hay tres de superficie foliar. Durante la etapa inicial del crecimiento
de la planta, debido al pequeño desarrollo del área foliar, la productividad
también aumenta hasta alcanzar un valor máximo. Con posteriores
aumentos en el IAF, ésta decae pudiendo reducirse a cero si el desarrollo
foliar fuera excesivo. Esta disminución en la capacidad fotosintética al
pasar el IAF de cierto valor óptimo es consecuencia del excesivo
autosombreamiento de las hojas, cuyas intensidades fotosintéticas bajan en
relación con la disminución de la luz (CENICAFÉ, 1962).
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3. METODOLOGÍA
3 .1 ÍNDICE DE S ITIO
El método directo seleccionado para evaluar el potencial del sitio en
Acacia mangium es el que se estima con los datos de la altura del rodal,
pues se reconoce que la altura es la variable que depende en menor grado
del nivel de ocupación del sitio y de las prácticas culturales, y en
consecuencia, la que mejor describe el potencial de producción. En
este sentido, una altura promedio debe especificarse delimitando la
subpoblación de árboles más adecuada tanto desde el punto de vista de la
validez de la variable como indicadora de la calidad del sitio, como de
la objetividad que representa para la determinación de la muestra y los
costos correspondientes, que generalmente se propone como un número
que oscila entre los 100 y 250 árboles dominantes por hectárea (González
et al, 1994).
La determinación del índice de sitio se realizó de acuerdo al método de lacurva guía propuesto por Clutter et al. (1983) y González et al. (1994),
debido a que sólo se podrá tener acceso a una sola medición de las
parcelas, utilizando un modelo tipo Schumacher que relaciona el logaritmo
natural de la altura de dominantes con el inverso de la edad. El
procedimiento empleado fue por medio de una regresión lineal, y el modelo
tipo Schumacher, que más se ajustase a los datos seleccionados.
Ln Hd = βo + β1(1/t) ( 7)
Asumiendo que S = Hd ↔ t = to, se determina que
Ln S = βo + β1(1/to) ( 8 )
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Por medio de igualación y sustitución de ambas ecuaciones, obtenemos la
ecuación de índice de sitio “guía” para construir las curvas de sitio,
asumiendo una edad de referencia igual a 5 años.
Ln S = Ln Hd + b[(1/to)-(1/t)] ( 9 )
3 .2 CRECIMIENTO
Para evaluar el crecimiento en diámetro y área basal en plantaciones deAcacia mangium, se dispuso de datos de 54 árboles en la Frontera 1 y 50 en
la frontera 2, sitios en los que se hizo una primera medición en enero de
1999 y una segunda el 10 de marzo del 2000. No se realizaron ecuaciones
de crecimiento en altura debido a que en la segunda medición no se estimó.
Para ello se utilizaron varios modelos como el de von Bertalanffy, el cual
emplea el principio de alometría para describir tasas instantáneas de
crecimiento. Dicho modelo tiene en cuenta que el crecimiento de un
individuo de una especie determinada dentro de un bosque o plantación
está sujeto a múltiples parámetros que por su acción, determinan la vida de
éste. Tales parámetros son tan importantes que no existe una jerarquía
clara a la hora de medir la influencia que tienen sobre el proceso, pero bien
podrían clasificarse en factores inherentes al individuo como tal (o
endógenos) y factores externos (o exógenos) no concernientes a la naturaleza
del mismo. Para algunos autores los factores endógenos recogen de alguna
manera las consecuencias de los factores exógenos y por eso se describe su
acción sobre el crecimiento como catabolismo y anabolismo.
Para determinar el crecimiento se emplearon los siguientes modelos:
1. dg/dt = β0(tβ1) Sβ2 Gβ3 ( 10 )
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2. Log dg/dt = β0 + β1(G ) 0.5 ( 11 )
Donde,
G: Área basal en m²
t: edad en meses
dg/dt: incremento en área basal
β0, β1 y β2: constantes
3. dw/dt = η(w)α - γ w α < 1 ( 12 )
El modelo de von Bertalanffy no se trabajó con asíntota desconocida debido
a las grandes sobreestimaciones en que se incurren debido a que en la
muestra no se encontraban representados organismos de las mayores
dimensiones de la especie (Del Valle, 1998), por lo que se trabajó con una
asíntota conocida, valor que se obtuvo de registros de investigaciones del
CATIE (1992) en Costa Rica., donde se reporta que el individuo de mayor
talla registrada es de 90 cm. Las variables para este modelo se muestran a
continuación
dw/dt = η(w)α - γ w α < 1 ( 13 )
Donde: dw/dt: tasa de crecimiento orgánico,
η: constante de proporcionalidad anabólica,
γ : constante de proporcionalidad catábolica,
α: constante alométrica del anabolismo.
La variable tiempo o edad (t) resulta de la integración de la anterior
ecuación. Si se establece que w = w0 cuando t = t0, se tiene que
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w = ( ) α−−−− 11
)(0 e1t t k
c A ( 14 )
Donde: A = (η/γ )1/(1-α) asíntota de la talla o peso del organismo,
k = (1-α)γ ,
c = 1 – (w0 /A)1- α,
t ≥ 0 es la edad asociada con cada w,
t0 = edad en w0.
La estimación de la asíntota puede provocar sobre o subestimaciones. En
estas situaciones se recomienda medir el individuo de mayor peso o talla y
proceder así:
dw/dt = η(wα - A(α -1) w) ( 15 )
La estimación se hizo para diámetro y área basal. Los incrementos de área
basal con la formula:
dg/dt = (π/4) (Dfinal2 – D2). ( 16 )
Donde: dg/dt: tasa de crecimiento del área basal en cm²/año,
D: diámetro de la marca de clase en cm,
Dfinal: diámetro en el final del periodo de crecimiento (D +
Crecimiento) correspondiente a cada clase diamétrica, en
cm.dg/dt
= β0 (G)
β1
- β2 G α < 1
Con el modelo seleccionado para el incremento en área basal y d iámetro sé
graficó dicho incremento contra el área basal y diámetro respectivo con el fin
de apreciar de una mejor manera los valores reales y los valores estimados.
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3.3 RENDIMIENTO
Para estimar los modelos de rendimiento corriente para el área basal y el
volumen total se utilizaron modelos explícitos tipo Schumacher, que
involucran el logaritmo de alguna medida de producción del rodal, como
variable dependiente y el inverso de la edad como variable predictora,
Clutter et al (1983) propone introducir una modificación al modelo original
involucrando variables consistentes en funciones de alguna medida de la
calidad del sitio y/o densidad del rodal, esto con el fin de introducir algunos
criterios biológicos que permitan construir modelos de rendimiento mas
próximos a las teorías del crecimiento aprobadas hasta ahora.
Los modelos se seleccionaron con base en parámetros estadísticos como
coeficiente de correlación, pruebas de t para los coeficientes, prueba de F
para la regresión y análisis de los gráficos de residuales y teniendo en
cuenta criterios biológicos para determinar la coherencia del modelo.
Con los modelos seleccionados para estimar el rendimiento corriente para el
área basal y el volumen total se estimaron los modelos para predecir el
rendimiento futuro de las variables de interés para el ordenador forestal, el
procedimiento desarrollado es el propuesto por Clutter et al (1983) y
González (1988) los cuales plantean la posibilidad de derivar el modelo de
rendimiento corriente con respecto a la edad para obtener la ecuación que
expresa el crecimiento corriente y luego por integración de la anterior
conseguir la ecuación para el rendimiento futuro, ésta debe ser clara y
concreta pues en ella se basa gran parte del manejo de los bosques
coetáneos.
Según Clutter et al (1983) los modelos de rendimiento futuro obtenidos por
medio de modelos tipo Schumacher presentan las siguientes características
deseables:
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1. Como t2 estima a t1, lnG2 aproxima lnG1. Un modelo de proyección
faltando esta propiedad es ilógico.
2. Como t2 estima 8 , lnG2 aproxima β0 + β1Is. Así, el modelo provee una
asíntota superior para el área basal futura y esta asíntota es una
función del índice de sitio.
3. Los valores estimados para el área basal futura no están afectadas por
el número de pasos involucrados en la predicción.
1.4. Incremento Corriente Anual Del Área Basal
Según el planteamiento de Clutter et al (1983) los modelos de rendimiento
tipo Schumacher permiten encontrar la ecuación de crecimiento corriente de
la variable de rendimiento de interés dentro del manejo del bosque, debido a
que la derivada del modelo de rendimiento permite encontrar esta expresión.
Esta ecuación muestra que la rata de crecimiento del área basal está en
función de la edad del rodal y de las variables que se le adicionen al modelo
de rendimiento corriente, en este caso índice de sitio y número de árboles.
Con base en la ecuación obtenida para el crecimiento corriente anual del
área basal sé gráfica el incremento del área basal contra el área basal para
diferentes edades y sitios contrastantes, para determinar cuando ocurre el
máximo y como es su comportamiento de acuerdo a las variables utilizadas
para los modelos.
3 .4 RODALES S EMILLEROS
Como criterio de selección para determinar que rodales podrían ser
candidatos para ser fuente de recolección de semillas, se tuvieron en cuenta
criterios como:
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1. Fuste recto (ausencia de bifurcación)
2. Individuos de alto volumen.
3. Árboles de copa estrecha, y buen desarrollo diamétrico y de altura
4. Individuos con buena poda natural (baja proporción de ramas muertas
en la parte baja de la copa)
Para la selección y caracterización de posibles rodales semilleros, se
consideró importante la experiencia del guardabosques quién conoce
detalladamente las plantaciones. Con base en sus recomendaciones seseleccionaron cuatro sitios donde se observó la presencia de un buen
número de arboles con las características ya mencionadas. En estos
lugares, se establecieron dos parcelas circulares de 250 m², donde a todos
los individuos se les midió el diámetro a la altura del pecho, la altura total,
el diámetro de copa, diámetro de las ramas y ángulo de inserción de las
mismas. Se evaluó la rectitud del fuste por medio de una proyección normal
al suelo, desde la base del árbol. El ángulo de inserción (C1: 0-45º y C2: 45-
90º) de las ramas y la rectitud se evaluaban con un parámetro binario (0,1)(cumple o no cumple). Estas parcelas para rodales semilleros quedaron
localizadas en La Frontera debido a que allí existían las mayores edades.
Finalmente, se evaluaron las diferentes variables para cada árbol de estos
rodales con un criterio de puntaje establecido así:
DAP .................................25 puntos
Altura..............................25 puntos
Rectitud ..........................20 puntos
Diámetro de copa .............10 puntos
Diámetro de ramas ..........10 puntos
Ángulo de ramas ..............10 puntos
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Las características de forma como el DAP, la altura total y la rectitud son de
mucho peso a la hora de seleccionar fuentes semilleras, por lo tanto el
puntaje asignado corresponde al 70% del total, además son variables que
son medibles y no presentan tanta subjetividad como las demás, a las que
se les asignó un menor porcentaje dentro de la calificación del rodal.
Debido a que las plantaciones de Acacia mangium en el Bajo Cauca son de
uso múltiple; se proponen dos tipos de puntaje, uno si el fin es almacenar
CO2 en donde son importantes individuos de gran volumen, copas anchas y
ramas extendidas y otro para la producción de madera para aserrío en la
que interesan árboles de buena forma, alta producción y copas estrechas.
Para las variables cuantitativas se realizó una tabla de frecuencias de 5
clases, con el fin de poder asignar el puntaje, para las variables binarias se
asignaba el puntaje sí sé cumplía con la característica o no.
Tabla 3. Puntajes asignados a las variables cuantitativas, las clases están
numeradas teniendo en cuenta que van aumentando los valores de menor a
mayor.
Clase1 Clase 2 Clase 3 Clase 4 Clase 5DAP, HT 5 10 15 20 25Dcopa (aserrío) 10 8 6 4 2Dcopa (CO2) 2 4 6 8 10
Luego para cada parcela se realizó la sumatoria de los puntajes individuales
3.5 HOJARASCA
Generalmente, la hojarasca se mide usando trampas de tallas variables. El
número, tamaño y forma de las trampas de recolección de la hojarasca
varían según los autores y el estudio que éstos realicen ( TABLA 4). En
general las trampas deben localizarse al azar dentro de parcelas
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moderadamente homogéneas o mediante un modelo de estratificación al
azar en sitios donde existen variaciones topográficas, de suelos o de
vegetación (Stevenson & Elliot 1989, Anderson & Ingram 1993).
En el procedimiento que sugieren Anderson & Ingram (1993) se debe
recolectar cada 2 semanas, o con mas frecuencia, si la hojarasca se
descompone rápidamente o si presenta alto riesgo de contaminación y
consumo.
TABLA 4. Métodos de recolección de hojarasca en bosques tropicales.
Lugar Parcelas Forma y tipo de trampas Observaciones Referencia
Sabah,Malaysia
30parcelascircularesconradio=10m
1 colector de malla de nylonde 0.1mm, con área de 0,7m 2;30 cm encima del piso atadaa 4 tubos de PVC de 70cmenterrados.
Se colectaba 4veces al mes y seagru- paba enmuestrasmensuales. Secadox 7 días a 65º C
Burghouts etal.1991
SanCarlosVenezuel
a
Sitios conoxisoles yespodosole
s
42 colectores plásticos de 32,5cm X 37,7 cm y paredes de 20cm de alto. Pequeño hoyo en
c/esquina para drenar elagua.
Coleccionesmensuales entre1975 y 1980
Jordan 1989
Atherton y Cairs,Australia
Dosparcelas de50 m X100m
30 colectores circulares de0,65 m2 en c/parcela. Aro deacero con 13 mm de espesorde donde se suspende unagasa de fibra de vidrio de 1,8X 1,6 mm sostenido por 4clavijas de acero a 60 cm delsuelo.
Colección semanalpor 5 años. Secadopor 24 horas a 70-80ºC. Clasificaciónpor fracciones yespecies
Stocker et al.1995
Christmas island,OcéanoÍndico
Dos sitioscon cua-drantes de5 m X 5 mescogidosal azar
20 trampas de 0,5 m2 sostenidas a 1,4 m por unaestaca de madera en c/sitio.Un aro de acero sostiene unared cónica de 0,5 m deprofundidad, polyester con 0,6mm X 0,2 mm de malla.
Colección cada 2se-manas en épocase- ca y semanal/en época delluvias du- rante31 meses. Se-cado a 105ºC, 48h.
Green P. 1998
Veracruz,México
5 parcelasde 10 m X10 m. Trampaspor estrati-ficación al
7 cajas de madera de 35 cm X45 cm X 18 cm a 30 cm delsuelo en cada parcela. Elfondo de la trampa es unamalla plástica de 1 mm.
Coleccionesmensua lesdurante 3 años.Separación porespe cies ycomponentes.
Williams-Linera & Tolome 1996
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ficación alazar.
componentes.Secado por 48 h a
70ºC.
Jalisco,México
2 sitios con29 y 65cuadranteselegidos alazar
3 estacas de 1 m de aluminiosostienen un colector cónicode fibra de vidrio, condiámetro 0,5 m, área de0,1963 m2, profundi- dad de0,5 m y malla de 1.4 mm. Lastrampas se ubicaban siempreen la misma esquina.
Las trampas repre-sentan el 0,13%del área total dec/sitio.Colecciones queva- rían en uno odos mesesdurante 5 años
Martínez-Yrízar& Sarukhán1990
Serra do Japi,Brasil
2 tipos debosque enáreas deaprox. 1ha. Trampas alazar.
20 trampas de 1 m X 1 m X0,1 m en c/sitio. Varas demadera sostienen una mallade 1,5 mm a 15 cm del suelo
Colecciones men-suales por 1 año.Secado al aire, se-paración porespecie y secado a105ºC, 48 h.
Morellato1992
Pernambuco,Brasil
3 estratosarbóreos
11 colectores de 1 m X 1 mlocalizados al azar sobre elsuelo
Colección cada 2semanas durante3 años
Sampaio et al.1993
Hawaii 4 sitios, 32parcelas de20 X 20 m
20 trampas de 1 m X 0,5 m Colecciónmensual.Clasificación pores- pecies másabun- dantes y porfracciones
Vitousek et al.1995
PenangislandMalaysia
Se iniciócon 10trampas yseaumentó a80
Marcos de alambre de 1 m X1 m cubierto por una malla de1 mm suspendidas desdeárboles a 30 cm del suelo.
Colecciones men-suales durante 2años. Secado a105ºC hasta pesoconstante
Gong & Ong1983
Fuente: (Herrera, 1999)
FIGURA 1. Trampa de hojarasca
Se debe tener en cuenta que los bosques tropicales presentan una variación
estacional significativa en la caída de hojarasca (Proctor, 1983). Ésta
depende de factores climáticos, fisiológicos, fenológicos, fisiográficos, etc.,
los cuales se deben tener presentes en la frecuencia de recolección, la
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duración del muestreo y el análisis de los datos obtenidos. El número de
trampas necesario para cualquier grado de precisión depende de la
estructura de la copa, el intervalo de recolección y la estación. El período
recomendado es de 3 a 5 años por las diferencias en la caída de hojarasca
entre años (Satoo & Madgwick 1982, Proctor 1983).
Para determinar la cantidad de hojarasca se realizaron varias mediciones.
La primera fue la acumulada (in situ) en un área de 1 m² y la segunda
consistió en dejar trampas en la misma parte donde ésta era recogida,
también con un área de 1 m².
El establecimiento de estas trampas se hizo sistemáticamente, y para su
distribución se tuvo en cuenta el área de cada sitio y con 1 trampa por cada
4 hectáreas, quedando así 10 en Río Rayo 1, 10 en Río Rayo 2, 4 en la
Rinconada, 6 en la Frontera 1 y 8 en la Frontera 2. Con dichas trampas se
hicieron dos recolecciones; la primera al mes de haber dejado las trampas y
la segunda a los dos mes y 15 días de la primera recolección.
Para estimar la biomasa presente en la hojarasca acumulada se tomaron
dos submuestras de 50 gramos de cada una de las muestras recogidas, las
cuales fueron pesadas el mismo día de la recolección y luego llevadas al
hormo a una temperatura de 80º C por dos días; aunque varios autores
elevan dicha temperatura a 105º C (Aussenac et al., 1972, citado por Santa
Regina & Gallardo), no se ha creído conveniente desecar a dicha
temperatura con el objeto de evitar posibles pérdidas de sustancias
orgánicas y minerales susceptibles de consumirse a temperaturassuperiores a 80 º C. Con el peso húmedo y el seco se halló el contenido de
humedad y finalmente la biomasa. Igual procedimiento se realizó con las
trampas, solo que de cada una de ellas se tomó una submuestra de 100
gramos.
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A la hojarasca recolectada la primera vez le fue hallado el porcentaje de
Nitrógeno, Calcio, Magnesio, Potasio y Fósforo presentes en cada una de
las muestras, el cual fue determinado por los Laboratorios de Ecología y
Conservación Ambiental y Bromatología de la Universidad Nacional.
3 .6 PROPIEDADES FÍS ICAS Y QUÍMICAS DEL S UELO
Al 20% de las parcelas se les tomaron muestras de suelo. Se recogieron
para propiedades químicas y físicas 100 g de suelo. Las muestras se
confiaron al Laboratorio de Ecología y Conservación Ambiental de laUniversidad Nacional para los análisis pertinentes.
Para densidad aparente primero se hizo un hoyo cúbico de
aproximadamente 10 cm de lado, se recogió todo el suelo extraído en una
bolsa plástica y se recubrió el hueco con plástico, procurando el mayor
ajuste de este a las paredes de aquel. Se rellenó el hueco con agua, hasta
que la superficie de este quedó a ras con la del terreno y se midió el volumen
de líquido gastado. Se secó el suelo extraído en estufa y luego se calculó ladensidad aparente con la siguiente fórmula:
Da = Ps/V ( 17 )
Donde,
Da: Densidad aparente (Mg/m³)Ps: Peso del suelo seco (Mg)
V: Volumen del hoyo (m³).
Para medir la fertilidad de los suelos se utilizó la tabla propuesta por Ortega
(1987), la cual permite medir la fertilidad natural de los suelos, o sea su
capacidad para suministrar los nutrientes que demandan los cultivos en el
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curso de su normal desarrollo, considerándolos en forma general. La
aplicación de la tabla permite comparar la fertilidad de suelos desarrollados
bajo condiciones ecológicas y propiedades físicas similares.
TABLA 5. Tabla para el cálculo de la fertilidad
PHAgua 1:1
RANGOPUNTAJE
<4.5 >8.5
1
4.5-5.0 7.9-8.4
2
5.1-5.5 7.4-7.8
3
5.6-6.0
4
6.1-7.3
5
Saturación de aluminio%
RANGOPUNTAJE
>60
1
60 - 30
2
29 - 15
3
14 - 5
4
<5
5
Capacidad de cambio
me/100gACNH4 1n pH7
RANGO
PUNTAJE
5
1
5 - 10
2
11 - 15
3
16 - 20
4
>20
5
Porcentaje desaturación de bases
%stb
RANGOPUNTAJE
<10
0.5
10 - 35
1.0
36 - 50
1.5
51 - 70
2.0
>70
2.5
Bases totalesMe/100g
RANGOPUNTAJE
<4
0.5
4 - 8
1.0
8.1 - 12
1.5
12.1 - 15
2.0
>16
2.5
Carbón orgánicoClima frio
RANGOPUNTAJE
<1.3
1
1.4-2.6 >10
2
2.7-4.0 8.1-10
3
4.1-5.2 8.0-8.6
4
5.3 - 6.5
5
Carbón orgánicoClima medio
RANGOPUNTAJE
<0.5
1
0.6-1.7 >7.6
2
1.8-2.9 6.5-7.6
3
3.0-4.1 5.4-6.5
4
4.2 - 6.3
5
Carbón orgánicoClima cálido
RANGOPUNTAJE
<0.2
1
0.2 - 0.5
2
0.51 - 1.7
3
1.71 - 2.9
4
>3.0
5
Fósforo
PpmBray II
RANGO
PUNTAJE
<10
1
10 - 20
2
21 - 30
3
31 - 40
4
>40
5
PotasioMe/100g
RANGOPUNTAJE
<0.1
1
0.1 - 0.2
2
0.21 - 0.3
3
0.31 - 0.4
4
>0.4
5
Para el cálculo de la fertilidad, a cada propiedad se le asigna un valor entre
1 a 5, correspondiendo el valor mayor a la condición óptima.
Métodos de laboratorio
En el laboratorio de Ecología y Conservación Ambiental de la Universidad
Nacional se efectúan los análisis siguiendo los siguientes métodos:
− DETERMINACIÓN DEL PH. Se efectúa por el método del potenciómetro con
electrodo de vidrio en la relación suelo-agua por volumen de 1:1.
− MATERIA ORGÁNICA. Se determina indirectamente con el carbono orgánico
por el método de Walkley-Black. El carbono orgánico equivale a 1,72 de
la materia orgánica.
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− DETERMINACIÓN DEL FÓSFORO. Se utiliza el método Bray II, y se expresa en
ppm de fósforo.− BASES INTERCAMBIABLES (K, Mg, Ca). La extracción se hace con acetato de
amonio normal y neutro, y la posterior determinación se logra por medio
de la espectrofotometría.
− DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIÓNICO (CIC). Se
expresa en Cmol (+)/kg de suelo y es la suma de los cationes
intercambiables (K, Mg, Al, Ca, Na, H).
− T EXTURA. Se halla por el método de Bouyocous.
3 .7 FLUJO DE NUTRIENTES
Para una primera aproximación al flujo de nutrientes que se presenta en las
plantaciones de Acacia mangium, se recogieron los resultados obtenidos en
las propiedades físicas y químicas del suelo, así como también los de la
hojarasca. Adicionalmente, se tomaron muestras de cada uno de los
componentes del árbol (Hojas, flores, frutos, raíces, ramas y fuste) durante
la evaluación de la biomasa. Estas muestras fueron enviadas al laboratorio
de Ecología y Conservación Ambiental de la Universidad Nacional de
Colombia para la determinación del contenido de los siguientes nutrientes:
fósforo, magnesio, calcio y potasio.
Para poder analizar los resultados generados por los laboratorios fue
necesario unificar las unidades, obteniendo el contenido de todos los
nutrientes en cada uno de los componentes del flujo (Biomasa aérea y del
suelo) en Kg/Ha. Para obtener estas unidades se realizaron las siguientes
transformaciones:
Cmol(+) Ca = 0.02g Ca
Cmol(+) Mg = 0.02g Mg
Cmol(+) K = 0.02g K
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3.8 OFERTA DENDROENERGÉTICA
La A. mangium es un árbol con un desrame o poda natural bajo, lo cual se
traduce en la permanencia de ramas muertas adheridas al fuste. Para
estimar la posible oferta dendroenergética de las ramas de la A. mangium,
en las parcelas establecidas, a uno de cada tres árboles que no hubieran
sido podados, se les cortaron las ramas del fuste en una altura entre 1 y 2
m. Estas ramas se pesaron y se seleccionó una submuestra de cada árbol
para determinar su biomasa y capacidad calorífica.
FIGURA 2 . Muestra de ramas de poda de una parcela
La ecuación utilizada para estimar el contenido de humedad de las
submuestras de las ramas fue:
100*(%)Pf
Pf PiCH
−= ( 18)
Medición de Poder Calorífico
Las muestras fueron trituradas en un molino para hojarasca hasta pasar
por un tamiz de 0.6 mm de luz de malla. De las muestras se tomaron
masas del orden de un gramo en una balanza analítica marca METTLER
AJl5O con capacidad máxima de 150 gr y resolución de 0. 1 mg.
Las mediciones de poder calorífico se realizaron con una bomba
calorimétrica de oxígeno tipo PARR modelo 1341 de camisa adiabática, la
presión del oxígeno utilizado estuvo entre 2-2.5 MPa. Las correcciones
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efectuadas en los cálculos se refieren al alambre de ignición de hierro níquel
consumido, se excluyeron las correcciones por formación de ácido nítrico y
sulfúrico durante la combustión puesto que sus valores no son significativos
frente a la medida total de poder calorífico del material.
El procedimiento para la realización del ensayo se hizo con base en el
manual de operación de la bomba calorimétrica de oxígeno tipo PARR
modelo 1341, que sigue los pasos descritos por las normas ASTM D271-70
(Laboratorio de muestreo y análisis de carbón y coque).
3 .9 S IEMBRA DIRECTA
El ensayo de germinación en el campo fue efectuado en terrenos de la
Hacienda La Candelaria, que aunque no estuvieron sometidos a la
influencia de la minería, sí sufrieron un intenso pisoteo por el ganado y una
fuerte erosión. El ensayo se hizo con un diseño experimental de tres bloques
al azar con tres tratamientos, los cuales eran: nidos, fajas y al voleo. Cada
tratamiento ocupaba una parcela cuadrada de 100 m². Los nidos y surcosseparados por una distancia de tres metros entre sí y a 50 cm del borde,
dando un espacio de 9 m² para que existiese al menos una planta.
En la mayoría de los países donde se ha plantado A. mangium se reporta
que la semilla necesita de tratamiento pregerminativo, el cual consiste en
sumergir las semillas en agua hirviendo por 50 a 60 segundos y luego, dejar
reposar en agua fría por unas dos horas (CATIE, 1992); este fue el
tratamiento pregerminativo utilizado antes de la siembra de las semillas.
FIGURA 3. Establecimiento de los bloques para el ensayo de siembra
directa.
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FIGURA 4. En el sentido de las manecillas del reloj aparecen lostratamientos utilizados (al voleo, surcos y nidos)
Frecuencia
La frecuencia (F) de un atributo es la probabilidad de encontrar dicho
atributo (uno o más individuos) en una unidad muestras particular. Se
expresa como porcentaje del número de unidades muéstrales en las que el
atributo aparece (mi) en relación con el número total de unidades
muestrales (M):
Fi = (mi/M) . 100 ( 19 )
Al incrementar la superficie de la unidad muestral, aumenta la probabilidad
de encontrar en ella el atributo considerado, por lo tanto, esta variable
depende del tamaño de la unidad muestral, es decir no es absoluta, y tiene
significado sólo cuando se especifica el método utilizado para determinarla.
La frecuencia también depende del número de individuos, ya que a mayor
número se incrementa la probabilidad de que una unidad muestras
contenga un individuo.
La distribución de la frecuencia es binomial, cualquiera que sea el patrón
espacial de los atributos considerados, siempre que el muestreo sea
aleatorio. La varianza del valor observado puede estimarse directamente a
partir de la serie binomial (p+q)M, donde M es el número total de unidades
muéstrales, p es la probabilidad de que el atributo esté presente y q = 1 - p
es la probabilidad de que el atributo esté ausente. La varianza (S2) es igual
a Mpq.
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La precisión de esta estimación puede incrementarse al nivel deseado,
aumentando el número de unidades muéstrales. Pero existe una razón de
mayor peso que exige que se tome una muestra grande para estimar esta
variable. A partir de la tabla estadística de la función t, puede calcularse
que una frecuencia observada de 40% proveniente de 15 unidades
muéstrales es una estimación válida --a un nivel de probabilidad del 95%--
para un parámetro que puede variar entre 13 y 67%. Para 100 unidades
muéstrales y con el mismo nivel de probabilidad, los límites del intervalo de
confianza son 29 y 49%. Es necesario, entonces, tomar 100 unidades
muéstrales o más para obtener una buena estimación, especialmente si lacifra obtenida se utiliza para comparar comunidades. Por esto, en la
práctica, al estimar la frecuencia se recomienda adoptar un modelo de
muestreo particular, que consiste en dividir cada unidad muestras aleatorio
en subunidades, respecto a cada una de las cuales se registra la presencia o
ausencia de la especie o atributo considerado. Este modelo también se
emplea para localizar frecuencias en un gradiente; en este caso, la variable
se llama "frecuencia local".
Por medio de esta frecuencia se midió la presencia/ausencia en los bloques
de los diversos tratamientos por medio de una cuadrícula de 3×3 m y se
pudo realizar una comparación entre los diversos tratamientos para
determinar el más exitoso.
3.1 0 . ÍNDICE DE AREA FOLIAR
Se tomaron muestras de hojas durante el trabajo de colecta de biomasa y
éstas fueron pesadas en una balanza gramera de 2 g de precisión. Se
procuró colectar hojas de diversos estados de tamaño de las mismas. Se
usaron dos métodos para hacer posteriores relaciones peso/área por edad
de las plantaciones:
— Se calcaron las hojas en papel y se tomó su respectivo peso. A estas
muestras se les tomó su respectiva área por medio de planímetro.
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— Se fabricó un troquel de aluminio de área conocida con el que se
obtuvieron trozos de las hojas de forma circular. También se pesaron.
4. RESULTADOS Y DISCUSION
4 .1 ÍNDICE DE S ITIO
Inicialmente se intentó una regresión que relacionara la edad en años con el
promedio de la altura de los seis mayores dominantes por parcela. Tras
ensayar varias ecuaciones, el modelo con un mayor ajuste fue:
Tabla 6. Regresión utilizada para la ecuación de índice de sitio
Análisis de Regresión – Modelo Lineal: Y = a + bX
Variable dependiente: Log(Altura Dominantes)
Variable independiente: 1/Edad
Parámetro Estimado Error Standard Estadístico P-
Value
Intercepto 2,95851 0,11666 25,36
0,0000
Pendiente -1,64461 0,32953 -4,99076
0,0000
Análisis de Varianza
Fuente Suma de cuadrados gl Cuadrado medio Razón F P-
Value
Modelo 2,47901 1 2,47901 24,91
0,0000
Residual 7,16602 72 0,099528
Total (Corr.) 9,64503 73
Coeficiente de correlación = -0,506976
R- cuadrado = 25,7025 por ciento
Error estándar de Estimados = 0,315481
Este modelo es muy inestable, pero en general estos modelos presentan
resultados como estos, (bajo R² y por lo tanto bajo coeficiente de
correlación).
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Ln(Hd) = 2,95851 - 1,64461(1/Edad) ( 20 )
Dado que la mayor edad de la plantación eran 51 meses (4.125 años) se
decidió tomar 5 años como la edad de referencia para el cálculo relativo al
índice de sitio, de los cuales se desprende la siguiente ecuación:
−⋅+
= ot t Hd
e
111.64461ln
S ( 21 )
Hecho esto, se calculó, con la anterior ecuación el índice de sitio para cadauna de las plantaciones trabajadas, dando los siguientes resultados
promedio por sitio:
8,860002546
14,17585502
17,26018549
13,71489731
15,696819215,67869523
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
RG RIN F1 F2 RR1 RR2
Sitio
A l t u r a
( m )
FIGURA 5. Índice de sitio calculado para los diversos lugares muestreados
El mejor sitio es el perteneciente a los 17 m, que es el que corresponde a la
Frontera 2, le siguen Rancho Grande y Río Rayo 2. Dado que Frontera 2 es
la que mejores técnicas silvícolas presenta, como podas y fertilización, no es
de extrañar que entre las diversas plantaciones y lugares sea la que mejor
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índice de sitio posee, además puede tener el mayor tiempo de abandono de
la actividad minera. El alto índice de sitio encontrado para Rancho Grande
muestra la adaptabilidad de la Acacia, ya que la actividad antecedente es la
Ganadería, la cual aunque es perjudicial, no lo es tanto como la minería.
Con la ecuación mencionada, se creó una familia de curvas de índice de sitio
para las alturas de dominantes de 3, 5, 9, 15 y 17 m con edad de referencia
de 5 años.
FIGURA 6 Curvas de índice de sitio para Acacia mangiumen el Bajo Cauca
Antioqueño
4.2 CRECIMIENTO
El modelo que incluía la variable área basal presentó mejor ajuste que el del
diámetro simplemente. Hace poco Del Valle & Lema (1999), encontró que
esta medida es mucho más significativa, ya que pondera bastante bien el
0
5
10
15
20
25
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Edad (años)
A l t u r a ( m )
S3
S5
S9
S15
S17
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incremento en el tiempo, mientras que el diámetro tiende a subestimar por
no considerar incrementos perimetrales
4.2.1 Modelos de Crecimiento
A partir de la regresión no lineal de l modelo de von Bertalanffy con asíntota
conocida, se generó la siguiente ecuación:
dg/dt = 0.494739 (G)0.0279991
–(-0.0448399 (G)) ( 22 )
Luego, para la citada especie el modelo estimado de incremento de área
basal es:
dg/dt = 2.11982 ((G 0.993919) –(6361.725124 (0.993919-1) G)) (23)
Modelo dg/dt = β0(tβ1) Sβ2 Gβ3 ( 24 )
dg/dt = 0.0208623(t1.02723) S -0.571216 G0.75285 ( 25 )
Log dg/dt = β0 + β1(G ) β2
Log dg/dt = -0.906391 + (0.245459G) 0.5 ( 26 )
Los modelos seleccionados fueron analizados estadísticamente teniendo en
cuenta la prueba de t para analizar la significancia de los parámetros, la
prueba de F para evaluar la significancia de la regresión, el coeficiente de
determinación múltiple R² y la suma de cuadrados de errores.
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El análisis del modelo 26 se presenta en la TABLA 7 y la nube de puntos
para área basal se muestra en la FIGURA 7.
TABLA 7. Análisis de la regresión múltiple para estimar el incremento en
área basal en plantaciones de Acacia mangium
Variable dependiente: log(dg/dt)
Error Estadístico Nivel deParámetro Estimado estándar tsignificanciaConstante -0.906391 0.184885 -4.90246
0.0000(G)0.5 0.245459 0.020773 11.8163
0.0000
Análisis de Varianza
Fuente Suma de cuadrados Gl Cuadrados medios F-RadioNivel
designificanciaModel 36.2934 1 36.2934 139.62
0.0000Residual 26.2536 101 0.259936
Total 62.547 102
R² = 58.03 por ciento
R² (ajustado para Gl.) = 57.61 por ciento
Error estándar = 0.51
Estadístico Durbin-Watson = 1.77
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0
2
4
6
8
10
12
14
0 50 100 150 200 250
Area basal (cm2)
T a s a d e c r e c i m i e n t o d e á r e a b a s a
l
( c m
2 / a ñ o )
FIGURA 7. Nube de puntos y línea que representa la tasa de crecimiento de
área basal obtenida para Acacia mangium.
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Los modelos de crecimiento son de gran importancia para estudiar la
dinámica del mismo, manejos silviculturales y opciones o delineamientos de
trabajos futuros, también para prever cosechas y condiciones del sitio. Hay
que tener en cuenta que estas ecuaciones para incremento en área basal, no
se pueden generalizar para la Acacia mangium, ya que en este estudio para
evaluar el crecimiento solo se tuvieron datos de una reme dición, en dos
sitios la Frontera 1 y la Frontera 2.
Por consiguiente, las anteriores ecuaciones solo se presentan como unaaproximación para la modelación del crecimiento de esta especie, ya que es
necesario realizar mas mediciones que permitan determinar un mejor
comportamiento de su incremento, por lo tanto, para determinar
rendimientos y valoraciones futuras de las plantaciones recomendamos
seguir las ecuaciones de rendimiento corriente y futuro que se presentan a
continuación.
4.3 RENDIMIENTO
4.3.1 Modelos de Rendimiento Corriente
Para la determinación del modelo de rendimiento corriente del área basal se
emplearon modelos tipo Schumacher, como los siguientes:
a. lnG = β0 + β1(1/t)b. lnG = β0 + β1(1/t) + β2 (S)
c. lnG = β0 + β1(1/t) + β2 (S/t) +β3(N)
d. lnG = β0 + β1(1/t) + β2 (S) + β3(N)
Donde,
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G: Área basal en m²/Ha
t: edad en años
S: Índice de sitio a una edad de referencia de 5 años
N: Número de árboles por Hectárea
El modelo de rendimiento del área basal seleccionado es:
Ln G = 0.131534 - 2.67305/t + 0.121465·S + 0.000653257·N ( 27)
Los criterios para dicha selección se basaron en análisis estadísticos pues
parámetros obtenidos son altamente significativos, lo que indica la
consistencia del modelo, y además el modelo presenta coherencia biológica e
indica que el rendimiento del área basal es una función del sitio, la edad y el
número de árboles, aumentando a medida que aumentan los valores de la
variable.
Aunque el modelo ¨c¨ también presentó buenos ajustes estadísticos, el
modelo no fue seleccionado por las pruebas de bondad de ajuste. Para este
modelo Díaz & Ceballos (2000) reportan un buen ajuste con un R² de 92.9%,
para la especie en el Bajo Cauca Antioqueño, con los siguientes parámetros:
Ln G = 1.93614 – 5.55588/t + 0.209393·S/t + 0.001144·N ( 28)
Sin embargo, al ensayar este modelo con los datos recolectados en las
parcelas y realizar una prueba de t, se obtuvo que el modelo no se comporta
de manera análoga a los datos observados, por lo tanto se recomienda
utilizar el modelo aquí seleccionado, debido a que posee mayor confiabilidad
estadística, mayor rango de datos y parcelas muestreadas.
TABLA 8. Estadísticos de los modelos ensayados
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Modelo Coeficientes Valores de t Valor F R2
Ln(G)=a+b(1/t) a=2.65743
b=-2.55829
8.13563
-2.70866
7.34 10.50%
ln(G)=a+b(1/t)+cS a=0.60283b=-2.58376c=0.138494
2.12957-4.616519.94672
59.92 68.57%
ln(G)=a+b(1/t)+c(S/t)+dN a=2.14071b=-8.70198c=0.365361d=0.000647
14.4798.9449213.6105-15.4138
129.02 87.67%
ln(G)=a+b(1/t)+cS+dN a= 0.13153b=-2.67305c=0.121465d=0.000653
0.71254-7.631113.62979.04755
129.34 87.7%
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Edad (años)
Á r e a b a
s a l ( m 2 / H a )
S = 7
S = 12
S = 17
FIGURA 8. Curvas de rendimiento corriente en área basal para tres índices
de sitio deAcacia mangium, en el bajo Cauca Antioqueño y una densidad de
1111 árboles/Ha
Como se observa en la FIGURA 8 el rendimiento en área basal de la Acacia
mangiumpresenta un crecimiento acelerado durante los 6 primeros años,
luego la tasa de crecimiento tiende a disminuir para alcanzar una asíntota
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que varía de acuerdo con la calidad del sitio pero no de la edad, esta
característica es típica de especies pioneras. De lo anterior, se puede
concluir que el turno biológico para la especie es de 7 años, ya que su
crecimiento luego de esta edad no representa un incremento significativo en
la cantidad de biomasa acumulada, o sea, la planta deja de crecer de una
manera productiva.
El modelo obtenido para el rendimiento corriente del volumen total es:
Ln V = 1,45576 - 0,866339 (1/t)+ 0,0321452 S + 1,01397 LnG ( 29 )
En el modelo para rendimiento del volumen se obtuvo que el área basal
explica el 99% de la variación del volumen, lo que indica la estrecha relación
que existe entre ambas variables esto de por sí ya le imprime al modelo de
rendimiento del volumen el comportamiento del rendimiento del área basal.
El modelo seleccionado fue consistente estadísticamente, en éste se destacala importancia del área basal y el índice de sitio. Además se evaluaron los
aspectos biológicos del modelo como el cumplimiento de las teorías de
crecimiento, corroborando la veracidad del modelo.
TABLA 9. Estadísticos estimados para los diferentes modelos ensayados
para el rendimiento corriente del volumen.
Modelo Coeficientes Valores de t Valor F R2
ln(V)=a+b(1/t)+cS a=1.83482b=-4.03376c=0.193725
5.95558-6.737512.3603
98.42 79.91%
ln(V)=a+b(1/t)+c(S)+dln(G) a=1.45576b=-0.866339c= 0.0321452d=1.01397
54.9318-12.756317.2207118.366
15834.36 99.89%
ln(V)=a+b(1/t)+cln(G) a=1.54114b=-0.301623c=1.12674
24.5694-2.0346679.9809
3748.45 99.3%
ln(V)=a+b(1/t)+cS+dN+eln(G) a=1.46593 27.605 2833.75 99.57%
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b=-0.521032c=0.0225117
d=-0.0001254e= 1.09928
-4.493436.65318
-3.6822349.8829
4.3.2 Modelos de Rendimiento Futuro
Con base en la ecuación 28 de rendimiento corriente del área basal, se
obtienen las siguientes ecuaciones, de acuerdo a los planteamientos deClutter et al (1983) que se debe hacer explícita en las ecuaciones la variable
dependiente, así:
dG/dt = -Gt-1(LnG – 0.131534 - 0.121465IS - 0.000653257N) ( 30 )
Ecuación de incremento corriente anual para el área basal del Acacia
mangium, que se obtiene de la derivación de la ecuación 28.
LnG2 = (t1/t2)(LnG1 – 0.131534 – 0.121465IS - 0.000653257N) + 0.131534 +
0.121465IS + 0.000653257N) ( 31 )
Esta es la ecuación de rendimiento futuro del área basal para Acacia
mangiumque se obtiene de integrar la ecuación 30.
Partiendo de la ecuación 29 que expresa el rendimiento corriente del
volumen se obtienen las ecuaciones de incremento anual del volumen por
derivación y posterior explicitación y luego se obtiene la ecuación de
rendimiento futuro del volumen total con corteza para la Acacia mangiumen
el Bajo Cauca. Las ecuaciones que se obtuvieron fueron las siguientes:
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dV/dt = -Vt-1(LnV -1,45576 - 0,0321452 S – 1,01397 LnG) ( 32 )
Ecuación de incremento corriente anual para el volumen total.
LnV2 = (t1/t2)(LnV1 –1,45576 – 0,0321452 S - 1,01397 LnG) + 1,45576 +
0,0321452 S + 1,01397 LnG2 ( 33 )
Ecuación de rendimiento futuro para el volumen total.
4.3.3 Curvas De Incremento Corriente Anual
En la FIGURA 9 se observan las curvas del incremento corriente anual para
el área basal con respecto al área basal para dos sitios contrastantes y para
edades diferentes. En la figura se observa que el máximo incremento del
área basal se obtiene a la misma área basal para todas las edades, pero se
advierte que el sitio influye notoriamente en el incremento anual. Esto
determina, que para cada calidad de sitio se van a obtener incrementos
significativamente diferentes lo que es de vital importancia para el manejo
de las plantaciones. Cabe anotar que muchos sitios de la plantación ya
superaron el 1 m2/Ha.
Calidad de sitio baja
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 1 2 3 4 5Área basal (m
2 /ha)
d G / d t
Calidad de sitio alta
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 1 2 3 4 5Área basal (m2 /Ha)
d G / d t
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FIGURA 9. Incremento del área basal con respecto al área basal para
diferentes edades y diferentes sitios.
4 .4 RODALES S EMILLEROS
Se utilizó la prueba de rango múltiple de Duncan (TABLA 10) para
comparar el diámetro normal promedio de los sitios entre sí y con los
rodales semilleros. Adicionalmente, en la FIGURA 10 puede observarse que
el diámetro es mayor en los rodales semilleros. Entre los resultados
arrojados por la prueba de Duncan, cabe destacar que la mayoría de los
sitios presentan diferencias significativas entre sí, a excepción de Río Rayo 1
y Frontera 1, a pesar de poseer edades diferentes, 31 y 51 meses,
respectivamente. Río Rayo 2 tampoco presenta diferencia significativa con
Rancho Grande, aunque las plantaciones situadas en este lugar eran 12
meses mayores. A pesar de que los Rodales Semilleros están localizados en
La Frontera (1 y 2), no muestran semejanza significativa con la población
general de estos sitios. Igualmente, como se pudo observar en campo, la
Rinconada se encuentra en un estado mucho menos desarrollado que las
plantaciones de Río Rayo en Tarazá, aunque éstas son sólo 4 meses más
jóvenes, y son inclusive menos vigorosas en su crecimiento en diámetro
después de 35 meses que las de Rancho Grande en casi el doble de tiempo
que llevan creciendo.
TABLA 10. Pruebas de Rango múltiple para DAP
Metodo: 95.0 por ciento Duncan
Nº datos Media Grupos Homogéneos
DAPRIN 235 5.54415 X
DAPRG 135 6.30188 XDAPRR2 318 6.87322 X
DAPF1 509 8.56115 X
DAPRR1 319 8.78621 X
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DAPF2 622 9.50845 X
DAPRODALES 253 13.3397 X
Contraste Diferencia
DAPF1 - DAPF2 *-0.947295
DAPF1 - DAPRIN *3.01701
DAPF1 - DAPRODALES *-4.77853
DAPF1 - DAPRR1 -0.225054
DAPF1 - DAPRR2 *1.68793
DAPF1 - DAPRG *2.25928
DAPF2 - DAPRIN *3.9643
DAPF2 - DAPRODALES *-3.83123
DAPF2 - DAPRR1 *0.722241
DAPF2 - DAPRR2 *2.63523
DAPF2 - DAPRG *3.20657DAPRIN - DAPRODALES *-7.79553
DAPRIN - DAPRR1 *-3.24206
DAPRIN - DAPRR2 *-1.32907
DAPRIN - DAPRG *-0.757733
DAPRODALES - DAPRR1 *4.55347
DAPRODALES - DAPRR2 *6.46646
DAPRODALES - DAPRG *7.0378
DAPRR1 - DAPRR2 *1.91299DAPRR1 - DAPRG *2.48433
DAPRR2 - DAPRG 0.571341
* denota una diferencia estadísticamente significativa.
FIGURA 10. Comparación de DAP total entre los rodales semilleros y el de
los demás sitios
Las alturas no se comportaron de manera análoga a los diámetros. Aunque
dapF1
dapF2
dapRIN
dapRODALES
dapRR1
dapRR2
dapRG
0 5 10 15 20 25 30
Altura (m)
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las mayores alturas también corresponden a los rodales semilleros, seguidos
de cerca por La Frontera 2, y aún la Rinconada sigue a la zaga, aquí los
sitios de Río Rayo son los que no difieren entre sí (FIGURA 11 y TABLA 11).
Tampoco Rancho Grande y Rinconada difieren entre ellos significativamente.
La Frontera 2, que era el sitio más extenso, tiene también la mayor varianza,
tanto en DAP como en HT, ya que era un sitio muy poco homogéneo, pues
en los diversos recorridos se encontraban sitios con árboles de buen
desarrollo, y otros con árboles apocados en sus características por estar
creciendo en un “concho” minero, que posee una capa superficial
extremadamente compacta. En Río Rayo 2 también es frecuente laalternación de sitios con suelos algo más profundos con la de conchos en los
que se dificultaba la extracción de la muestra de suelos con la pala manual,
y donde los árboles se veían con las hojas de coloración más amarillenta,
muy bifurcados, con más individuos muertos, volcados o de muy poco
desarrollo, tanto en HT como en DAP.
TABLA 11. Pruebas de Rango múltiple para altura total (HT)
Método: 95.0 % Duncan
Nº datos Media Grupos homogéneos--------------------------------------------------------------
----
HTRIN 233 5.64906 X
HTRG 135 6.20118 X
HTRR2 278 8.90567 X
HTRR1 310 9.25387 XHTF1 508 9.96658 X
HTF2 621 11.1104 X
HTRODALES 252 15.0944 X
Contraste Diferencia
--------------------------------------------------------------
----
HTF1 - HTF2 *-1.14384
HTF1 - HTRIN *4.31753
HTF1 - HTRODALES *-5.12786
HTF1 - HTRR1 *0.712714HTF1 - HTRR2 *1.06092
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HTF1 - HTRG *3.76541
HTF2 - HTRIN *5.46137
HTF2 - HTRODALES *-3.98402HTF2 - HTRR1 *1.85656
HTF2 - HTRR2 *2.20476
HTF2 - HTRG *4.90925
HTRIN - HTRODALES *-9.44539
HTRIN - HTRR1 *-3.60482HTRIN - HTRR2 *-3.25661
HTRIN - HTRG -0.552122
HTRODALES - HTRR1 *5.84057
HTRODALES - HTRR2 *6.18878
HTRODALES - HTRG *8.89327
HTRR1 - HTRR2 0.348206
HTRR1 - HTRG *3.05269HTRR2 - HTRG *2.70449--------------------------------------------------------------
----
* denota una diferencia estadísticamente significativa.
FIGURA 11. Comparación de altura total entre los rodales semilleros y las
de los demás sitios
htF1
htF2
htRIN
htRODALES
htRR1
htRR2
htRG
0 5 10 15 20 25 30
Altura (m)
Igualmente se comparó el diámetro cuadrático para cada sitio, con
resultados similares a los de la altura y al diámetro, es decir, se observa una
mayor ocupación promedio del sitio en los rodales con respecto a los demás
sitios, además en la FIGURA 12 se puede observar que existe un mejor
diámetro cuadrático en los sitios denominados Frontera, seguidos por los
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sitios Río Rayo y por último por la Rinconada y Rancho Grande, consistente
con lo encontrado en el capítulo de estructura, donde se insinúan estos
mismos grupos. (Ver capítulo Estructura)
Dq
b l o q u e
F1
F2
RG
RIN
RR1
RR2
Rodales
0 4 8 12 16
FIGURA 12. Comparación del diámetro cuadrático en los diferentes sitios
Parece pues que, los rodales semilleros escogidos fueron los indicados porsus características de DAP, HT y Dq mayores, y por apreciación de que el
follaje es más verde y frondoso, sin árboles volcados y con un desarrollo
mayor de especies arbóreas de sotobosque como el chingalé y el Jobo. A
pesar de lo anterior y de la misma fuente de semillas (Panamá), es posible
que el uso anterior de la tierra lo explique. Esto lo apoya el hecho de que en
esos sitios se veía bastante regeneración de sotobosque de otras especies
como Spondias y Jacaranda que estaban con menos presencia en las otras
parcelas que se realizaron en Frontera 1 y 2, donde se realizaron lasparcelas adicionales para los rodales.
Los sitios seleccionados como posibles rodales semilleros poseen la siguiente
ubicación en coordenadas planas:
Rodal 1. 1348872.58 N y 872110.58 E, se encuentra en la Frontera 1
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Rodal 2. 1349268.58 N y 871.57 E, ubicado en la Frontera 2
Rodal 3. Ubicado en la Frontera 1
Rodal 4. 1348968.96 N y 871800.12 E, se encuentra en la Frontera 1
Tabla 12. Puntajes obtenidos para cada uno de los rodales semilleros,
diferenciados por usos.
PROMEDIO ASERRÍO CO2 ASERRÍO CO2
1R1 1967 14232R1 2090 1782 2028,5 1602,5
1R2 3448 30122R2 1412 1260 2430 21361R3 1554 13282R3 1227 1113 1390,5 1220,51R4 1406 14462R4 1600 1488 1503 1467
Donde,
1R1 Parcela 1 Rodal 12R1 Parcela 2 Rodal 11R2 Parcela 1 Rodal 22R2 Parcela 2 Rodal 2
1R3 Parcela 1 Rodal 32R3 Parcela 2 Rodal 31R4 Parcela 1 Rodal 42R4 Parcela 2 Rodal 4
De acuerdo, con los puntajes obtenidos el mejor sitio para establecer un
rodal semillero es el rodal número 2, independientemente del uso que se le
quiera dar a las futuras plantaciones.
4 .5 HOJARASCA
4.5.1 Contenido de humedad
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Para la hojarasca in situ, en la TABLA 13 se muestra el análisis de rangos
múltiples de Duncan para comparar si existen diferencias entre los sitios en
cuanto al contenido de humedad (ver FIGURA 2). Debido a que las
muestras seleccionadas para estimar la biomasa sufrieron ataques de
hongos, algunas de ellas tuvieron que ser desechadas.
TABLA 13 . Pruebas de Rango múltiple para Contenido de Humedad
Metodo: 95.0 porciento Duncan
Nº datos Media Grupos Homogéneos
Frontera 1 6 36.5419 X
Frontera 2 8 48.4476 X
Rinconada 4 62.7943 XX
Río Rayo 2 9 71.3572 X
Río Rayo 1 7 121.243 X
Contraste Diferencia
F1 - F2 -11.9057
F1 - Rinconada -26.2524
F1 - RR1 *-84.7015
F1 - RR2 -34.8153
F2 - Rinconada -14.3467
F2 - RR1 *-72.7958
F2 - RR2 -22.9096
Rinconada - RR1 -58.4491
Rinconada - RR2 -8.56292
RR1 - RR2 *49.8862
* denotan una diferencia estadísticamente significativa.
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Contenido de humedad (%)
Frontera 1
Frontera 2
Rinconada
Río Rayo 1
Río Rayo 2
0 50 100 150 200 250 300
FIGURA 1. Representación del contenido de humedad en cada uno de los
sitios
Con base en lo anterior, se observa que existen diferencias entre los
contenidos de humedad entre Río Rayo 1 y la Frontera 1; Frontera 2 y Río
Rayo 2 y Río Rayo 1 y Río Rayo 2. Esto debido posiblemente a que en Río
Rayo 1 se encontraban varias lagunas lo cual permite pensar que las
diferencias en contenido de humedad con los otros sitios puede deberse a
que el suelo en Río Rayo 1 estaba más húmedo comunicándole está
condición a la hojarasca.
4.5.2 Biomasa
La biomasa hallada para todos los sitios al igual que la prueba de rangos
múltiples se presenta en la TABLA14 y en la FIGURA 13. En el análisis de
varianza realizado por bloques se expresa que existen diferencias
significativas entre la rinconada y todos los demás sitios, Río Rayo 1 y Río
Rayo 2. Estos resultados no van a acorde con los arrojados en cuanto al
contenido de humedad, debido a que la cantidad de hojarasca presente en
cada sitio presentaba variaciones. Se pudo observar que en la Rinconada
había menos hojarasca tal vez porque allí el índice de sitio era menor, sin
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embargo esta relación no se puede afirmar categóricamente debido a que no
se pudo demostrar estadísticamente. Además había sitios donde la
mortalidad de árboles había sido muy grande probablemente por el
encharcamiento y era frecuente la presencia de árboles con el follaje ralo y
más bien enfermizos, inclusive se presenta la entrada de ganado con
bastante frecuencia desde temprana edad de la acacia.
Obsérvese en la TABLA 15 que la hojarasca acumulada en los diferentes
sitios era mayor en Río Rayo 1 y menor en la Rinconada.
TABLA14. Pruebas de Rango múltiple para la biomasa promedio para cada
sitio por hectárea
Metodo: 95.0 por ciento Duncan
Nº datos Media Grupos Homogéneos
Rinconada 4 271.357 X
RR2 9 552.709 XX
F2 8 680.519 XXFrontera 1 6 783.589 XX
RR1 7 894.765 X
Contraste Diferencia
Frontera 1 - F2 103.071
Frontera 1 - Rinconada *512.233
Frontera 1 - RR1 -111.176
Frontera 1 - RR2 230.881
F2 - Rinconada *409.162
F2 - RR1 -214.246
F2 - RR2 127.81
Rinconada - RR1 *-623.408
Rinconada - RR2 -281.352
RR1 - RR2 *342.056
* denotan una diferencia estadísticamente significativa.
TABLA 15. Promedios de hojarasca acumulada por ha.
Sitio Biomasa (ton.)/haRío Rayo 1 8.948
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Río Rayo 2 5.527Rinconada 2.714
Frontera 1 7.836Frontera 2 6.805
Biomasa (g)
Frontera 1
Frontera 2
Rinconada
Río Rayo 1
Río Rayo 2
0 0,4 0,8 1,2 1,6 2(× 1000)
FIGURA 13. Representación de la biomasa en cada uno de los sitios
4.5.3 Hojarasca capturada en las trampas
Para cada una de las trampas en la primera y segunda recolección fue
hallada su biomasa, y los datos se interpolaron a un mes para comparar si
presentaban diferencias entre ellos. Para compararlos se utilizó la prueba de
t de Student la cual calcula varios estadísticos y gráficas para va riable para
determinar si hay diferencias significativas entre ellos. En la TABLA 16 y
FIGURA 2 se presentan los resultados hallados para la biomasa de
trampas.
TABLA 16 Parámetros hallados para la primera y segunda recolección
Primera medición Segunda mediciónMedia 53.26 62.161Varianza 807.667 2026.86Desviación estandar 28.419 45.021
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Minimo 32.19 11.214Maximo 144.394 203.969
Primera recolección
Segunda recolección
F
RE
C
u
E
N
C
IA
0 40 80 120 160 200 240
11
7
3
1
5
9
13
FIGURA 2. Recolecciones de las trampas de hojarasca para las plantaciones
de Acacia mangium
La primera recolección de las trampas se hizo en marzo, época seca,
mientras que la segunda se hizo en junio, época de lluvias; con base en esto
varios autores (Proctor, 1983) han planteado que los bosques tropicales
presentan una variación estacional significativa en la caída de hojarasca, sin
embargo en este estudio se encontró preliminarmente que no existen
diferencias en la caída de la hojarasca así haya una variación estacional.
Con el fin de comparar los datos obtenidos con otros estudios para lastrampas de hojarasca fueron extrapolados a toneladas por año, lo cual se
muestra en la TABLA17. Debe tenerse cuidado de no generalizar lo que se va
a concluir ya que solamente fueron dos medidas y en la mayoría de los
estudios consultados las observaciones se hacían a lo largo de varios meses.
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TABLA17. Hojarasca hallada para un año en los diferentes sitios
Sitio Biomasa (t/ha.año)Río Rayo 1 7.429Río Rayo 2 6.243Rinconada 3.473Frontera 1 9.193Frontera 2 6.857Promedio 6.639
La producción de hojarasca en un año tiene los más altos valores en la
frontera 1, lo cual indica que la mayor cantidad de hojarasca aportada al
suelo en los diferentes sitios se presenta allí. En las plantaciones de Acaciamangiumla producción anual de hojarasca es de 6.639 t/ha año, valor muy
similar al encontrado por Santa Regina & Gallardo (1986) en bosques de
Castañar (5.9 t/ha año) y al estimado por Aussenac (1969) citado por Santa
Regina & Gallardo (1986), en bosques repoblados de Pinus radiata (6.2 y 5.8
t/ha año). Al compararla con la cantidad de hojarasca presente en bosques
tropicales húmedos de zonas bajas de América, Africa y Asia el cual es de
9.39 t/ha año implica que en promedio, la producción de hojarasca en
Acacia mangium es menor que el promedio pantropical el cual es de 12.25 T/ha año, probablemente debido a la menor complejidad estructural de los
bosques plantados.
4.5.4 Relación de los Nutrientes Almacenados en la Hojarasca Recogida
en las Trampas
Como se ve en la TABLA 18, y comparando estos valores con los resultantesdel estudio de Del Valle (a), y los promedios pantropicales, es posible
afirmar:
v Para el Nitrógeno, que en el mencionado estudio es de 166 y el promedio
pantropical es de 99 kg/ha·año, es bastante similar al encontrado para
Acacia mangium, el cual fue de 83.39. En Río Rayo 1 hay mayor cantidad
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de N en la hojarasca, lo cual podríamos atribuir preliminarmente a la
mayor humedad de ese sitio.
v Para el fósforo los valores de aquel estudio son de 4,8 y el promedio
pantropical en Del Valle (a) es de 4.9. En las plantaciones de acacia
visitadas este valor resultó ser algo más alto, de 7.38.
v El potasio resultó de 9,2 en Del Valle (a) y el promedio pantropical es de
4,2. Las plantaciones tenían un valor algo mayor, de 12.57.
v El calcio en del Valle (113.8) y el promedio pantropical (65) son siempre
superiores al promedio arrojado por este estudio (35.2).
v
En cuanto al magnesio, los resultados son muy parecidos (15.16) con losestudios de del Valle y el promedio pantropical, de 21 y 19.5
respectivamente.
TABLA 18. Hojarasca total y elementos aportados por sitio de la primera
recolección de las trampas
Sitio No.
Trampas
No.
meses
Hojarasca N Ca Mg K P
t/ha año kg/ha añoFrontera 1 6 3.46 9.19 98.71 65.86 38.83 17.25 23.17Frontera 2 8 3.46 6.85 82.18 20.57 8.11 5.03 4.91Río Rayo 1 10 3.46 7.42 114.73 35.36 10.18 26.82 3.79Río Rayo 2 10 3.46 6.24 77.57 31.45 10.69 12.17 3.28Rinconada 4 3.46 3.47 43.76 22.75 7.99 1.56 1.74
Pr om e d io 83.39 35.20 15.16 12.57 7.38
4 .6 PROPIEDADES FÍS ICAS Y QUÍMICAS DEL S UELO
4.6.1 Propiedades Físicas de los suelos
Para los diferentes sitios estudiados no se presentaron valores muy altos de
densidad aparente, lo cual puede indicar que la plantación ha favorecido un
proceso de formación de suelos. Sin embargo esto contrasta con los bajos
contenidos de materia orgánica que indican la necesidad de aumentar el
sustrato orgánico que inicie un proceso de pedogénesis que trate de
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recuperar las características físicas y químicas del suelo perdido por la
actividad minera; lo cual se facilita en esta zona debido a que presenta las
condiciones adecuadas para comenzar un proceso pedogenético que incluye
la acumulación, transformación, transferencia, destrucción y síntesis de los
componentes orgánicos e inorgánicos del suelo. Dentro de los diferentes
lotes estudiados se ha encontrado que el mayor valor de la densidad
aparente corresponde a la finca Rancho Grande, lo cual es corroborado por
el uso intensivo que tuvo el suelo en ganadería, lo que generó un proceso de
compactación y degradación de las propiedades físicas del suelo a pesar de
presentar valores altos de materia orgánica en comparación con los demássitios, pero bajos para la zona.
En las plantaciones de Acacia mangium del Bajo Cauca Antioqueño se
observó que las demás propiedades físicas del suelo no mejoraron con
respecto a las observadas en las minas abandonadas; por el contrario las
características del suelo en cada sitio son diferentes y no existe una clara
relación entre éstas y el estado de la plantación, lo cual puede deberse a los
diferentes tratamientos que sufrió cada uno de los lugares donde se haplantado esta especie; lo que puede ser contradictorio a los resultados
citados por la literatura, que indican que la reforestación mejora las
propiedades físicas del suelo, como es el caso de Ohta (1990) quien observó
que en tierras de pastos erosionadas las propiedades físicas del suelo
mejoraron por la reforestación con Acacia auriculiformis y Pinus kesiya,
propiedades como la densidad del suelo y la porosidad en los primeros 5 cm
del suelo. Sin embargo, Kadeba & Aduayi (1985), encontraron que la
reforestación con Pinus caribaea de 14 años de edad no generó cambiossignificativos en la textura del suelo comparada con sabanas tropicales
naturales en Nigeria, igualmente las propiedades físicas del suelo no
presentaron diferencias debidas a la reforestación, excepto un modesto
incremento en la densidad aparente de la capa superficial del suelo.
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4.6.2 Propiedades Químicas de los Suelos
En los suelos analizados se observan valores del pH entre 4.5 a 5.5,
contenidos de Al entre 0.27 y 0.8 Cmol (+)/Kg; Ca y Mg entre 1.6 y 3.8 Cmol
(+)/Kg, estas características según Muñoz (1995) indican una acidez crítica
para el crecimiento y desarrollo de las plantas, por lo que se podría pensar
que un programa de encalamiento y fertilización puede favorecer el
desarrollo de los árboles, ya que Majid & Paudyal (1999) encontraron que
para la A. mangium, la altura y el diámetro se incrementaron
significativamente con la fertilización combinada de Fósforo y Potasio.
El calcio y el magnesio son elementos esenciales para la nutrición de las
plantas, que en gran parte determinan el porcentaje de saturación de bases
del suelo y están correlacionados estrechamente con los valores del pH, en
las plantaciones de acacia, se encontraron relaciones invertidas de estos dos
elementos. En general, se reconoce que estos cationes deben guardar entre
sí una relación adecuada para favorecer la nutrición de las plantas
(Guerrero, 1996). Por lo tanto, las relaciones de Ca:Mg, se consideran altas
cuando los valores se encuentran 3:1 o más, medianas de 2 a 3, bajas,
menores de 2, e invertidas, cuando el Ca y Mg son prácticamente similares
o si definitivamente el Mg es mayor que el Ca (Marín, 1986 citado por
Guerrero, 1996).
Aunque estadísticamente no se observa una diferencia significativa de las
propiedades del suelo entre las minas abandonadas y la acacia, al calcular
la fertilidad total de los suelos en cada uno de los sitios estudiados, seobserva que las plantaciones han mejorado levemente las condiciones
químicas de éstos, en comparación con los suelos de las minas
abandonadas; lo cual puede deberse al aporte de materia orgánica, a la
fijación de Nitrógeno por parte de la acacia y a las fertilizaciones que se han
llevado a cabo en la mayoría de los sitios. Lo que puede observarse en el
contenido de la materia orgánica, carbono orgánico, nitrógeno y potasio que
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presentan incrementos estadísticamente significativos entre algunos sitios
plantados con acacia en comparación con las minas, mientras que en las
características físicas no se observan diferencias significativas. Igualmente,
Díaz & Ceballos (2000), encontraron que las plantaciones de acacia debido
posiblemente a su juventud no mostraron diferencias significativas en sus
propiedades físicas y químicas, con respecto a los materiales sin cobertura.
Estos resultados pueden parecer contradictorios con lo reportado por
algunos autores, tales como Kadeba & Aduayi (1985), que observaron que
las propiedades químicas, como, carbono orgánico, nitrógeno total, fósforo
aprovechable, potasio, calcio y magnesio intercambiables mostraron unadisminución significativa estadísticamente en los 10 cm superiores de suelo,
debido a la reforestación con Pinus caribaea luego de 14 años de
establecida. Ohta (1990) también reporta que los valores de muchos
parámetros químicos disminuyeron en la superficie del suelo con el
establecimiento de las plantaciones de Acacia auriculiformis y Pinus kesiya:
valores de pH, contenidos de carbono, nitrógeno y CIC. Esto puede
explicarse debido al fenómeno transitorio ocurrido solo durante las edades
tempranas de crecimiento en las plantaciones en áreas con estación secaprolongada, además el contenido de nitrógeno disponible y su proporción al
contenido de nitrógeno total en la capa superficial del suelo se
incrementaron significativamente con el establecimiento de la plantación.
Se observó que no hay una relación entre la calidad del sitio y el puntaje de
la fertilidad del suelo, ya que la zona donde se presentó un menor desarrollo
de las plantas obtuvo un mejor puntaje (Rinconada) que el lugar de mejor
crecimiento (Frontera 2). Es posible que el escaso crecimiento de lasplantas en la Rinconada se deba a condiciones difíciles por debajo de los
primeros 20 cm del suelo, ya que esta zona no fue analizada en este estudio,
y además puede existir una franja de suelo demasiado dura que no permita
que las raíces crezcan y puedan explorar en la profundidad nutrimentos y
agua. Aunque ya se ha mencionado que el sitio La Rinconada presenta
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suelos anegados durante gran parte del año, representando un limitante
para el crecimiento de la especie.
Sin embargo se debe considerar que los procesos de recuperación de suelos
son lentos y que el establecimiento de la acacia sólo lleva cuatro años, por lo
que sería conveniente realizar monitoreos a sus propiedades físicas y
químicas con el fin de observar como van cambiando éstas con el tiempo y
poder determinar el nivel de recuperación de los suelos gracias al
establecimiento con esta especie.
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TABLA 19. Propiedades físicas y químicas de los suelos donde se encuentra plantada la Aca c ia ma n g iu m
Rancho Grande Río Rayo 1 Río Rayo 2 Rinconada Frontera 2 Frontera 1 Mina AbandonadaPropiedades FísicasDensidad Aparente(Mg/ m3)
1.51 1.26 1.50 0.95 1.22 1.21
Arena (%) 58.00b 62.67b 43.33a 66.67b 56.00a 51.00b 57.33bLimo (%) 22.00a 22.67a 34.67b 22.00a 24.50a 27.50a 22.67a
Arcilla (%) 20.00a 14.67a 22.00a 11.33a 19.50a 21.50a 20.00aPropiedades QuímicasPH (1:1) 4.55a 5.08ab 4.93ab 5.43b 5.03ab 4.95ab 5.07ab
M.O (%) 2.35c 0.90a 1.05ab 2.27bc 1.45a 0.75abc 0.97a
N % 0.12c 0.05a 0.05ab 0.11bc 0.07a 0.04abc 0.05a
Carbono orgánico (%) 4.04c 1.55a 1.81ab 3.90bc 2.49a 1.29abc 1.66a
P (ppm) 2.00a 2.00a 1.50a 1.67a 2.00a 1.50a 1.67a
Al (Cmol (+)/kg) 0.80b 0.50ab 0.73ab 0.25a 0.40ab 0.40ab 0.27ab
% Saturación de Al 16.21 7.27 12.41 5.18 6.32 8.56 6.68
Ca (Cmol (+)/kg) 1.95a 2.88a 2.90a 1.80a 3.40a 1.83a 1.63a
Mg (Cmol (+)/kg) 1.80a 3.38a 2.30a 2.67a 2.15a 2.18a 1.97a
Ca/Mg 1.08 0.85 1.26 0.68 1.58 0.84 0.83
K (Cmol (+)/kg) 0.39b 0.26ab 0.16ab 0.19ab 0.38ab 0.27b 0.13a
CIC (Cmol (+)/kg) 4.94a 6.88a 5.91a 4.82a 6.33a 4.67a 3.99a
Fertilidad total 21 18 18 20 18 21 17.5
Las letras diferentes denotan diferencias significativas
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4 .7 FLUJ O DE NUTR IENTES
TABLA 20. Contenido de elementos nutritivos en cada uno de los
componentes del árbol Acacia mangiumen el Bajo Cauca Antioqueño.
Nitrógeno(Kg/Ha)
Fósforo(Kg/Ha)
Potasio(Kg/Ha)
Calcio(Kg/Ha)
Magnesio(Kg/Ha)
Fuste 18,775 12,14 26,5 179,979 50,791Hojas,Flores y Frutos 427,744 9,581 39,856 72,8117 27,112Raíces 20,555 3,875 6,426 22,447 10,466Ramas 28,235 4,705 11,37 27,670 12,635
Hojarasca 91,249 3,958 15,808 29,862 10,227Suelos 1429,34 1,774 242,946 1287,76 733,637
En la TABLA 20 se observa que el nutriente más abundante en la biomasa
aérea y subterránea es el nitrógeno, esto puede deberse a que la acacia
como especie leguminosa es una planta fijadora de nitrógeno, además se ha
reportado como forrajera, lo que comprueba el alto valor de éste en las
hojas.
Después del nitrógeno, el elemento más abundante en todas las partes del
árbol es el calcio, debido a su inmovilidad, lo que no le permite moverse
hacia otras partes del cuerpo vegetal donde se le necesite para generar
nuevos tejidos. Por el contrario, los demás nutrientes analizados (N, P, K,
Mg) son móviles y pueden migrar a las partes de la planta en desarrollo
donde son necesitados especialmente cuando los suelos presentan
deficiencias de estos elementos.
La alta cantidad de nitrógeno que se observa en el suelo puede provenir de
la descomposición de la hojarasca que contiene este elemento en grandes
cantidades y de la acción fijadora de los nódulos presentes en la acacia.
Además del nitrógeno, la hojarasca también aporta al suelo importantes
cantidades de elementos como el calcio, el magnesio y el potasio.
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El mayor reservorio de nutrientes en las plantaciones de acacia es el suelo, a
excepción del fósforo que se encuentra almacenado en mayor proporción en
las hojas, las cuales a su vez representan el mayor reservorio de nutrientes
de la biomasa aérea, debido principalmente a su función fotosintética y de
almacenaje de las sustancias nutritivas. Por el contrario, el componente
que menor cantidad de nutrientes presentó fue el fuste ya que posee
funciones de transporte de sustancias y de sostén del árbol, y pocos tejidos
especializados en el almacenaje de nutrientes.
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FIGURA 14. Representación del ciclo de nutrientes para las plantaciones de
Acacia mangium, las unidades se encuentran en Kg/Ha.
RAMAS
N: 28.235P: 4.705
K: 11.37Ca: 27.67Mg: 12.635
HOJAS, FLORES Y FRUTOS
N: 427.744P: 9.581
K: 39.586Ca: 72.81Mg: 27.112
HOJARASCA
N: 91.25P: 3.96K: 15.81Ca: 29.86Mg: 10.23
SUELO
N: 1429.34P: 1.77K: 242.95Ca: 1287.76Mg: 733.64
RA CES
N: 20.555P: 3.875K: 6.426Ca: 22.447Mg: 10.466
FUSTE
N: 18.775P: 12.14K: 26.05Ca: 179.979
Mg: 50.791
Herbívora
Detritívoros
Meteorización Lixiviación
Atmósfera
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4 .8 OFERTA DENDROENERGÉTICA
Para conocer la cantidad de biomasa de ramas para leña producida por el
bosque fue necesario determinar su porcentaje de humedad. El contenido
de humedad promedio para cada uno de los sitios donde se realizó la poda
se presenta en la tabla 1, de acuerdo con el análisis de varianza realizado
por bloques se expresa que existe diferencias significativas entre las medias
y la varianza entre Río Rayo con los demás sitios.
TABLA 21. Contenido de Humedad de las ramas cortadas en el segundo
metro lineal del fuste diferenciado por sitio de poda al 95% de confianza
Sitio Contenido de Humedad (%)Frontera 1 51.31 ± 7.64Rinconada 56.21 ± 12.24Río Rayo 80.84 ± 14.39Promedio 62.79 ± 11,423
Contenido de Humedad (%)
Frecuencia
0 50 100 150 200 250 300
0
20
40
60
80
100
120
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FIGURA 15. Distribución del contenido de humedad de las ramas en el
segundo metro lineal del fuste.
El 71% de las ramas de los árboles podados presentaron un contenido de
humedad superior al 40%, por lo que fue necesario realizarles un proceso de
secado previo a su uso como leña debido a que la madera posee un mayor
poder calorífico seca que húmeda. Del análisis por bloques se observa que a
mayor edad de la plantación el contenido de humedad disminuye, debido a
que las ramas muertas llevan más tiempo insertas en el fuste.
4.8.1 Biomasa de ramas podadas
Según el análisis de varianza para la biomasa representada en Kg/Ha/ml
para cada uno de los sitios muestreados, se estima que no hay diferencias
significativas entre las medias desde un nivel de bloque a otro y las
varianzas con un 95% de nivel de confianza. Al observar la tabla de medias
se puede concluir que la producción de leña no depende de la edad sino de
la calidad del sitio, pues la Rinconada y Río Rayo presentan edades muy
similares pero las características del sitio son diferentes como ya se
mencionó antes.
Es importante destacar que la producción de leña con base en las podas de
las ramas muertas es un evento puntual en el tiempo, ya que las ramas
podadas no presentan rebrotes y si lo hicieran la calidad en la producción
será muy baja debido a que la Acacia es una especie heliófita que concentra
la producción en las ramas jóvenes más altas. Para evaluar una posible
oferta leñera total es necesario fijar una altura de poda en metros para las
plantaciones, y multiplicar el valor por metro lineal.
TABLA 22. Producción de leña de ramas para diferentes edades al 95%
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Sitio Biomasa (Kg/Ha/ml)
Rinconada (35 meses) 652.617 ± 455.63Frontera 1 (51 meses) 822.964 ± 373.74Río Rayo (31 meses)
Promedio1116.4 ± 353.19
863,994 ± 394,19
Con el fin de poder estimar en un futuro la producción de leña por medio de
parámetros dendrométricos de fácil medición se desarrollaron relaciones
entre la biomasa en Kg/ml/árbol, el número de ramas a podar, el diámetro y
la altura del árbol. El modelo seleccionado es el siguiente:
B = 0.0749678 + 0.0548938R + 0.120714D - 0.0956533HT ( 34 )
Donde:
B: biomasa (Kg/árb/ml)
R: número de ramas podadas
D: DAP (cm)
HT: altura total (m)
El modelo fue seleccionado debido a que presenta los parámetros
estadísticos que afirman que existe una relación significativa entre las
variables con nivel de confianza del 99% (F = 14.58). El R2 indica que el
modelo explica el 20.5% de la variabilidad del Kg/árb/ml. El Durbin-Watson
igual a 1.872 determina que no existe una autocorrelación significativa entre
los errores.
El valor del poder calorífico encontrado para la madera de Acacia mangium
proveniente de las ramas secas es de 4609.4 ± 112.22 Kcal/Kg equivalente a
19270 KJ/Kg, este valor es no es muy diferente a los datos encontrados en
la literatura para varias especies, además se encuentra dentro de la media
citada para la madera seca. Los habitantes de la zona que la han
consumido afirman que es una excelente especie para leña y que posee gran
capacidad de generar calor, además la CSIRO, en Australia, que trabaja con
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especies de Acacia, afirma que la leña de la A. magium es de calidad
reconocida con un poder calorífico que oscila entre 20000 y 20500 KJ/Kg
(Udarbe & Hepburn, 1987, citados por CATIE, 1992).
TABLA 23. Datos de valores de poder calorífico de algunas especies del
bosque húmedo tropical (Tomado de National Academy of Sciences)
ESPECIE PODER CALORÍFICO (KCAL/KG)Acacia auriculiformis 4800 - 4900
Acacia nilotica 4800 - 4950Calliandra calothyrsus 4500 - 4750Casuarina equisetifolia 4950
Derris indica 4600Gliricidia sepium 4900Gmelina arborea 4800
Leucaena leucocephala 4200 - 4600Syzigium cumini 4800
Trema spp 4500
En un estudio realizado para cinco especies de BOMBACACEAE en el Perú por
Mejía & Useda (1992) concluyeron que la madera proveniente de la zona dela copa tiene un valor de poder calorífico superior relativamente mas alto
que otras zonas del árbol. Afirmando que los residuos del aprovechamiento
forestal poseen un alto rendimiento calórico que debe ser utilizado. Los
promedios de poder calorífico encontrados para las especies se muestran a
continuación
TABLA 24. Poder calorífico promedio para varias especies arbóreas
ESPECIE PODER CALORÍFICO SUPERIOR (KCAL/KG)Eriotheca globosa 3978Ceiba samauna 4706Matisia bicolor 4165Matisia cordata 4126
Quararibea asterolepis 4405
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4 .9 S IEMBRA DIRECTA
Para la evaluación de la siembra directa se procedió a realizar una segunda
visita a la Hacienda La Candelaria a los dos meses de establecido el ensayo.
En cada uno de los tres cuadrantes de los tres bloques, se hizo, con la
ayuda de cuerda, una cuadrícula de 3×3 m en la cual se verificó la presencia
o ausencia de alguna plántula de Acacia mangium. En el caso de los nidos,
se constató que hubiese al menos una plántula en ellos. Dicho conteo arrojó
los resultados siguientes.
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BLOQUE 1
Al voleo
1 1 1
1 1 1
1 1 1
Surcos
1 1 1
1 1 1
1 1 11 1 1
Nidos
0 0 1
0 1 0
1 0 0
BLOQUE 2
Al voleo
1 0 1
1 1 0
1 1 1
Surcos
1 1 1
1 1 1
1 0 11 1 1
Nidos
1 1 1 1
1 0 1 1
1 1 1 0
1 0 0 1
BLOQUE 3
Al voleo
1 1 1
1 1 1
1 1 1
Surcos
1 1 1
1 1 1
1 1 11 1 1
Nidos
1 1 1 1
0 0 1 1
1 1 0 0
1 1 1 1
TABLA 25. Resultados de germinación para el ensayo de siembra directa en
porcentajes de presencia
Al Voleo Surcos Nidos
PorcentajeB1 100 100 33B2 78 92 75B3 100 100 75
Promedio 93 97 61
Puede verse que el tratamiento menos efectivo fue el de los nidos, ya que la
germinación presentó un valor medio de 61% contra el de Surcos, que
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resultó ser el más efectivo, seguido de cerca por el Voleo. Según lo que se
pudo observar en el sitio, las semillas de los nidos parece que fueron
barridas por la lluvia, que llenaba los nidos y finalmente se desbordaba,
llevándose las semillas. Esto no pasó en los surcos, que se hicieron a través
de la pendiente en la que estaba situado el ensayo. En cuanto al voleo, los
resultados resultaron ser una sorpresa ya que parecía ser el menos
prometedor cuando se estaba haciendo el primer seguimiento a la
germinación, pues al momento de dejar la hacienda no había germinado una
sola semilla en ese tratamiento. De todos modos, sí se observó un mayor
desarrollo de las plántulas en el bloque que estaba situado en una zona másplana, donde se verificó la presencia de plántulas que ya empezaban a
desarrollar los filodios propios de las plantas adultas de esta acacia (que
cuando recién germina tiene las hojas pinnadas propias de las mimosáceas,
familia a la que pertenece).
Viene al caso mencionar también que además de la poca eficiencia
comparativa con otros métodos que tiene la siembra directa en nidos, el
guardabosque de las plantaciones de Jardín hizo la anotación de que en laRinconada se ensayó este método con resultados aun peores. Él observó
que dado que la topografía allí es plana, los nidos quedaban excavados un
poco por debajo del nivel del suelo, con el resultado de que con las lluvias se
llenaban éstos de agua y con las temperaturas tan altas propias de la zona
del Bajo Cauca el agua en los nidos alcanzaba en días soleados una
temperatura que quemaba la mano si se introducía en ella. Según él, tales
temperaturas probablemente ocasionaron una gran mortalidad en la
semilla. Esta teoría, aunque probable, necesitaría de su verificaciónmediante un ensayo en que se repitan las mismas condiciones.
De los resultados podríamos decir que la siembra directa es un método
viable de reproducir la Acacia mangium para establecer otras plantaciones
evitando así los costos y lo dispendioso de sembrar los árboles con los
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métodos como las bolsas. No obstante, expresamos nuestras reservas con
respecto a este método de siembra por las siguientes razones:
• Se gasta mucha semilla.
• La competencia con las malezas es muy dramática, en especial con los
pastos. Por ejemplo, en este ensayo para la siembra al voleo se removió
la tierra con un pico para que quedara más suelta y por lo tanto más
propicia para el establecimiento de las semillas. En algunas partes de
estos cuadrantes de siembra al voleo el pasto había alcanzado al
momento de la segunda visita una altura que pasaba de la rodilla,literalmente sofocando las plántulas, que resultaban muy difíciles de
encontrar y que seguramente al cabo de unos cuantos meses de lluvia ya
habrían sucumbido completamente al pasto. Y dado que se reporta que
esta especie es sensible a los herbicidas (CATIE, 1992), no resulta muy
aconsejable el uso de éstos.
• Es recomendable realizar un seguimiento del desarrollo de las plántulas
en el tiempo, para verificar su establecimiento y el adecuado crecimiento
de las raíces.• Se observaron algunas loras que comían del fruto de la acacia
directamente del árbol. Otros pájaros que se alimentan de semillas como
algunos fringílidos (Saltator spp., Sporophila spp.), fueron observados en
los árboles de las plantaciones, lo que hace suponer que estas semillas
pueden ser vistas como fuente de alimento por ellos. Aunque las aves
antes mencionadas no comen semillas cuando ya están en el suelo, sí lo
hacen las torcazas, muy comunes en zonas abiertas de la región
(Leptotila verreauxi, Columba subvinacea). En las plantaciones visitadasestos pájaros también eran frecuentes, donde se les veía buscando su
alimento entre la hojarasca, y no se pudo saber si también comían
semillas de acacia. Habría que utilizar en la semilla destinada a siembra
directa, además del fungicida que hoy se usa, un producto (que existe)
para disuadir a las aves de consumirla, si es que lo hacen.
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• A este respecto, también se observó que las hormigas arrieras (Atta sp.),
bastante abundantes en las plantaciones, también llevaban semillas acuestas, tal vez atraídas por el funículo carnoso que las acompaña.
Habría que ensayar a ver si el producto que evita que las aves se lleven la
semilla también es efectivo contra las hormigas.
Todo lo anterior nos lleva a decir que hacen falta algunos ensayos que
tengan en cuenta las anteriores observaciones antes de poder recomendar
en forma definitiva el método de siembra directa, pues con una prueba tan
sencilla como ésta (dadas las limitaciones de tiempo impuestas por el clima)no resulta prudente hacer recomendaciones definitivas.
4 .1 0 . ÍNDICE DE ÁRE A FOLIAR
TABLA 26. Índice de área foliar por sitio
Sitio Hojas/ha IAF1 IAF2 Árb/ha Hojas/árbol
RR1 2.442.582,90 2,11 2,84 1276 1914,25
RR2 1.482.795,89 2,87 1,89 1272 1165,72RIN 704.175,99 0,77 0,86 783,333 898,95F2 3.459.064,24 4,13 4,07 1244 2780,60F1 2.181.266,06 2,47 2,49 1071,58 2035,56
Los datos de IAF1 fueron calculados con el sistema del troquel y los datos de
IAF2 fueron calculados con el tradicional sistema de calcar las hojas en
papel y planímetro. Se realizó una prueba estadística para verificar si había
diferencia significativa entre los resultados de ambos métodos, Se halló que
no hay una diferencia significativa entre las medias de dichas áreas foliares(t = 0,0526293 P-value = 0,959318) ni entre sus desviaciones estándar (F =
1,0565 P-value = 0,9588).
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0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
F1 F2 RIN RR1 RR2
Lugar
IAF1
IAF2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
F 1 F2 RIN RR1
S por lugar
FIGURA 16. Comparación de los IAF de los diversos sitios por los dos
métodos utilizados y con el S
Como se observa en la FIGURA 16 el patrón de comportamiento entre las
gráficas del índice de área foliar y el de índice de sitio son similares, por lo
que consideramos que sitios con mayor S poseen también mayor IAF. En
general el índice de área foliar puede considerarse de medio a bajo, si se
compara con otros estudios realizados (CENICAFÉ, 1962). Esto puede
deberse a que se trata de una especie reconocidamente heliófita, y sus hojas
son reemplazadas rápidamente cuando suficiente luz deja de llegarles por
sombreamiento ocasionado por hojas del mismo individuo o bien por la
competencia con la copa de los demás árboles. En los mencionados estudios
se citan plantas como el café, que poseen un IAF que iba de 6.4 a 10, valor
alto relacionado con la capacidad de adaptación de sus hojas a condiciones
de baja luminosidad. Por lo tanto, en la Acacia sólo permanecen las hojas
que están recibiendo una considerable cantidad de luz, siendo esta la
posible razón por la que la Acacia muestra un IAF relativamente bajo.
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4 .1 1 VEGETACIÓN ASOCIADA
En su mayor parte, la vegetación asociada a las plantaciones de Acacia
mangium visitadas está compuesta de arvenses más o menos comunes de
tierras cálidas en nuestro departamento, como son Cissus sp, Lantana sp.,
Davilla sp. y Clitoria sp. El resto, o son arvenses que son comunes
prácticamente en cualquier clima (Euphorbia spp., Sida sp, Desmodium sp,
Andropogon sp), o componentes de la sucesión secundaria propia de esta
región y zona de vida (Vismia spp, Jacaranda copaia, Cecropia sp, Spondias
mombin, Trema micrantha, Isertia haenkeana).
En el caso de las plantaciones de Jardín, dado que se le hace
mantenimiento más o menos periódico en la forma de “limpieza” o roza de la
vegetación del sotobosque, la diversidad de plantas es menor, y por lo
general la mayor parte de las especies sólo se encuentran en lugares como
cercanías de caños, zanjas y otros lugares de difícil acceso para los
jornaleros encargados de mantener el sotobosque despejado. Al transitar
por la plantación era evidente que la mayor parte de la fauna, como las aves
y mariposas, se concentraban especialmente en las zonas en las cuales
persistían estos pequeños manchones de rastrojo, donde seguramente
podían encontrar más alimento que en la Acacia misma. No obstante lo
anterior, incluso en los lugares donde se advertía que la roza era más
fácilmente practicable, se observaba cobertura deCissus sp., adosada a los
árboles, y de Davilla sp., cubriendo el suelo. En sitios en que se había hecho
posible el crecimiento de una vegetación más abundante, los elementos más
conspicuos eran Isertia haenkeana, Cecropia sp, Passiflora sp, Trema
micrantha y Vismia spp.
En Tarazá (Río El Rayo), dado que a las plantaciones de este lugar han
recibido un mantenimiento menos intensivo, y dado que la topografía es
mucho más quebrada y compleja que la de las plantaciones de Jardín, la
vegetación asociada es también más variada. Por ejemplo, se observaron
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algunas especies de bejucos cuya presencia se registró también en una
visita casual a algunos relictos de bosque natural de la zona, como Serjania
sp. y Mesechites sp. También, en los lugares de la plantación que estaban
más alejados de la Troncal y que seguramente eran menos transitados por
los pobladores de la zona, la regeneración natural era de una magnitud
mayor y se encontraban árboles de Trema micrantha, Cecropia y Spondias de
tamaños comparables a los de los árboles de acacia. La vegetación arbustiva
de sotobosque en estos lugares se componía de Isertia haenkeana, Siparuna
sp, el helecho Dicranopteris pectinata , y en lugares donde el dosel era
menos cerrado, había invasión de macollas de ciertos pastos, entre ellosAndropogon, de arbustos más o menos escandentes como Mimosa, erectos
como Piper y cierta especie de Vernonia bastante frecuente. Tampoco
faltaban los bejucos Davilla y Cissus. Adicionalmente, en las partes donde
el dosel era más espeso y se conservaba más la humedad del suelo se
observó la presencia de Heliconia mariae y Bellucia pentamera.
TABLA 27. Lista de las especies vegetales observadas en las plantaciones de
Acacia mangium
N botánico Familia N común Frontera Río Rayo 2Spondias cf mombin ANACARDIACEAE Hobo 1 1Mesechites sp APOCYNACEAE 0 1Baccharis sp. ASTERACEAE 1 1Vernonia sp. ASTERACEAE 1 1 Tessaria integrifolia ASTERACEAE 0 1 Tabebuia rosea BIGNONIACEAE Roble 1 0 Jacaranda copaia BIGNONIACEAE Chingalé 1 0Memora cladotricha BIGNONIACEAE Pitora 1 0Ochroma pyramidale BOMBACACEAE Balso 1 1Heliotropium sp. BORAGINACEAE 0 1Senna sp. CAESALPINIACEAE Bicho 1 0
Cecropia spp CECROPIACEAE Yarumo,guarumo
1 1
Cochlospermum vitifolium COCHLOSPERMACEAE Papayote 1 0Ipomoea sp. CONVOLVULACEAE 1 1Momordica charantia CUCURBITACEAE Balsamina 1 0Carludovica palmata CYCLANTHACEAE Iraca 1 1Davilla sp. DILLENIACEAE Martín moreno 1 1Alchornea sp. EUPHORBIACEAE 1 0Desmodium sp FABACEAE Pegapega 1 1Clitoria sp. FABACEAE 1 0Casearia sp. FLACOURTIACEAE Vara blanca 1 0Vismia aff guianensis GUTTIFERAE Lacre 1 1
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N botánico Familia N común Frontera Río Rayo 2Vismia aff macrophylla GUTTIFERAE Sietecueros 1 1Heliconia mariae HELICONIACEAE Platanillo 0 1Heliconia wagneriana HELICONIACEAE Platanillo 1 1Clidemia sp. MELASTOMATACEAE Mortiño 1 1Bellucia pentamera MELASTOMATACEAE Guayabo de
danta0 1
Mimosa sp. MIMOSACEAE Zarza 0 1Siparuna sp1 MONIMIACEAE 0 1Ficus spp MORACEAE Higuerón 1 1Passiflora sp PASSIFFLORACEAE Badea 1 0Piper spp PIPERACEAE 1 1Andropogon sp POACEAE Rabo de zorro 1 1Isertia haenkeana RUBIACEAE Coralillo 1 1Palicourea sp RUBIACEAE 0 1Borreria spp. RUBIACEAE 1 1Serjania sp. SAPINDACEAE 0 1
Solanum sp. SOLANACEAE 1 1 Trema micrantha ULMACEAE Zurrumbo 1 1Lantana camara VERBENACEAE Venturosa 1 1Lantana sp. VERBENACEAE Venturosa 1 1Callicarpa sp. VERBENACEAE Guacharaco 1 0Stachytarpheta cayennensis VERBENACEAE 1 1Cissus sp. VITACEAE 1 1Costus sp. ZINGIBERACEAE 0 1Dicranopteris sp POLYPODIACEAE Helecho 0 1
CONCLUSIONES
1. El sitio que presenta mayor potencial para la producción es la Frontera 2,
ya que este sitio ha tenido un mayor manejo silvicultural (poda y
fertilización), y el segundo mejor sitio fue Rancho Grande que es un
suelo degradado por ganadería.
2. Los modelos de crecimiento y rendimiento son de importancia
considerable en cuanto al manejo del bosque, ya que pueden usarse para
estudiar la dinámica del mismo, realizar manejos silviculturales y
opciones o delineamientos de trabajos futuros, al igual que para prever
cosechas y condiciones del sitio.
3. Los máximos incrementos de área basal se obtienen a la misma área
basal para todas las edades (1 m²/Ha), y además, el incremento es
altamente dependiente de la calidad del sitio.
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4. El turno biológico de la especie en el Bajo Cauca Antioqueño es de siete
años.
5. Los rodales semilleros evaluados mostraron mayores alturas y diámetros
comparados con los sitios donde estaban las plantaciones, por lo cual
dichos rodales se pueden tener en cuenta como futuras fuentes
semilleras, en especial el rodal designado como 2.
6. En cuanto a las propiedades físicas de los suelos, los valores de densidadaparente no fueron muy altos lo que demuestra que el suelo no se
encuentra muy compactado. El mayor valor de densidad que se obtiene
en Rancho Grande da pie para pensar que el suelo en este caso se ha
compactado más por la acción de la ganadería que por la minería.
7. Las propiedades físicas y químicas de los suelos en los sitios evaluados
no presentan una diferencia significativa entre las plantaciones y las
minas abandonadas, no obstante se puede observar un modestoincremento en la fertilidad general de los suelos con plantaciones.
8. El contenido de humedad tanto para ramas como para la hojarasca fue
en general mayor en Río Rayo, lo cual deja al descubierto que este sitio
es el que más disponibilidad de agua presenta.
9. El poder calorífico de la acacia es alto 4609.4 ± 112.22 Kcal/Kg (19270
KJ/Kg), lo que la coloca como una gran alternativa para la leña y conuna alta capacidad de generar calor, como lo afirman los habitantes de la
zona.
10. La Acacia mangium es una especie que tiene la capacidad de crecer en
suelos ácidos y empobrecidos como los de la minería, de crecimiento
rápido y que crece muy bien en las condiciones de Bosque Húmedo
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Tropical.
11. La capacidad de la Acacia para fijar nitrógeno y para aportar hojarasca,
la colocan como una posible solución de alto potencial para recuperar
área degradadas.
12. Es una especie que florece y produce frutos en grandes cantidades por
lo que la obtención de semillas para su propagación se puede hacer de
una manera fácil.
13. El ensayo de siembra directa revela que el tratamiento más efectivo
empleado para la germinación es el de surcos, por lo que este método
podría tenerse en cuenta para establecer las plantaciones; sin embargo
se recomienda que se realicen investigaciones más precisas.
14. Dentro de las plantaciones se encuentran asociadas algunas especies de
las cuales hay algunas que son comunes en tierras cálidas en nuestro
departamento, como son Cissus sp, Lantana sp., Davilla sp. y Clitoriaspen cuanto a las herbáceas y trepadoras y Trema micrantha y Cecropia
spp. entre los árboles.
15. No se presenta diferencia significativa entre las dos mediciones sobre el
aporte de biomasa en la hojarasca. Se puede afirmar, que en A.
mangiumse da un aporte de hojarasca uniforme a través del tiempo, lo
que indica que la especie desprende sus hojas a una tasa constante, esto
no se puede generalizar ya que solo se tenían dos conjuntos de datos.
16. El índice de área foliar de esta especie es relativamente bajo comparado
con los de otras especies más tolerantes a la sombra como el café; esto
probablemente se debe a que se trata de una especie pionera, cuyas
hojas son rápidamente reemplazadas cuando no les llega suficiente
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cantidad de luz debido al autosombreamiento o a la competencia con la
copa de los otros árboles.
17. El nutriente más abundante en las plantaciones es el nitrógeno, debido
a que la acacia es una especie fijadora de nitrógeno, además el nitrógeno
que se observa en el suelo puede provenir de la descomposición de la
hojarasca que contiene este elemento en grandes cantidades. Además del
nitrógeno, la hojarasca también aporta al suelo importantes cantidades
de elementos como el calcio, el magnesio y el potasio.
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FIGURA 1. Trampa de hojarasca 37
FIGURA 2. Muestra de ramas de poda de una parcela 42
FIGURA 3. Establecimiento de los bloques 43FIGURA 4. De izquierda a derecha aparecen los tratamientos utilizados (al voleo,surcos y nidos) 44
FIGURA 5. Índice de sitio calculado para los diversos lugares muestreados 47FIGURA 6 Curvas de índice de sitio para Acacia mangium en el Bajo Cauca
Antioqueño 48
FIGURA 7 . Nube de puntos y línea que representa la tasa de crecimiento de áreabasal obtenida para Acacia mangium. 51
FIGURA 8. Curvas de rendimiento corriente en área basal para tres índices de sitiode Acacia mangium, en el bajo Cauca Antioqueño y una densidad de 1111árboles/Ha 54
FIGURA 9. Incremento del área basal con respecto al área basal para diferentesedades y diferentes sitios. 58
FIGURA 10. Comparación de DAP total entre los rodales semilleros y el de losdemás sitios 59
FIGURA 11. Comparación de altura total entre los rodales semilleros y las de losdemás sitios 61
FIGURA 12. Comparación del diámetro cuadrático en los diferentes sitios 62
FIGURA 13. Representación de la biomasa en cada uno de los sitios 67
FIGURA 14. Representación del ciclo de nutrientes para las plantaciones de Acaciamangium, las unidades se e ncuentran en Kg/Ha. 78
FIGURA 15. Distribución del contenido de humedad de las ramas en el segundo metro lineal del
fuste. 80FIGURA 16. Comparación de los IAF de los diversos sitios por los dos métodos
utilizados y con el S 88
Figura 17 ¡Error! Marcador no definido.
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