Influencia de los productos de un incendio forestal sobre la germinación de cuatro especies nativas de un Bosque Altoandino disturbado

Study Extent

El Parque Nacional Enrique Olaya Herrera etapa II, se encuentra ubicado en los dentro de la reserva Forestal protectora Bosque Oriental de Bogotá, clasificado como Parque de Borde de los Cerros Orientales de acuerdo al POT para Bogotá 2021, el cual limita al norte con la Universidad Javeriana, la avenida circunvalar parcialmente, el barrio paraíso y los cerros orientales; al sur con la calle 36, y la diagonal 35; al oriente con los cerros orientales y Monserrate; y al occidente con la carrera séptima, el barrio la perseverancia y la universidad Distrital francisco José de Caldas. La zona específica de donde se colectarán las semillas del estudio, corresponde al polígono denominado Área Piloto Parque Nacional Enrique Olaya Herrera, el cual se encuentra ubicada en la Unidad de Planeamiento Local de Cerros Orientales. (coordenadas de referencia: 4°36'33.54"N, 74° 3'42.99"O) entre los 2700 y 2850 m.

Sampling

A cada una de las especies se les aplicó un total de 40 tratamientos, incluido el control, producto de todas las combinaciones de las variables y sus niveles. Teniendo en cuenta que se tuvieron tres repeticiones y se evaluaron cuatro especies, se generó un total de 480 unidades experimentales, las cuales estuvieron compuestas por 10 semillas. Los montajes experimentales se realizaron en cajas de Petri con tapa, con el fin de evitar cualquier tipo de contaminación.

Quality Control

Los tratamientos se aplicaron con los equipos del Laboratorio multipropósito del Jardín Botánico, previa calibración, para garantizar rigurosidad en la aplicación y medición.

Method steps

1. Se realizó una selección de especies en orden de prioridad, con el fin de escoger las cuatro para el estudio, dependiendo de la disponibilidad de semillas y que el número de árboles productores fuera superior a cinco. A partir de las salidas de campo, se identificó que el estado fenológico de V. cylindrostachya, P. bogotensis y B. frutescens, no era el adecuado para iniciar el proceso de recolección de semillas, por lo que fueron descartadas del estudio. Por otro lado, S. nigrum, S. oblongifolium, V. crassiramea y B. latifolia, presentaron un estado ideal de maduración de frutos y un numero adecuado de individuos productores, sin embargo, teniendo en cuenta la cercanía filogenética entre algunas de ellas y con el objeto de tener variabilidad en el estudio, se optó por seleccionar las mejor posicionadas en la priorización. Teniendo en cuenta que de las demás especies se tuvo disponibilidad, las cuatro seleccionadas para la investigación fueron, Solanum nigrum, Miconia squamulosa, Piper bogotense y Verbesina crassiramea.
2. Las semillas se cosecharon directamente de los árboles de las especies seleccionadas, teniendo especial cuidado en realizar el proceso cuando la semilla estuviera en el momento justo de maduración. La totalidad de las semillas fueron colectadas en inmediaciones del Parque Nacional Enrique Olaya Herrera, garantizando el máximo de individuos padre o productores. Las semillas fueron extraídas de los frutos de manera manual, y se les tomo la masa en miligramos (mg) y las dimensiones en micrómetros (μm).
3. Para la selección de las semillas para el estudio, fueron puestas en un recipiente con agua durante 24 horas, con el fin de descartar las que flotes, ya que se asume que están huecas y por tanto no son viables. Como parte de este procedimiento, se separaron y cuantificaron las semillas, con el fin de calcular el porcentaje de inviables.
4. El peso seco de las semillas y el tamaño de las mismas, se estimó a partir de una muestra de 100 semillas por especie, las cuales se secaron en un horno a 60°C durante 48 horas y luego se tomó la masa en una báscula de mínimo tres grados decimales. Adicionalmente se buscó información secundaria asociada a las características de las semillas y de la especie como, por ejemplo, contenidos de metabolitos secundarios, tipo de dispersión, grupo ecológico, etc.
5. Teniendo en cuenta que el banco de semillas está compuesto por semillas con diferentes tiempos de almacenamiento, y dado que estas sufren un procesos de desgaste natural de la testa por abrasión, a medida que pasa el tiempo; se aplicó un proceso de escarificación mecánica, la cual consistió en introducir las semillas en un frasco recubierto por lija calibre 360 y agitándolas durante 10 minutos , con el fin de emular el desgaste del suelo sobre las semillas.
6. Las semillas (10 por especie) se sometieron a diferentes temperaturas que simulan las que experimentan las semillas a una profundidad de 3 cm en el suelo en incendios de alta y baja intensidad en un bosque. Se aplicaron dos temperaturas, 100°C (simulando fuegos de baja intensidad) y 200°C (simulando fuego de alta intensidad), utilizando un horno de la marca Memmert con la capacidad de alcanzar temperaturas superiores a los 200°C. Las semillas se colocaron sobre una superficie con baja capacidad de concentración de calor que sirviera de aislante, para garantizar que la semilla se sometiera únicamente a la temperatura del horno y no al sobrecalentamiento de la superficie donde reposa.
7. Las semillas se expusieron a altas temperaturas en un horno durante 15 min y 5 min, te-niendo en cuenta la duración aproximada de los incendios forestales.
8. Las semillas fueron sometidas a humo proveniente de la quema de Retamo espinoso (Ulex europaeus L.), el cual se usó por su alta combustibilidad y gran capacidad de generación de humo, además de ser una especie que forma parte de los matorrales donde las semillas fueron recolectadas. Dicho ahumado se realizó durante 10 min ya que este tiempo puede generar las mayores diferencias en cuanto a germinación.
9. Para encontrar el efecto de la ceniza sobre el banco de semillas, se realizó el riego de las semillas, con una solución de ceniza de 10 gr/L.
10. Los resultados se analizaron con el programa R (versión 3.4.0), la plataforma Rstudio (versión 1.0.143) y el paquete ggplot2. Se utilizaron tres modelos lineales generalizado (GLM) en cada especie, para cada una de las variables de respuesta (tiempos de germinación, porcentajes de germinación y uniformidad en la germinación), y utilizando el criterio de información de Akaike (AIC). Las variables independientes se definieron como la escarificación, la temperatura, el tiempo de calentamiento, el humo, la ceniza, peso seco y los demás rasgos de las semillas derivados de información secundaria.

Se registraron un total 4800 semillas, 1200 por especie.

1. Miconia squamulosa
   common name: Tuno esmeraldo rank: species
2. Solanum nigrum
   common name: Hierbamora rank: species
3. Piper bogotense
   common name: Cordoncillo rank: species
4. Verbesina crassiramea
   common name: Cerbetano rank: species

El Parque Nacional Enrique Olaya Herrera etapa II, se encuentra ubicado dentro de la reserva Forestal protectora Bosque Oriental de Bogotá, clasificado como Parque de Borde de los Cerros Orientales de acuerdo al POT para Bogotá 2021, el cual limita al norte con la Universidad Javeriana, la avenida circunvalar parcialmente, el barrio paraíso y los cerros orientales; al sur con la calle 36, y la diagonal 35; al oriente con los cerros orientales y Monserrate; y al occidente con la carrera séptima, el barrio la perseverancia y la universidad Distrital francisco José de Caldas. La zona específica de donde se colectarán las semillas del estudio, corresponde al polígono denominado Área Piloto Parque Nacional Enrique Olaya Herrera, el cual se encuentra ubicada en la Unidad de Planeamiento Local de Cerros Orientales. (coordenadas de referencia: 4°36'33.54"N, 74° 3'42.99"O) entre los 2700 y 2850 m.