INFLUENCIA MICROCLIMÁTICA DEL DISEÑO DEL
TUBO PROTECTOR Y RESPUESTA DE DIEZ
ESPECIES FORESTALES AL TUBO VENTILADO
Antonio D. del Campo García1, Rafael M. Navarro Cerillo2, Anna Aguilella Segura1y Jaime Flors Villaverde1
1 E.T.S.I. Agrónomos. Universidad Politécnica de Valencia. Camí de Vera s/n. 46022-VALENCIA (España). Correo electrónico: [email protected]
2 ETSIAM. Universidad de Córdoba. Dep. Ingeniería Forestal. Alameda del Obispo s/n. 14080-CÓRDOBA (España)
Resumen
La importante modificación del ambiente microclimático en el interior de los tubos protectores, lleva a pensar que especies de temperamentos y estrategias de resistencia al estrés dispares tendrán también una respuesta dispar frente al tubo, por lo que podría pensarse que el diseño del tubo debe optimizarse, al menos, por grupos de especies. En este trabajo se exponen los resultados de varios ensayos indepen-dientes, unos relacionados con la caracterización del microambiente dentro del tubo, realizados sin plan-ta, y otros con la respuesta de la planta. En el primer caso, se ha estudiado separadamente el efecto del color, la geometría, el espesor y la ventilación sobre la temperatura, humedad relativa y radiación en el interior de los tubos. Por otro lado, se ha estudiado la respuesta al establecimiento de 10 especies fores-tales, de común uso en restauración, a un tipo concreto de tubo protector ventilado. Se ha medido inde-pendientemente respuesta en primavera y respuesta estival, dado que el efecto del tubo puede ser muy diferente en una u otra circunstancia. Las variables determinadas han sido la supervivencia, el creci-miento en diámetro y en altura. Los resultados han puesto de manifiesto las diferencias microclimáticas que se dan en los tubos de acuerdo a los factores estudiados. Las temperaturas medias han sido siempre superiores en los tubos (entre 5 y 2ºC de media), aunque las diferencias con el control han disminuido con la ventilación y el color del tubo. Así, la ventilación por troneras ha sido menos efectiva que la de pequeños orificios distribuidos por la pared del tubo. En cuanto al color, destaca el importante efecto de sombreo de los protectores, con porcentajes de sombra entre el 35 y el 75%. El color marrón y blanco dieron lugar a un ambiente más opaco, mientras que los colores amarillo y traslúcido registraron mayo-res valomayo-res de radiación en su interior (un 65 y un 136% mayo-respectivamente). El aumento de espesor de la pared del tubo de 2.3 mm a 3.5 mm supuso un descenso de 108 W.m-2, mientras que el aumento de 1.65 a 2.3 mm sólo generó un descenso de 26 W.m-2. En cuanto a la respuesta de las diferentes especies, se ha obtenido que en la mayoría de ellas hay una merma significativa en el crecimiento radical y un aumento significativo en el de altura cuando se emplea el tubo. En el caso del pino rodeno hay una influencia significativa en la mortalidad, que aumentó un 47% con el tubo (en el resto de especies la supervivencia fue alta). Se considera negativa la influencia del tubo si éste promueve un patrón alomé-trico a favor del tallo respecto a la raíz, lo que no es recomendable en el establecimiento. Considerando las variables microclimáticas estudiadas en la primera parte del ensayo, los resultados apuntan a la radia-ción como la más determinante sobre el proceso de arraigo de los plantones.
INTRODUCCION
En el año 79 aparecieron en Inglaterra los tubos protectores para hacer frente al problema de la predación. No obstante, otro de los argumentos normalmente esgrimidos a su favor para su uso en restauración forestal es la formación de un micro-clima favorable en su interior, que se caracteriza por una temperatura y humedad relativa más altas, por la ausencia de aire en movimiento, una reduc-ción de la intensidad de la luz y una mayor con-centración de CO2(POTTER, 1991).
A partir de los 90 se extiende y generaliza su uso en España si bien su diseño básico no se ha mantenido constante, sino que ha ido evolucio-nando para ir adaptándose a las especies y carac-terísticas propias del medio mediterráneo, por ejemplo, la altura, el color o la ventilación (BERGEZ& DRUPAZ, 2000; BELLOTet al., 2002;
OLIETet al., 2003; NAVARRO et al., 2005). No
obstante, pese al creciente número de estudios relacionados con el efecto del tubo sobre la microclimatología y el establecimiento de la planta, no hay claridad en la influencia que indu-cen determinados aspectos de su diseño como el color, el tipo de ventilación o el diseño de su pared. Ello se debe a que normalmente se com-paran distintos tipos de tubos comerciales donde cambian simultáneamente estas variables (geo-metría, color, ventilación, espesor, etc.), siendo difícil atribuir las diferencias en los resultados a un aspecto concreto del diseño.
El objetivo del presente trabajo ha sido en primer lugar, identificar diferencias en el micro-clima del tubo según los factores geometría, ventilación, espesor y color, sin la presencia de plantas y, en segundo lugar, estudiar el efecto de un tipo de tubo concreto sobre el establecimien-to en 10 especies forestales.
MATERIALES Y METODOS
El estudio del efecto del diseño del tubo sobre las condiciones microclimáticas en su inte-rior se ha abordado mediante una serie de ensa-yos independientes, fijando el factor de estudio en cuestión y manteniendo constantes el resto de factores de diseño. Estos ensayos se notan como A (estudio del efecto de la ventilación y la
geo-metría), B (estudio del efecto del espesor) y C (estudio del efecto del color). En el primer caso (A), se han realizado 3 ensayos distintos según la naturaleza de la muestra empleada: A1, dónde se modifica geométricamente la forma de un mismo tipo de tubo; A2, que estudia el tamaño y distri-bución de las troneras en la ventilación; y A3, que estudia el efecto de la ventilación por peque-ños orificios sobre la pared del tubo. En A3 tam-bién se midió la radiación, lo que se nota como ensayo A4. En la tabla 1 se indican las caracterís-ticas de los distintos tubos empleados así como el ensayo en que participa cada uno.
Para la caracterización de la microclimato-logía en los tratamientos se midieron las varia-bles de temperatura (T, ºC), humedad relativa (HR, %), radiación (W.m-2), punto de rocío (PR, ºC) y humedad del suelo (HS, %), aunque sólo se presentan los resultados de las tres primeras. Para ello, se instalaron microestaciones meteo-rológicas (HOBO Micro Station. "HWS-Micro") a las que iban conectados los distintos sensores de forma que siempre había al menos 3 repeticiones por tratamiento y variable. Los sensores se programaron para recoger datos cada 20 minutos, durante todo el periodo que duró cada estudio (Tabla 1).
En el caso del estudio del efecto del tubo sobre las plantas se consideró únicamente el tubo tipo FT-1 (Tabla 1) en color marrón en este caso y suministrado en 5 diámetros diferentes. Las especies empleadas fueron Pinus halepensis (PIHA), P. pinaster (PIPR), Quercus ilex (QUIL),
Q. faginea (QUFA), Arbutus unedo (ARUN),
Se empleó el análisis de la varianza (ANOVA) como técnica de contraste general, comprobando en cada caso el cumplimiento de los postulados que exige la prueba. En caso de violación de los mismos se transformaron las variables, aunque en algunos análisis no fue posible encontrar transfor-mación alguna, lo que se indica en su caso. Tanto estas pruebas como el análisis estadístico descrip-tivo de los resultados obtenidos fue llevado a cabo mediante el programa estadístico SPSS 11.5.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Las figuras 1, 2 y 3 muestran los resultados obtenidos en los ensayos A, B y C
respectiva-mente. En todos los casos se han obtenido dife-rencias significativas respecto al control tanto en temperatura como en humedad relativa, en con-sonancia con la literatura previa (KJELGREN et
al. 1997; DRUPAZ& BERGEZ1999; OLIETet al.
2003; DELCAMPOet al., 2006). En el ensayo A1 se observa que ninguna de las modificaciones geométricas ha conseguido bajar la temperatura media dentro del tubo al nivel del control. No obstante, la apertura del diámetro del tubo de 7 a 9 cm (de T1 a T.1.0) ha mejorado el régimen térmico dentro del tubo, aunque de forma leve. Esto puede tener cierta importancia ya que es frecuente que algunas marcas comerciales dis-pensen el producto en 5 diámetros diferentes para reducir el volumen del producto y facilitar
Tubo Color Altura x Espesor: total (capa ext., Ventilación Ensayo Fecha
diámetro, cm cámara, capa int), mm (2006)
C Sin tubo Todos Todas
T1 Marrón- 50 x 7 Ø Max: 2,6 (0,25+2,1
salmón +0,25) Min: 0,25 no A1 12-18 jul
T1.0 Idem T1 50 x 9 Ø Idem T1 no A1 12-18 jul
T1.1 Idem T1 50 x 9 Ø Idem T1 Orificio basal 1 x 9 cm A1 12-18 jul T1.3 Idem T1 50 x (5-10) Ø Idem T1 Forma cónica invertida quedando A1 12-18 jul
abierto el tronco de cono arriba (6 cm separación)
T1.2.1 Idem T1 50 x 9 Ø Idem T1 Orificio basal de 2 x 10 cm A2 3-7 Ago T1.2.2 Idem T1 50 x 9 Ø Idem T1 2 orificios de 2 x 10 cm: A2 3-7 Ago
basal y superior
T1.2.3 Idem T1 50 x 9 Ø Idem T1 3 orif. de 2 x 10 cm: A2 3-7 Ago basal, medio, superior
FT Verde 57,5 x 9 Ø 2 (.2 + 1,6 +.2) no A3(A4) 30Nov
-3 Dec FT.1 Verde 57,5 x 9 Ø Idem FT 3,33 orif. (2mm Ø) / cm2. A3(A4) 30Nov Distribuidos en 840 cm2 -3 Dec a partir de 19 cm de altura
FT.2 Verde 57,5 x 9 Ø 1,55 orif. (2mm Ø) / cm2. A3(A4) 30Nov Distribuidos en 840 cm2 -3 Dec a partir de 19 cm de altura
PAf Azul (fino) 50 x 10 x10 1,65 (-2 + 1,25 + .2) no B 7-11 Dec PAg Azul (grueso) 50 x 10 x10 3,5 (.2 +3,1 + .2) no B 7-11 Dec PAn Azul (norm.) 50 x 10 x10 2,3 (.2 + 1,9 + .2) no B, C 7-11 Dec
PV Verde 50 x 10 x10 2,3 (.2 + 1,9 + .2) no C 7-11 Dec
PM Marrón 50 x 10 x10 2,3 (.2 + 1,9 + .2) no C 7-11 Dec
PT Transparente 50 x 10 x10 2,3 (.2 + 1,9 + .2) no C 7-11 Dec
PAM Amarillo 50 x 10 x10 2,3 (.2 + 1,9 + .2) no C 7-11 Dec
PB Blanco 50 x 10 x10 2,3 (.2 + 1,9 + .2) no C 7-11 Dec
su transporte. En el ensayo A2, que básicamente estudia el tamaño y distribución de las troneras en la ventilación del tubo, tampoco se ha mejo-rado el régimen térmico, pese al aumento de la superficie de ventilación desde T1.2.1 a T1.2.3. El sistema de ventilación por troneras es empe-lado en algunos modelos comerciales y pretende crear corrientes de aire desde la base (donde normalmente se ubican las troneras) hacia arriba (BERGUEZ& DRUPAZ, 2000). El ensayo A3
estu-dia el efecto de la ventilación realizada meestu-dian- median-te pequeños orificios distribuidos en la pared del tubo. Aquí, se ha obtenido cierta linealidad en los tratamientos de modo que la temperatura media en el tubo disminuye a medida que aumenta la superficie de ventilación, aunque no se han producido diferencias significativas entre los tratamientos con vetilación FT-1 y FT-2. Finalmente, el ensayo A4 no ha generado dife-rencias entre tratamientos, pero destaca la importante reducción de la radiación que se pro-duce al interior de los tubos (>70%). Dada la fecha en que se realizaron algunos experimentos del ensayo A, se registraron con cierta frecuen-cia máximas diarias por encima de los 45ºC, lo que tiene efectos negativos sobre la tasa
fotosin-tética de las plantas y en determinados casos puede incluso provocar daños en el aparato foto-sintético (FROUXet al., 2004).
El ensayo B (figura 2) ha puesto de manifies-to la existencia de diferencias significativas en la radiación y la temperatura entre los protectores con mayor grosor de la pared (PAg) y los más finos (PAf). En el caso de la temperatura se obser-va linealidad a medida que aumenta el grosor de 1.65 a 3.5 mm, lo cual choca con los resultados de radiación, pues hay una relación inversa.
El ensayo C ha mostrado la existencia de importantes diferencias significativas en todas las variables microclimáticas estudiadas según el color del protector (Figura 3). Los colores traslú-cido (PT), verde (PV), azul (PAn) y amarillo (PAM) han registrado temperaturas medias muy superiores al control (>4.5ºC), mientras que los colores blanco (PB) y marrón (PM) no han dife-rido significativamente respecto a éste. Este comportamiento parece estar directamente rela-cionado con la radiación registrada en el interior de cada tubo (a diferencia de lo observado en el ensayo B), de modo que los colores más opacos han sido los que menor diferencia de temperatu-ra han mosttemperatu-rado respecto al control. Destaca el
Figura 1. Ensayo A. Valores medios de temperatura, humedad relativa (A1, A2 y A3) y radiación (A4) en distintos tubos
protectores donde únicamente cambia la ventilación (A2, A3 y A4) y la geometría (A1) dentro de un mismo ensayo. Tratamientos con letras diferentes indican diferencias significativas entre ellos al p-valor<0.05 (mayúsculas para tem-peratura y radiación y minúsculas para humedad relativa). Las barras corresponden al error estándar
C B C C A a a a a b 0 5 10 15 20 25 30 35
C T1 T1.0 T1.1 T1.3
T media (ºC)
46 48 50 52 54
HR media (%)
T HR
A B B B
b a a a 18 19 20 21 22 23 24 25
C T1.2.1 T1.2.2 T1.2.3
T media (ºC)
46 48 50 52 54 56
HR media (%)
T HR B B C A a a a b 0 2 4 6 8 10 12 14 16
C FT FT-1 FT-2
T media de 9-18 h (ºC)
64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84
HR media (%)
T HR A A A 0 20 40 60 80 100
FT FT-1 FT-2
% Radiación dentro del tubo
A1 A2
valor del tubo traslúcido, que probablemente produce efectos de reflexión en su interior y ello aumenta considerablemente el valor de la radia-ción respecto del exterior en casi un 40%.
La figura 4 muestra los resultados obtenidos en el ensayo con plantas. El tubo ventilado FT-1 (en color marrón en este caso) ha provocado un mayor crecimiento en altura, significativo en todas las especies excepto madroño, rodeno y quejigo, y un menor crecimiento en diámetro sig-nificativo en todos los casos excepto en madroño almez y quejigo. La mortalidad ha sido baja en la mayoría de las especies (datos no mostrados), por lo que no han existido diferencias significati-vas respecto al efecto del tubo, con la salvedad del pino rodeno, cuya supervivencia ha sido cla-ramente perjudicada por el protector desde el control de julio. Los valores finales en esta
espe-cie son del 100% de planta viva en el tratamien-to control y del 53% en el tubo.
Revisando los resultados de la primera parte del trabajo, cabe pensar que el color marrón, y por tanto la escasa radiación dentro del tubo, ha sido la responsable de este patrón alométrico indesea-ble para el estaindesea-blecimiento (BURDETT, 1990), al
crear condiciones que promueven el desarrollo del tallo frente al de la raíz (KIMMINS, 2004).
CONCLUSIONES
En las condiciones de estación de este ensa-yo y para el tiempo de estudio analizado, puede decirse que el tipo de protector empleado no ha mejorado el establecimiento en ninguna especie y lo ha perjudicado en la mayoría. Sólo el
Figura 2. Ensayo B. Valores medios de temperatura, humedad relativa y radiación en distintos tubos protectores donde
únicamente cambia el espesor de la pared. Tratamientos con letras diferentes indican diferencias significativas entre ellos al p-valor<0.05 (mayúsculas para temperatura y radiación y minúsculas para humedad relativa). Las barras corresponden al error estándar
B C BC A
ab b ab a 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
P Af P Ag P An Co ntro l
T media de 9 a 18 h (ºC) 4 8
5 0 5 2 5 4 5 6 5 8 6 0 6 2
HR media (%)
T HR
B B A
0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0
P An P Af P Ag
% Radiación dentro tubo
B
Figura 3. Ensayo C. Valores medios de temperatura, humedad relativa y radiación en distintos tubos protectores donde
únicamente cambia el color. Tratamientos con letras diferentes indican diferencias significativas entre ellos al p-valor<0.05 (mayúsculas para temperatura y radiación y minúsculas para humedad relativa). Las barras corresponden al error estándar
A AB A CD BC D CD bc a bc a c a ab 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8
P AM P An P B C P M P T P V
T media de 9 a 18 h (ºC) 2 0
3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0
HR media (%)
T HR
C
D C B A E
0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0
P AM P An P B P M P T P V
% Radiación dentro del tubo
madroño presenta un buen aspecto en el interior de los tubos. El estudio individualizado de aspectos concretos del diseño del tubo ha ayuda-do a mejorar la interpretación de su efecto en la respuesta de las plantas.
Agradecimientos
Este trabajo ha sido posible gracias a la finan-ciación de la Conselleria de Empresa, Universidad y Ciencia de la Generalitat Valenciana a través del proyecto de I+D GV06/128: Influencia del diseño de tubos protectores en la magnitud del aporte hídrico por condensación e interceptación en repo-blaciones forestales en la provincia de Valencia.
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OLIET, J.A.; NAVARRO, R.M. YCONTRERAS, O.;
2003. Evaluación de la aplicación de tubos
Figura 4. Incrementos de altura (Izqda.) y diámetro (Dcha.) en 10 especies con tubo protector ventilado (1) y sin tubo
(0) durante el año 2007. El color negro indica la parte de crecimiento correspondiente al verano, mientras que el color claro se refiere al crecimiento primaveral. La presencia de asteriscos indica diferencias significativas en el crecimien-to crecimien-total (de altura o diámetro) para esa especie al p-valor de 0.05 (*) o 0.01 (**)
**
**
** **
** **
**
-5 0 5 10 15 20 25 30
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
ARUN CEAU COSA FROR JUPH PIHA PIPR QUFA QUIL SODO
Incremento altura (cm)
Crec verano Crec primavera
** **
** **
**
*
*
-1 0 1 1 2 2 3 3
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
ARUN CEAU COSA FROR JUPH PIHA PIPR QUFA QUIL SODO
Incremento diámetro (mm)
y mejoradores en repoblaciones forestales. Junta Andalucía. Consejería Medio ambien-te. Manual de restauración forestal 2.
