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EXPOSICIÓN EVALUACIÓN DEL CRECIMIENTO DE ARBOLES DE Enterolobium cyclocarpum (JACQ.) GRISEB (OREJA DE NEGRO) A TRAVÉS DEL ANÁLISIS DENDROCRONOLÓGICO 1

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Yuliana Ávila Barrientos ; Cecilia Ballón Falcón ; Karina Bustamante De los Ríos ; Carmen Condori 1 2 2 Caballón ; Jedi Rosero-Alvarado ; Manuel Chavesta Custodio 1

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Alumnas Fac. de Ciencias Forestales, UNALM; [email protected] Docente, Laboratorio de Anatomía e 2 Identificación de Maderas – UNALM, Lima-Perú; [email protected], Docente, Laboratorio de Anatomía e Identificación de Maderas – UNALM, Lima-Perú RESUMEN

El crecimiento de los árboles está relacionado directamente a factores climáticos y de sitio. Ese crecimiento queda registrado en la estructura anatómica de la madera y su análisis puede brindar información sobre la edad y tasa de crecimiento anual. La presente investigación determinó la edad y tasa de crecimiento de la especie Enterolobium cyclocarpum instaladas en el campus universitario de la UNALM mediante el análisis dendrocronológico. Fueron seleccionados 9 árboles provenientes de dos sitios (4 del sitio A y 5 del sitio B) que presentaban condiciones de crecimiento diferentes. Se aplicó un muestreo no destructivo con sonda de Pressler (2 radios/árbol), se prepararon y acondicionaron las muestras en soportes de madera para análisis anatómico y dendrocronológico. El anillo de crecimiento se caracteriza por presentar una secuencia de poros grandes al inicio, disminuyendo su tamaño en la zona fibrosa ((fibras de paredes gruesas) finalizando con la presencia de parénquima marginal observándose variaciones en albura y duramen. La edad de los individuos fue de hasta 11 y 23 años para los sitios A y B respectivamente. Se obtuvo una correlación Pearson positiva y significativa de 0.56 en los últimos 8 años de crecimiento entre ambos sitios. La tendencia del crecimiento de los árboles en los sitios A y B fue lineal y logarítmica respectivamente y las tasas de crecimiento 12.8 mm/año y 18.58 mm/año. Estos resultados reflejan la influencia del factor climático (alta correlación) y de sitio (tasas diferentes) en el crecimiento de la especie. Palabras clave: Crecimiento; Dendrocronología; Dendroecologia, Enterolobium cyclocarpum; Tasa de crecimiento. GROWTH EVALUATION IN DIAMETER IN Enterolobium cyclocarpum's TREES (Jacq) GRISEB (Oreja de negro) ACROSS DENDROCHRONOLOGY ANALYSIS ABSTRACT The tree growth is directly related to climate and site factors. This growth is recorded in the anatomical structure of wood and their analysis can provide information about age and growth rate. This investigation determined the age and growth rate of the species Enterolobium cyclocarpum installed on the Universidad Nacional Agraria La Molina - UNALM (campus) through dendrochronological analysis. 9 trees were selected from two sites (4 Site A and 5 Site B) due to different growing conditions. Sampling was non-destructive probe Pressler (2 radios per tree), were prepared and conditioned media samples in wood anatomical and dendrochronological analysis. The ring was characterized by a sequence of large pores at the beginning, reducing its size in the fibrous area ((thick-walled fibers) and ending with the presence of marginal parenchyma showed variations in sapwood and heartwood. The individuals age was up to 11 and 23 years for sites A and B respectively. There was a positive and significant Pearson correlation of 0.56 in the last 8 years of growth between the two sites. Respectively the trend of growth of trees in sites A and B was linear and logarithmic, and growth rates 12.8 mm / year and 18.58 mm / year. These results reflect the influence of the climate (high correlation) and site (different rates) on the growth of the species. Keywords: Growth; Dendrochronology; dendroecology, Enterolobium cyclocarpum; growth rate.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DE HUANCAYO FACULTAD DE CIENCIAS FORESTALES Y DEL AMBIENTE INTRODUCCIÓN El crecimiento radial en los árboles, originado por el cambium, genera tejido xilemático secundario y floema durante el periodo de crecimiento. Este crecimiento depende en gran medida de las características genéticas de cada especie y de la influencia de factores internos (edad) y externos (clima, suelo, competencia y sitio) (FRITTS, 1976; HAYGREEN; BOWYER, 1982; SCHWEINGRUBER, 1988; GUERRERO-CAMPO, et al. 1998; TOMAZELLO FILHO et al, 2000, 2001). Investigaciones sobre el crecimiento en árboles de bosques tropicales y subtropicales indican que la variación intra e inter anual en diferentes especies está relacionada a factores limitantes como la precipitación y temperatura principalmente (FRITTS, 1976; HAYGREEN & BOWYER, 1982; KAENNEL & SCHWEINGRUBER, 1995; TOMAZELLO FILHO et al, 2000; CAMPOS et al., 2009; ROSERO-ALVARADO, 2009). La estacionalidad en regiones tropicales es marcada por la presencia de estación seca, periodos de inundación o por estación seca moderada en lugares con suelos bien drenados, ocasionando en los árboles una fase de latencia llevando a la formación de anillos de crecimiento anuales (JACOVY, 1989; WORBES, 1995, 2002; POVOA DE MATTOS, et al.; 2004). Estudios dendrocronológicos aplicados en la ecología de los árboles (dendroecologia) permiten determinar tasas de crecimiento, producción de leño, ciclos de rotación y tasas de reposición siendo informaciones de gran importancia en manejo forestal y la sostenibilidad de los bosques naturales (TOMAZELLO FILHO, et al. 2001; LISI, et al. 2008). PRIYA & BHAT (1999) determinaron mediante un análisis dendrocronológico que el crecimiento anual de Tectona grandis se debía a la estacionalidad causada por la precipitación permitiendo la elaboración de cronologías que fueron aplicadas en determinación de tasas de crecimiento de la especie. DEVALL et al. (1998) reconstruyendo la historia de los bosques montanos de Fitzroya cupressoides mediante el análisis de anillos de crecimiento determinó que esta especie había sufrido varios periodos de raleo (liberación) y perturbación significativa en los últimos 34 años generando altas tasas de crecimiento. DUNISH, et al. (2002, 2003) relacionando la formación de anillos de crecimiento y la ecofisiologia de Cedrela odorata y Swietenia macrophylla demostraron que esta última es más sensible a variaciones en el crecimiento de los árboles bajo condiciones desfavorables de luz, agua y disponibilidad de nutrientes. El presente estudio tiene como objetivo evaluar el crecimiento en diámetro de la especie Enterolobium cyclocarpum en dos lugares de muestreo bajo condiciones diferentes de sitio a través del análisis dendrocronológico. MATERIALES Y METODOS Área de estudio y muestreo Campus universitario de la Universidad Nacional Agraria La Molina –UNALM. Fueron seleccionados 2 sitios de muestreo con condiciones locales de crecimiento diferentes (espaciamiento, competencia, disponibilidad de agua, etc.) para la especie Enterolobium cyclocarpum; el primero ubicado en la plantación experimental N° 5 2 de silvicultura (“El bosquecillo”) (Sitio A ) situado en el extremo sur del campus universitario y el segundo en 6 el estacionamiento “Dantitas” (Sitio B ) situado al lado de la facultad de Ciencias Forestales de la UNALM (Figuras 1a y 1b). Estas condiciones responden al espaciamiento (1.5 x 1.5m) encontrado en las plantaciones del sitio A en comparación a la del sitio B (3x3m), a la competencia por luz (mayor en sitio A) y a la disponibilidad de agua (mayor en sitio B). Colección y extracción de muestras de Enterolobium cyclocarpum Se seleccionaron al azar 4 árboles de la especie Enterolobium cyclocarpum correspondientes al sitio A y 5 árboles correspondiente al sitio B. Se colectaron 2 muestras radiales obtenidas con sonda de Pressler de 5,1mm de diámetro por 400mm de largo (Figura 1C y 1D a la altura del DAP evitándose muestrear en zonas dañadas o de compresión-tensión y cambios abruptos en el leño. Una vez obtenidas las muestras fueron acondicionadas en tubos de plástico (sorbetes), selladas con cinta adhesiva y codificadas de la forma ORE1R1 para el sitio A y OREO001R1 para el sitio B respectivamente luego llevadas al Laboratorio de Anatomía e Identificación de Maderas de la Facultad de Ciencias Forestales para su análisis.

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Figura 1. Área de muestreo y colección de muestras de Enterolobium cyclocarpum. (A) “El bosquecillo” Sitio A, (B) “Dantitas” Caracterización e identificación anatómica de la estructura de los anillos de crecimiento de Enterolobium cyclocarpum Se realizó la identificación y caracterización de elementos anatómicos a través de un análisis macroscópico en el estereoscopio basándose en la caracterización expuesta por Grosser (1977) y la descripción macroscópica de IAWA (1989) para la determinación de la configuración del anillo de crecimiento (verdaderos). Se elaboró un bosquejo con lo observado en las diferentes muestras, analizando albura, duramen y área de transición. Medición de ancho de anillos y elaboración de series cronológicas -2

Las muestras pulidas (utilizando lijas de diferentes granos 320, 400 y 600 grano.pulgada ) fueron digitalizadas en Scaner HP Scanjet G2410 con 600 ppp de resolución a color generando archivos de imagen con extensión “.bmp”. Ancho de los anillos (series) de crecimiento fueron medidos con el software Image Tool v 3.0 siguiendo la metodología propuesta por MOYA, et al. (2007) para análisis de imágenes digitales. Los valores de las series de ancho de anillos de cada árbol fueron sincronizados entre sí (intra e inter) mediante el cofechado visual, teniendo como apoyo gráficos de las series de ancho de anillos. El control de calidad de los datos y la sincronización también fueron realizados con el programa COFECHA (HOLMES; ADAMS; FRITTS 1986; DELGADO, 2000). Determinación de la tasa de crecimiento (dendroecologia) Determinadas las series cronológicas de la especie en ambos sitios se procedió a elaborar curvas de crecimiento promedio acumulado por año para cada sitio de muestreo obteniendo valores de media, máxima,

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DE HUANCAYO FACULTAD DE CIENCIAS FORESTALES Y DEL AMBIENTE mínima y desviación estándar del crecimiento. La tasa y la tendencia de crecimiento en ambos sitios fueron consideradas indicadores de calidad de sitio de la especie. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Mediante el análisis visual con estereoscopio se pudo identificar y caracterizar la configuración del anillo de crecimiento en la especie Enterolobium cyclocarpum. En la albura se observó claramente una secuencia marcada por poros grandes al inicio del crecimiento disminuyendo su tamaño al finalizar el anillo, mostrando también la presencia de parénquima marginal (Figura 2a). En duramen, la secuencia es caracterizada también por poros grandes que disminuyen su tamaño en la zona fibrosa (fibras de paredes gruesas) siendo esta más visible. Además, se observó la presencia de parénquima marginal entre la zona fibrosa y los poros grandes del siguiente anillo (Figura 2b).

Figura 2. Caracterización del anillo de crecimiento en Enterolobium cyclocarpum. (A) Configuración del anillo verdadero en albura, (B) Configuración del anillo verdadero en duramen, (C) Falso anillo en albura, (D) Falso anillo en duramen. Flecha amarilla= crecimiento radial medula–corteza, F= Fibras; V=Vasos; P=Parénquima. La dificultad de la identificación de anillos en el duramen se debe a las características organolépticas como color, brillo y textura principalmente que dificultan la visibilidad del parénquima. La identificación de anillos falsos en ambos casos (albura-duramen) se caracterizaron por no tener una secuencia definida y diferente a lo explicado anteriormente (Figura 2c y 2d). La presencia de poros grandes al inicio del anillo de crecimiento concuerda con la explicación dada por HAYGREEN & BOWYER (1982) indicando que los elementos de mayor diámetro son producidos al inicio de la estación de crecimiento en primavera disminuyendo conforme finaliza la estación de crecimiento. Por otro lado, la formación de parénquima marginal al final del anillo de crecimiento está relacionada con la latencia a la que se somete el árbol finalizando el crecimiento durante el invierno (reducción en el ritmo de producción de nuevas células) siendo esta una respuesta típica de la especie a factores ambientales durante el inicio-fin de la estación de crecimiento (SHEPHERD, 1964; DETIENNE & MARIAUX, 1977; CHALK, 1983; ROSEROALVARADO, 2009).

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Figura 3. Series de anillos de crecimiento en la especie Enterolobium cyclocarpum. Izquierda, Series de ancho de anillos, variabilidad radial en muestras. Derecha, Serie cronológica e índices en ambos sitios de muestreo Las series de ancho de anillos construidas a partir de la identificación del anillo en la caracterización anatómica (Figura 3 izquierda) mostraron una alta variabilidad en los primeros anillos de crecimiento debido posiblemente a la alta sensibilidad de la especie a los factores climáticos y de sitio como muestra la figura 3 (derecha). Estas series fueron correlacionadas utilizando el programa COFECHA resultando en correlaciones positivas y significativas de 0.68 y 0.70 para 3 individuos del sitio A y 4 del sitio B respectivamente obteniendo una serie cronológica “master” para cada sitio (Figura 3b). Los individuos restantes (1 sitio A; OREO3 y 1 sitio B; ORE4) fueron eliminados del análisis por presentar poca cantidad de datos, ser muy variables al inicio del crecimiento, reflejado en los primeros anillos (ancho), y presentar mayor frecuencia de anillos falsos pudiendo influir en el análisis. Como puede observarse hay un periodo en común correspondiente a los últimos 8 años desde la actualidad (2001-2009), donde en ambos sitios existe una semejanza en el comportamiento de las series cronológicas. Ambas presentaron una correlación Pearson positiva y significativa de 0.59 (Cuadro 1). Esto evidencia la presencia de una señal común que influye en el crecimiento y formación de anillos anuales en ambos sitios. Cuadro 1 – Intercorrelación de las series cronológicas obtenidas a partir de comparación de ancho de anillos de crecimiento Secuencia Series Intervalo Intercorrelación 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

OREO2R1 2001 OREO2R2 2001 OREO4R1 2001 OREO4R2 2001 OREO5R2 2001 ORE1R1 2001 ORE1R2 2001 ORE2R1 2001 ORE3R1 2002 ORE3R2 2002 Correlación promedio Nota: Pearson 99%, nivel crítico de correlación 0.5155

2009 2009 2009 2009 2009 2008 2009 2008 2007 2008

0.74 0.69 0.74 0.5 0.22 0.42 0.81 0.72 0.45 0.64 0.59

La edad de los árboles determinados para al sitio A y sitio B fue de 11 años (1999-2009) y 23 años (19872009) respectivamente. Este resultado corrobora informaciones sobre el establecimiento de la plantación en el sitio A en el año 1999 por parte de los alumnos de la Facultad de Ciencias Forestales – UNALM. Por otro lado no se cuenta con informaciones sobre la época de establecimiento de los árboles en el sitio B por lo que se presume que fue en 1987.

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Figura 4. Tendencia de crecimiento de la especie Enterolobium cyclocarpum. Izquierda, Tendencia de crecimiento para los dos sitios de muestreo en los periodos 1987-2009. Derecha, Tendencia de crecimiento para los dos sitios de muestreo en los primeros 11 años de crecimiento. Las curvas promedio de crecimiento acumulado por anillo/ año de los individuos en ambos sitios se muestran en la figura 4. En la primera se observa que en el sitio A los árboles presentan una tendencia lineal comparada con el sitio B que muestra en los últimos años una ligera disminución en la tasa de crecimiento producto de la edad (estabilización) mostrando una tendencia logarítmica. En la segunda se muestra un grafico comparativo de las tendencias de crecimiento en ambos sitios correspondientes a los primeros periodos de crecimiento (desde el año 0 hasta los 11) donde las tasas promedio anual en diámetro fueron de 2,44 cm y 3.56cm para el sitio A y sitio B respectivamente. La diferencia de las tasas en ambos sitios indica la influencia de las condiciones locales en el crecimiento de los individuos de la especie en estudio registrados en los anillos de crecimiento. Estas condiciones responden al espaciamiento (1.5 x 1.5m) encontrado en las plantaciones del sitio A en comparación a la del sitio B (3x3m), a la competencia por luz (mayor en sitio A) y a la disponibilidad de agua (mayor en sitio B). CONCLUSIONES La configuración del anillo de crecimiento en la especie Enterolobium cyclocarpum fue caracterizada por la presencia de poros grandes al inicio, zona fibrosa y parénquima marginal al finalizar el anillo. La correlación positiva y significativa en los sitios evaluados demuestra que la especie está regida por una señal común (factor común) en el crecimiento pudiendo determinarse la edad en ambos casos. Es de esperarse que los anillos venideros tengan la misma relación de crecimiento con el pasar de los años. Los individuos analizados presentan una tendencia lineal de crecimiento similar en los primeros años con diferentes tasas, producto de las condiciones de sitio. La tasa de crecimiento en el sitio B resulto mayor a del sitio A debido a factores de sitio como espaciamiento, competencia por luz y disponibilidad de agua. La especie Enterolobium cyclocarpum presenta un alto potencial para estudio de dendrocronología tropical y aplicaciones. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. 2. 3. 4.

CAMPOS ZUMAETA, L.E. Dendrocronología en árboles de Tornillo cedrelinga catenaeformis Ducke (Fabaceae), del centro de investigaciones Jenaro Herrera en el noreste de la Amazonia, CHALK, L. Growth rings. In: METCALFE, C. R.; CHALK, L. Anatomy of dicotyledons. Oxford: Clarendon Press, 1983. v. 2. DELGADO S.C. Aplicaciones estadísticas en estudios dendrocronológicos. In: ROIG, F.A. (Comp.). Dendrocronología en América Latina. Mendoza: Editorial de la Universidad Nacional de Cuyo, 2000. p. 79-102. DEVALL,M.; PARRESOL, B.; ARMESTO, J. 1998. Dendroecological analysis of a Fitzroya cupressoides and a Nothofagus nitida stand in the cordillera Pelada, Chile. Forest ecology and management 1008 (1998) 135-145

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POVOA DE MATTOS, P.; ARNO, R.; DE SALIS, S. Potencial dendroecológico de Tabebuia heptaphylla (Vell.) Toledo. Bol. Pesq. Fl., Colombo, n.48, p.93-103 jan./jun. 2004 6. DÜNISH, O.; AZEVEDO, C.P.; GASPAROTTO, L.; MONTÓIA, G.R.; DA SILVA, G.J.; SCHWARZ, T. Light, water and nutrient demand for the growth of three high quality timber species (Meliaceae). Journal of Applied Botany, Göttingen, v. 76, p. 29-40, 2002. 7. DÜNISCH, O.; MONTÓIA, V.R.; BAUCH J.; Dendroecological investigations on Swietenia macrophylla King and Cedrela odorata L. (Meliaceae) in the central Amazon. Trees: Structure and Function, Berlin. v. 17, p. 244–250, 2003. 8. FRITTS, H.C. Tree rings and climate. New York: Academic Press, 1976. 567 p. 9. GUERRERO-CAMPO, J.; CAMARERO, J.; GUTIERREZ, E. Tree-ring growth and structure of Pinus uncinata and Pinus sylvestris in the Central Spanish. Instituto Pirenaico de Ecología. Invest. Agr.: Sist. Recur. For. Vol. 7 (1 y 2). 1998 10. Grosser, D. 1977. Die Hölzer Mitteleuropas. Springer-Verlag, New York. 11. HAYGREEN, J.; BOWYER J, Forest products and world science: an introduction. Ames: The Iowa State University Press 1982. 496 p. 12. HOLMES, R.L.; ADAMS, R.K.; FRITTS, H.C. Quality control of crossdating and measuring: a user’s manual for program COFECHA. In: ______. Tree-ring chronologies of Western North America: California, eastern Oregon and northern Great Basin. Tucson: Arizona University, 1986. p. 15-35 13. IAWA Committee. 1989. IAWA list of microscopic features for hardwood identification. IAWA Bull. n. s. 10: 219–332. 14. JACOBY, G. Overview of tree-ring analysis in tropical regions. IAWA Bulletin, National Herbarium Nederland, Leiden, v. 10, n. 2, p. 99-108, 1989. 15. KAENNEL, M.; SCHWEINGRUBER, F.H. Multilingual glossary of dendrocronology: terms and definitions in English, German, French, Spanish, Italian, Portuguese and Russian. Birmensdorf Berne; Stuttgart; Vienna: Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research; 1995. 467 p. 16. LISI, C.S., TOMAZELLO-FILHO, M., BOTOSSO, P.C., ROIG, F.A., MARIA, V.R.B., FERREIRAFEDELE, L. & VOIGT, A.R.A. 2008. Tree-ring formation, radial increment periodicity and phenology of tree species from a Seasonal Semi-Deciduous Forest in Southeast Brazil. IAWA Journal 29:189207. 17. MOYA, R.; TOMAZELLO FILHO, M.; DOS SANTOS DIAS, C.T. Variações na estrutura da anatomia do lenho de árvores de Gmelina arbórea Roxb. (Verbenaceae) de clima tropical seco e úmido na Costa Rica Sci. For., Piracicaba, n. 75, p. 65-75, set. 2007. 18. NUTTO, L.; FARINHA, L. Relacoes entre factores climaticos e incremento em diámetro de Zanthoxylum rhoifolia Lam e Zanthoxylum hyemale St. Hil. Na regiao de Santa maria, RS Bol. Pesq. Fl. Colombo, n 45, jul./dez. 2002 p.41-55 19. ROSERO ALVARADO, J. Dendrocronología de árvores de mogno, Swietenia macrophylla King., Meliaceae, ocorrentes na floresta tropical Amazônica do Departamento de Madre de Dios, Peru. Piracicaba, 129 p. 2009. 20. SCHWEINGRUBER, F. H. Tree rings: basics and applications of dendrochronology. Dordrecht: D. Reidel, 1988. 276 p 21. TOMAZELLO FILHO, M.; BOTOSSO, P.C.; LISI, C. Potencialidade da família Meliaceae para estudos dendrocronologia em regiões tropicais e subtropicais In: ROIG, F.A. (Comp.). Dendrocronología en América Latina. Mendoza: Editorial de la Universidad Nacional de Cuyo, 2000. p. 381-434. 22. TOMAZELLO FILHO, M.; BOTOSSO, P.C.; LISI, C. Análise e aplicação dos anéis de crescimento das árvores. In: MAIA, N.; MARTOS, H.; BARRELLA, W. (Org.). Indicadores ambientais conceitos e aplicações. São Paulo: Educ. 2001. p. 117-143. 23. WORBES, M. How to measure growth dynamics in tropical trees: a review IAWA Journal, National Herbarium Nederland, Leiden, v. 16, n. 4, p. 337-351, 1995. 24. WORBES, M. One hundred years of tree-ring research in the tropics- a brief history and an outlook to future challenges. Dendrochronologia, Jena, v. 20, n. 1/2, p. 217-231, 2002.

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