remcf Revista mexicana de ciencias forestales Rev. mex. de cienc. forestales 2007-1132 Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias 10.29298/rmcf.v10i51.183 Artículo Científico Propagación por estacas y calidad de planta en Acer negundo L. González Pulido Alina 1 Rodríguez Trejo Dante Arturo 1 * Corona Ambríz Alejandro 1 Gil Vera Castillo José Amando 1 División de Ciencias, Universidad Autónoma Chapingo. México. Universidad Autónoma Chapingo División de Ciencias Universidad Autónoma Chapingo Mexico Autor por correspondencia; correo-e: dantearturo@yahoo.com

Los autores declaran no tener conflicto de intereses.

Alina González Pulido: propuesta del tema, trabajo de campo, vivero, laboratorio, análisis y corrección del escrito; Dante Arturo Rodríguez Trejo: planificación, trabajo de campo, supervisión de análisis estadístico, los trabajos de vivero y laboratorio, corrección del manuscrito; Alejandro Corona Ambriz: análisis estadístico y corrección del manuscrito; José Amando Gil Vera Castillo: asesoría en general, corrección del manuscrito.

 Jan-Feb 2019 10 51 224 243 26 01 2018 07 12 2018 Este es un artículo publicado en acceso abierto bajo una licencia Creative Commons Resumen:

La propagación vegetativa de Acer negundo representa una opción para conservar características fenotípicas deseadas y propagarla en períodos cortos. En un diseño experimental completamente al azar con tres repeticiones, en el que los factores de interés evaluados fueron el tipo de estaca (dura, blanda), el enraizador (con y sin enraizador) y la fertilización (alta=150-60-120, baja=100-50-80), se plantaron 480 estacas en charolas de polietileno, con 54 cavidades de 200 mL; después de cuatro meses se observó su morfología. Los resultados indican que las estacas duras fueron superiores en el diámetro del cuello del brote (2.68 mm), la longitud del brote a la yema (71.85 mm) y la longitud hasta la punta de las hojas (214 mm). La aplicación de enraizador produjo mayores valores en longitud del brote a la yema (69.4 mm) y longitud hasta la punta de las hojas (214.3 mm), así como en los pesos de las hojas, fresco (3.78 g) y seco (0.72 g). La interacción enraizador*fertilizante tuvo efectos sobre las variables longitud del brote hasta la yema y hasta la punta de la hoja. Hubo significancia en la interacción de los tres factores en el peso fresco de raíz, con el mayor (1.56 g) para estaca dura, fertilización alta con enraizador. El valor más alto del índice de Dickson ocurrió en estacas duras (3.12), en las que se propició el enraizamiento y los brotes por el posible mayor contenido de carbohidratos y el AIB (enraizador).

 Palabras clave: Arce indicadores de calidad de planta enraizamiento propagación asexual viveros forestales Abstract:

The vegetative propagation of Acer negundo represents an option to preserve desired phenotypic characteristics and propagate it in short periods of time. In a completely randomized experimental design with three replications, in which the factors of interest evaluated were the cutting type (hard, soft), the rooting (with and without root starter) and fertilization (high = 150-60-120, low = 100-50-80), 480 cuttings were planted in polyethylene trays, with 54 cavities of 200 mL each; after four months its morphology was observed. The results indicate that the hard cuttings were superior in the diameter of the shoot (2.68 mm), the length of the shoot to the bud (71.85 mm) and the length to the tip of the leaves (214 mm). The root starter application produced higher shoot lengths to the bud (69.4 mm) and length to the tip of the leaves (214.3 mm), as well as leaf weights, fresh (3.78 g) and dry (0.72 g). The interaction root starter* fertilizer had effect on the variables lengths of the shoot to the bud and to the tip of the leaf. There was significance in the interaction of the three factors in the fresh root weight, with the highest (1.56 g) for hard cutting, high fertilization with root starter. The highest value of the Dickson index occurred in hard cuttings (3.12), in which the rooting and sprouts were favored by the possible higher carbohydrate content and the AIB (root starter).

 Key words<italic>:</italic> Maple plant quality indicators rooting asexual propagation forest nurseries Introducción

Acer negundo L., conocido comúnmente como negundo, acezintle, o maple mexicano, es típico de bosque caducifolio, bosque de pino encino, vegetación riparia y se usa como árbol urbano en varias regiones. En México, se distribuye en altitudes de 1 800 a 2 300 msnm y en todo tipo de suelos, excepto los alcalinos, prospera en suelos secos y pobres. Requiere de un clima templado húmedo, pero tolera temperaturas mínimas de 0 °C a -15 °C y sequías estacionales. Se utiliza como ornamental, por su rápido crecimiento, alcanza hasta 20 m de altura y presenta una copa amplia que provee sombra; además, su manejo es sencillo una vez que se ha aclimatado al sitio de plantación (Conafor-Conabio, 2010).

En la propagación asexual o vegetativa se recurre a la utilización y cultivo de tejidos vegetales que conservan la potencialidad de multiplicación y diferenciación celular, para generar nuevos individuos similares a los árboles parentales (planta donante), a partir de partes vegetativas de las plantas (Vázquez-Yanes y Cervantes, 1993). En especies ornamentales para ambientes urbanos, la propagación vegetativa puede ser una opción para obtener una buena fuente de material clonal (Ramos et al., 2012).

En México, se ha trabajado muy poco sobre la calidad de plantas derivadas de propagación vegetativa. La calidad de la planta influye, en gran medida, en la disponibilidad de los productores para plantar nuevos árboles. Se considera que solamente vale la pena preparar el terreno, transportar los árboles al campo, plantarlos y darles mantenimiento, si son de buena calidad (Wightman y Cruz, 2003).

De acuerdo con Ritchie et al. (2010), la calidad de planta son los rasgos cuantificables de un individuo producido en vivero y que puedan usarse como indicadores de su desempeño, una vez establecido en el sitio de plantación; es decir, que con ciertos estándares es más probable que aumente la supervivencia y crecimiento de las plantas.

En este contexto, el objetivo de la presente investigación fue evaluar el efecto morfológico de tipo de estaca, aplicación de enraizador y nivel de fertilización, en los atributos morfológicos de la calidad de planta de Acer negundo en vivero. La hipótesis es que las estacas duras, fertilizadas y con enraizador producirán planta con mejores indicadores morfológicos de calidad.

 Materiales y Métodos Recolección de estacas

Se realizó el 16 de diciembre de 2016, en las instalaciones de la Universidad Autónoma Chapingo, a partir de ramas de la parte media y baja de la copa, de acuerdo con su accesibilidad, de árboles adultos y sanos de Acer negundo. Se utilizó solo el material de los primeros tres nudos, contados desde la punta hacia la base de cada rama. Las estacas tuvieron una longitud promedio de 15 cm, y se recolectaron en una hielera de plástico, se mantuvieron húmedos y sombreados hasta el momento de colocarlos en el sustrato.

 Establecimiento del experimento

El experimento se instaló en Tepetlaoxtoc, Estado de México; se utilizaron charolas negras de polietileno, con 54 cavidades y un volumen de 200 mL por cavidad. El sustrato fue una mezcla de turba de musgo, agrolita y vermiculita de textura media, en proporción 40, 20 y 40 %, respectivamente. Se agregó fertilizante de liberación controlada (Osmocote ®) en una dosis de 1 kg m-3 de sustrato. Se aplicó riego con agua corriente.

Los factores considerados fueron: tipo de estaca, aplicación de enraizador y nivel de fertilización. Las estacas se dividieron en dos niveles, el primero llamado “estaca blanda”, que corresponde al material recolectado de la parte apical de las ramas, con diámetros de 4.5 a 8.5 mm, consistencia ligeramente flexible y coloración verde clara. El segundo nivel correspondió a las “estacas duras”, provenientes de la parte basal de la rama, con diámetros entre 9 y 16 mm, con consistencia poco flexible, coloración verde oscuro a café.

Los niveles de enraizador (Radix 10 000®, con 1 % de ácido indolbutírico, AIB, y 99 % de material inerte) fueron: con y sin aplicación. El fertilizante usado fue soluble, con la formulación 20-20-20 (20 % N, 20 % P2O5, 20 % K2O, el resto de material inerte), se consideró una dosis alta (150-60-120) (N, P, K, ppm) y una baja (100-50-80).

Se colocaron 480 estacas en las charolas, una por cavidad, con un total de 60 estacas para cada uno de los ocho tratamientos. Al momento de plantar se asignó al azar si tendría o no aplicación de enraizador, las estacas que lo requerían se humedecieron de la base y se impregnaron con Radix 10 000® y se retiró el excedente antes de colocarlas en el sustrato. Para sellar el corte expuesto, se utilizó pintura acrílica color blanco con fungicida Captán ® en una dosis de 1 g L-1 de pintura.

Al finalizar del trasplante, las charolas se colocaron dentro de un túnel con cubierta de polietileno blanco para invernadero, de 1.5 m de ancho por 3 m de largo y 1.5 m de alto, con ambos extremos cubiertos con malla sombra, y se aplicó un primer riego, agregándole 1 g L-1 de Captán.

Después de ocho semanas de establecido del experimento, al inicio de la emisión de raíces adventicias, se inició el suministro de fertilizante soluble marca Peters Professional ® de uso general, conveniente para la etapa de crecimiento rápido en vivero (20 - 20 - 20), con las dosis antes mencionadas y riego cada tercer día, para mantener el sustrato húmedo.

A los cuatro meses se registró el porcentaje de enraizamiento (respecto al total de estacas), se consideró como enraizada la estaca cuando se observaron raíces laterales. En seguida se obtuvo una muestra de 40 estacas, a las que se les midió: diámetro del brote, longitud del brote hasta la yema, longitud del brote hasta la punta de la hoja, longitud de raíz, altura de brotación de raíz (promedio) desde la base, peso fresco de: hojas, raíz, parte aérea y parte subterránea, y peso seco de: hojas, raíz, parte aérea y parte subterránea. Para ello se empleó una regla plástica graduada en centímetros, un vernier digital Truper y una báscula digital OHAUS Scout ® Pro.

Las hojas, raíces, partes aérea y subterránea se secaron dentro de bolsas de papel estraza, en un horno de secado (Ríos Rocha H-41) a 80 °C hasta que su peso fue constante (generalmente al cabo de 72 h).

Además, se calculó la relación parte aérea/parte radical, a partir de la relación de los pesos secos de cada una de las partes, y el Índice de Calidad de Dickson, el cual se calcula mediante la relación entre el peso seco total de la planta (g) y la suma de la esbeltez (relación entre la altura de la planta, en cm y su diámetro, en mm) con la relación parte aérea/parte radical (Birchler et al., 1998).

En este estudio, ni los pesos secos, frescos, ni los indicadores de calidad incluyeron el peso de las estacas.

 Diseño experimental y análisis estadístico

El diseño experimental fue completamente al azar y se trató de un experimento factorial 2 × 3. Para el análisis estadístico del enraizamiento, se transformó el porcentaje de estacas enraizadas con la función arco seno de la raíz cuadrada de dicho porcentaje expresado en tanto por uno. Se usó el procedimiento PROC ANOVA del programa SAS® (Statistical Analysis System), V. 9.4, para la comparación de medias, se hizo la prueba de Tukey.

El modelo estadístico empleado fue el siguiente:

y i j k = μ + α i + β j + γ k + α β i j + α γ i k + β γ j k + α β γ i j k + E i j k

Donde:

µ = Media general

( i = Efecto del i-ésimo nivel del factor estaca

( j = Efecto del j-ésimo nivel del factor enraizador

( k = Efecto del k-ésimo nivel del factor fertilización, las combinaciones de letras indican las interacciones entre los niveles de los factores involucrados

E ijk = Error experimental

 Resultados y Discusión

El análisis estadístico del enraizamiento, con base en cada factor individual, se obtuvo significancia estadística únicamente para la aplicación de enraizador (P≤0.05) (Cuadro 1); y la comparación de medias indicó el mejor resultado para las estacas con enraizador (20.5 % de enraizamiento) (Cuadro 1). Respuesta relativamente común; así, Palanisamy y Subramanian (2001) registran efectos significativos para la aplicación de ácido indolbutírico (1 000 ppm) en estacas de Tectona grandis L. f., con porcentajes de enraizamiento de 74 a 100 %.

Análisis estadístico para porcentaje de enraizamiento de estacas.
Valores de P
Tipo de estaca Aplicación de enraizador Nivel de fertilización
0.5262 0.0071 0.4950
Prueba Tukey
Estaca Enraizador Fertilización
Dura 17.5a Con enraizador 20.48a Alta 17.5a
Blanda 15.0a Sin enraizador 12.08b Baja 15.0a

Medias con letra diferente en la misma columna indican diferencias significativas de acuerdo con la prueba de Tukey, P ≤ 0.05.

El análisis estadístico de las variables medidas en laboratorio, muestra que existieron efectos significativos de cuatro factores o sus interacciones sobre seis variables estudiadas: diámetro del brote, longitudes del brote hasta la yema y hasta la punta de la hoja, y los pesos: fresco de las hojas, fresco de la raíz y seco de las hojas (Cuadro 2).

Resultados del análisis estadístico (valores de P) para variables evaluadas en laboratorio.
Fuente DB LBY LBH LR ABR PFH PFR PSH PSR
M 0.0569 0.0232* 0.0290* 0.1231 0.8698 0.1259 0.2079 0.1114 0.5607
E 0.0142* 0.0104* 0.0227* 0.3849 0.5561 0.3791 0.5377 0.1285 0.3000
R 0.8559 0.0338* 0.0212* 0.4155 0.8081 0.0371* 0.1527 0.0276* 0.1246
F 0.4106 0.5405 0.3851 0.4200 0.8486 0.5714 0.4488 0.9724 0.7092
E*R 0.2596 0.6978 0.8062 0.0947 0.6900 0.4481 0.7543 0.7110 0.5011
E*F 0.0967 0.9266 0.2677 0.0538 0.7028 0.5091 0.2599 0.7933 0.8302
R*F 0.0989 0.0179* 0.0386* 0.2010 0.2861 0.0578 0.4348 0.0477 0.2083
E*R*F 0.3074 0.6458 0.8521 0.1957 0.2938 0.2025 0.0289* 0.3949 0.9772

M = Modelo; E = Estaca; R = Enraizador; F = Fertilización; DB = Diámetro del brote; LBY = Longitud del brote hasta la yema; LBH = Longitud del brote hasta la punta de la hoja; LR = Longitud de raíz; ABR = Altura del brote de raíz; PFH = Peso fresco de hojas; PFR = Peso fresco de raíz; PSH = Peso seco de hojas; PSR = Peso seco de raíz. * = Datos significativos con P ≤ 0.05.

Respuesta al tipo de estaca

De acuerdo con la comparación de medias, las estacas duras tuvieron resultados superiores para el diámetro de brote, longitud del brote hasta la yema y longitud de brote hasta la punta de la hoja (Cuadro 3).

Respuesta al tipo de estaca.
Estaca DB (mm) LBY (mm) LBH (mm) LR (mm) ABR (mm) PFH (g) PFR (g) PSH (g) PSR (g)
Dura 2.68a 71.85a 214a 104.1a 13.62a 3.43a 0.97a 0.68a 0.2a
Blanda 2.23b 45.45b 165.60b 93.1a 11.92a 2.94a 0.83a 0.52a 0.13a

Medias con letra diferente en la misma columna indican diferencias significativas de acuerdo con la prueba de Tukey, P ≤ 0.05.

Las estacas duras procedieron de la parte más cercana al tronco, por lo cual es posible que tuvieran una cantidad superior de carbohidratos que las estacas blandas. Al respecto, Veierskov (1988) señala un gradiente ascendente en la concentración de tales productos de reserva hacia la base de los tallos. Hartmann y Kester (1991) apuntan que las estacas más gruesas provenientes de la porción basal de las ramas acumulan más contenido de carbohidratos de reserva. Patrón que se ajusta y explica la mayor respuesta en las variables referidas. Este resultado es semejante al de Liao et al. (2012), quienes probaron la reproducción vegetativa de Myrciaria dubia (Kunth) McVaugh y obtuvieron los mejores promedios de brotación de hojas en estacas con diámetro grueso. Sin embargo, cabe esperar diferentes respuestas en distintas especies. dos Santos et al. (2011) concluyen que Cestrum laevigatum Schltdl. y Salix humboldtiana Willd. se pueden propagar con cualquier tipo de estaca, pero para especies como Ficus adathodigifolia L. y F. citrifolia Mill. son mejores las de consistencia leñosa, que tienden a ser más gruesas.

 Respuesta a la aplicación de enraizador

El enraizador (AIB) produjo una tendencia de mayor valor en las variables longitud del brote, tanto en el que se midió hasta la yema como en el de hasta la punta de las hojas; también incidió en el peso fresco y seco de las hojas (Cuadro 4). Resultado que coincide con el de Boschini y Rodríguez (2002), quienes al aplicar diferentes dosis de AIB a estacas de Morus alba registraron diferencias estadísticamente significativas al evaluar el brote total de yemas y raíces. Asimismo, Maldonado et al. (2017) lograron el enraizamiento de estacas de Malphigia mexicana A. Juss. y Quintero et al. (2008) en estacas de Symphoricarpos microphyllus H. B. K. con enraizadores.

Respuesta a la aplicación de enraizador.
E DB (mm) LBY (mm) LBH (mm) LR (mm) ABR (mm) PFH (g) PFR (g) PSH (g) PSR (g)
C 2.47a 69.4a 214.3a 103.7a 13.13a 3.78a 1.07a 0.72a 0.21a
S 2.44a 47.9b 165.3b 93.45a 12.43a 2.59b 0.74a 0.49b 0.12a

E = Enraizador; C = Con; S = Sin; Medias con letra diferente en la misma columna indican diferencias significativas de acuerdo con la prueba de Tukey, P ≤ 0.05.

Hartmann y Kester (1991) afirman que la formación de raíces adventicias puede depender de ciertos factores inherentes no translocables, determinados por el genotipo de las células individuales del tejido; y a los endógenos del enraizamiento presentes en cada individuo, además que la falta de respuesta a la aplicación de la auxina sintética se debe a que varias especies poseen suficiente cantidad de auxina natural para promover el enraizamiento. En el estudio de dos Santos et al. (2011), con estacas de 20 especies forestales brasileñas, C. laevigatum y S. humboldtiana formaron raíces sin enraizador, pero 11 taxones no las presentaron en ninguno de sus tratamientos; por ejemplo: Dendropanax cuneatus (DC). Decne. & Planch., Erythrina falcata Benth., y Casearia sylvestris Sw.

 Respuesta al nivel de fertilización

En el análisis de comparación de medias para los niveles de fertilización, no se obtuvieron diferencias significativas (Cuadro 5), lo cual es posible que responda a que la “fertilización baja” es suficiente para cubrir las demandas nutrimentales de la planta, por lo menos en lo referente a las características morfológicas. Los resultados fueron similares a los registrados por Bualó et al. (2006) en Calibrachoa linearis (Hook.) Wijsman y P. kleinii L. B. Sm. & Downs., las cuales fueron sometidas a dos niveles de fertilización; además su crecimiento y características morfológicas no fueron significativamente diferentes entre tratamientos.

Respuesta al nivel de fertilización.
F DB (mm) LBY (mm) LBH (mm) LR (mm) ABR (mm) PFH (g) PFR (g) PSH (g) PSR (g)
A 2.53a 61.65a 198.7a 103.7a 13.05a 3.34a 0.99a 0.61a 0.18a
B 2.39a 55.65a 180.9a 93.5a 12.50a 3.02a 0.82a 0.61a 0.15a

F = Fertilización; A = Alta; b = Baja; Medias con letra diferente en una columna indican diferencias significativas de acuerdo con la prueba de Tukey, P ≤ 0.05.

Caetano et al. (2010) después de aplicar enraizador (3 000 gL-1 de AIB) por 5 s, probaron diferentes fertilizantes y un control para el enraizamiento de estacas semileñosas de olivo (Olea europaea L.), señalan que un biofertilizante, con 0.1 % K, 0.34 % Zn, 0.02 % Cu, 0.04 % Mn, 0.18 % B, 0.43 % Mo, 0.12 % S, 0.64 % Ca y 0.27 % C orgánico, produjo más raíces.

 Interacción enraizador*fertilización

La interacción del enraizador y el fertilizante tuvo efectos sobre la longitud del brote hasta la yema y longitud del brote hasta la punta de la hoja (Cuadro 2). Los mayores valores de longitud de brote se registraron con la aplicación de la dosis baja de fertilización, y disminuyeron con la dosis alta. Cuando se aplicó “fertilización alta” el valor fue similar, independiente del suministro del enraizador. Sin este, la longitud del brote aumentó conforme se incrementó la dosis de fertilización (figuras 1 y 2).

Efecto de la interacción enraizador*fertilización en la longitud del brote hasta la yema.

Efecto de la interacción enraizador*fertilización en la longitud del brote hasta la punta de la hoja.

Triple interacción

Si bien, las estacas con diferentes niveles de dureza son convenientes para distintos grupos de especies, las de madera dura tienden a contener más carbohidratos que las de madera blanda (Hartman y Kester, 1991). De ahí que, independientemente del nivel de fertilización, en las estacas duras el AIB favoreció la acumulación del peso fresco de las raíces. Esta última tendencia se sostuvo en las estacas blandas con “fertilización baja”, incluso fue más pronunciada, pero en estas, sin el enraizador a la “fertilización alta” le correspondió el valor más alto (Figura 3).

Efecto de la interacción tipo de estaca, enraizador y fertilización en el peso fresco de la raíz. A) Estacas duras; B) Estacas blandas.

La mayor respuesta en el peso fresco de las raíces en las estacas de madera dura, con “fertilización alta”, puede relacionarse, en parte, con el K, ya que un suplemento adicional de ese nutriente estimula el crecimiento de la raíz, inducido por auxinas. Asimismo, el K es muy importante para la emisión de raíces adventicias, pues como influye en la expansión celular, la presión de turgencia, el contenido de humedad de la célula y la acción estomatal, modula los efectos de la tensión hídrica en las estacas, que inicialmente carecen de raíz y, en consecuencia están bajo tensión hídrica. Lo anterior se observó en estacas de madera dura de Junipers virginiana L., con correlación entre K y porcentaje de enraizamiento (Henry et al., 1992).

En las estacas blandas, se produjeron altos pesos frescos con la aplicación de enraizador con “fertilización baja”, o bien sin este y con “fertilización alta”; tendencia que puede relacionarse con la concentración de nutrientes en las estacas al momento de su corte, lo cual influye en la redistribución del K y es diferente entre tipos de ellas (Henry et al., 1992).

Cabe esperar que en estacas duras, más lignificadas, la concentración de nutrientes es menor y ello incidió en que las estacas blandas, con más K inicialmente, inhibieran la acumulación de peso fresco al adicionar K extra, además la aplicación del enraizador. En otras especies se ha documentado interacciones similares. Por ejemplo, en estacas de madera semidura de Dalbergia sissoo Roxb., la fertilización (NPK) favoreció el enraizamiento y brotación, además la interacción ácido indolbutírico*fertilización resultó significativa (Bakshi, 2008).

 Otros indicadores de calidad de planta Relación peso seco de brote / peso seco de raíces

Con este indicador, una relación igual a uno, significa que la biomasa aérea es igual a la subterránea; pero si es menor a uno, entonces la biomasa subterránea supera a la aérea; lo contrario, ocurre cuando el valor es mayor a uno. En el presente estudio todos los valores fueron superiores a uno; por lo tanto la raíz fue poco desarrollada, con respecto a la parte aérea, lo cual incide en la resistencia al estrés hídrico en el campo (Rodríguez, 2008; Prieto et al., 2009), aunque no se fue estadísticamente significativo (Cuadro 6). Valores similares a los obtenidos de la evaluación de hojas y raíces de Acer negundo (Cuadro 7), se han citado en Tabebuia rosea (Bertol.) DC. y Swietenia humilis Zucc., ambas calificadas como plantas de baja calidad (Sáenz et al., 2014). Este indicador fue desarrollado para individuos producidos por semilla, por lo que es conveniente hacer más pruebas con estacas de otras latifoliadas y en plantaciones en ambiente urbano o en el campo.

Valores de P del análisis estadístico de índices de calidad de planta, para dos indicadores de calidad.
Peso seco brote / peso seco raíz Índice de Dickson
Valores de P
Modelo 0.5883 < 0.0001
Estaca 0.1617 < 0.0001
Enraizador 0.4252 0.3800
Fertilización 0.3597 0.3423
Estaca*Enraizador 0.6220 0.1540
Estaca*Fertilización 0.7789 0.5409
Enraizador*Fertilización 0.4881 0.8019
Estaca*Enraizador*Fertilización 0.2708 0.6501

Prueba de <italic>Tukey</italic> para dos indicadores de calidad de planta.
Tratamientos Peso seco brote / peso seco raíz Índice de Dickson
Tipo de estaca
Dura 9.08 a 3.12a
Blanda 4.31 a 0.66b
Enraizador
Con 8.04 a 2.03 a
Sin 5.35 a 1.75 a
Fertilización
Alta 8.24 a 2.04 a
Baja 5.15 a 1.74 a

Medias con letra diferente en una misma columna indican diferencias significativas de acuerdo con la prueba de Tukey, P ≤ 0.05.

 <bold>Índice de <italic>Dickson</italic> </bold>

Índice que se considera uno de los mejores parámetros para indicar la calidad de planta, ya que expresa el equilibrio de la distribución de la masa y la robustez, lo que evita seleccionar plantas desproporcionadas y descartar ejemplares de menor altura, pero con más vigor (García, 2007). En términos generales, en México se categoriza la calidad de planta de acuerdo al índice de Dickson. Las plantas con valores de 0.20 o menos son de baja calidad: calidad de media entre 0.45 y 0.20 y alta, con 0.5 o más en coníferas (Sáenz et al., 2014); con valores más altos la planta tiene más calidad (Basave et al., 2017).

El análisis de varianza evidenció significancia estadística (P<0.05), influenciada por el factor estaca (Cuadro 6). La prueba de Tukey indicó los mejores resultados con este índice para las estacas duras (Cuadro 7), lo que puede relacionarse, proporcionalmente, con más producción de raíces (Guzmán et al., 2012).

 Conclusiones

Acer negundo mejora su enraizamiento con el ácido indolbutírico. Las estacas duras, debido a que tienen más carbohidratos de reserva, producen brotes más vigorosos, con mayores diámetros, longitudes a la yema y a la punta de la hoja. Estas dos últimas variables también son favorecidas por el ácido indolbutírico, el que induce la generación de superficie fotosintética, pues incide positivamente en el peso seco y fresco de las hojas. La “fertilización alta” no es afectada por el enraizador, pero en la “fertilización baja”, este promueve las longitudes de los brotes a la yema y a la punta de la hoja, mientras que la dosis baja fertilizante las reduce. Finalmente, en la triple interacción de tipo de estaca, fertilización y enraizador, maximiza el peso fresco de las raíces la aplicación de ácido indolbutírico a estacas furas; pero en especial el postasio extra de la “fertilización alta” facilita la acumulación de agua en los tejidos.

 Agradecimientos

Al Conacyt, por la beca crédito otorgada a la primera autora para la realización de sus estudios de Maestría en Ciencias Forestales en la Universidad Autónoma Chapingo (UACH). A la UACH, por los apoyos para la realización del presente trabajo. Al Sr. Gerardo Mendoza Ángeles, por su apoyo en la recolección de varetas y en el trabajo de laboratorio.

 Referencias Bakshi, M. 2008. Influence of stock plant fertilization and auxin treatment on rooting response of semi-hardwood cuttings of Dalbergia sissoo Roxb. (Shisham). Annals of Forestry 16 (2): 267-276. Bakshi M. 2008 Influence of stock plant fertilization and auxin treatment on rooting response of semi-hardwood cuttings of Dalbergia sissoo Roxb. (Shisham) Annals of Forestry 16 2 267 276 Basave V., E., M. Á. López L., V. M. Cetina A., A. Aldrete y J. J. Almaraz S. 2017. Prácticas culturales en vivero que influyen en la calidad de planta de Enterolobium cyclocarpum. Bosque 35 (3): 301-309. Basave V. E. López L. M. Á. Cetina A. V. M. Aldrete A. Almaraz S J. J. 2017 Prácticas culturales en vivero que influyen en la calidad de planta de Enterolobium cyclocarpum Bosque 35 3 301 309 Birchler, T., R. W. Rose, A. Royo y M. Pardos. 1998. La planta ideal: revisión del concepto, parámetros definitorios e implementación práctica. Forest Systems 7 (1): 109-121. Birchler T. Rose W. Royo A. Pardos M. 1998 La planta ideal: revisión del concepto, parámetros definitorios e implementación práctica Forest Systems 7 1 109 121 Boschini F., C., A. M. Rodríguez. 2002. Inducción del crecimiento en estacas de morera (Morus alba), con ácido indol butírico (AIB). Agronomía Mesoamericana 13 (1): 19-24. Boschini F. C. Rodríguez A. M. 2002 Inducción del crecimiento en estacas de morera (Morus alba), con ácido indol butírico (AIB) Agronomía Mesoamericana 13 1 19 24 Bualó, R. A., M. Karlanian, S. Vivas, E. A. García L., J. C. Hagiwara y J. A. Greppi. 2006. Ensayo en dos especies nativas de Calibrachoa sp. (C. linearis y C. kleinii) bajo dos niveles de fertilización. In: 3er Congreso Argentino de Floricultura. 8a Jornadas Nacionales de Floricultura. Instituto de Floricultura, Centro de Investigación de los Recursos Naturales, Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. 7 a 10 de noviembre. Mar del Plata, Buenos Aires. pp. 185-187. Bualó R. A. Karlanian M. Vivas S. García L. E. A. Hagiwara J. C. Greppi J. A 2006 Ensayo en dos especies nativas de Calibrachoa sp. (C. linearis y C. kleinii) bajo dos niveles de fertilización 3erCongreso Argentino de Floricultura. 8a Jornadas Nacionales de Floricultura Instituto de Floricultura, Centro de Investigación de los Recursos Naturales, Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria Mar del Plata, Buenos Aires 185 187 Caetano de O., M., J. Vieira N., R. de Souza O., R. Pío, N. Caetano de O. e J. Darlan R. 2010. Enraizamento de estacas de duas cultivares de Oliveira submetidas aplicacao de diferentes fertilizantes. Bragantia 69(1): 99-103. Caetano de O. M Vieira N. J. Souza O. R. de Pío R. Caetano de O N. Darlan R J. 2010 Enraizamento de estacas de duas cultivares de Oliveira submetidas aplicacao de diferentes fertilizantes Bragantia 69 1 99 103 Comisión Nacional Forestal-Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (Conafor-Conabio). 2010. Acer negundo. Ficha técnica para la reforestación. http://www.conafor.gob.mx:8080/documentos/docs/13/877Acer%20negundo.pdf (18 de julio de 2017). Comisión Nacional Forestal Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad 2010 Acer negundo http://www.conafor.gob.mx:8080/documentos/docs/13/877Acer%20negundo.pdf 18 de julio de 2017 dos Santos, J. de P., A. C. Davide, L. A. Fonseca T., A. J. Santos M. e L. Amaral de M., L. 2011. Enraizamento de estacas lenhosas de espécies florestais. Cerne 17(3): 293-301. dos Santos J. de P. Davide A. C. Fonseca T. L. A. Santos M A. J. Amaral de M., L L. 2011 Enraizamento de estacas lenhosas de espécies florestais Cerne 17 3 293 301 García, M. A. 2007. Importancia de la calidad del plantín forestal. http://anterior.inta.gov.ar/concordia/info/Forestales/contenido/pdf/2007/312.II.GARCIA.pdf (20 de julio de 2017). García M. A 2007 Importancia de la calidad del plantín forestal http://anterior.inta.gov.ar/concordia/info/Forestales/contenido/pdf/2007/312.II.GARCIA.pdf 20 de julio de 2017 Guzmán A., A., L. Borges G., L. Pinzón L., E. Ruiz S. y J. Zúñiga A. 2012. Efecto del ácido salicílico y la nutrición mineral sobre la calidad de plántulas de chile habanero. Agronomía Mesoamericana 23 (2): 247-257. Guzmán A. A. Borges G. L. Pinzón L. L. Ruiz S E. Zúñiga A J. 2012 Efecto del ácido salicílico y la nutrición mineral sobre la calidad de plántulas de chile habanero Agronomía Mesoamericana 23 2 247 257 Hartmann, H. T. y D. E. Kester. 1991. Propagación de Plantas: Principios y Prácticas. Ed. Continental. México, D.F., México. 760 p. Hartmann H. T. Kester D. E. 1991 Propagación de Plantas: Principios y Prácticas Ed. Continental México, D.F., México 760 760 Henry, P. H., F. A. Blazich and L. E. Hinesley. 1992. Nitrogen nutrition of containerized Eastern Redcedar. II. Incluence of stock plant fertility and adventitious rooting of stem cuttings. Journal of the American Society of Horticultural Science 117 (4): 568-570. Henry P. H. Blazich F. A. Hinesley L. E. 1992 Nitrogen nutrition of containerized Eastern Redcedar. II. Incluence of stock plant fertility and adventitious rooting of stem cuttings Journal of the American Society of Horticultural Science 117 4 568 570 Liao T., J. O., S. A. Imán C., J. A. Soplín R. 2012. Efecto de la ubicación y diámetro de la rama en tres genotipos promisorios de Myrciaria dubia (HBK) “camu camu” para propagación vegetativa por acodo aéreo. Scientia Agropecuaria 3 (3): 225-233. Liao T. J. O. Imán C. S. A. Soplín R J. A. 2012 Efecto de la ubicación y diámetro de la rama en tres genotipos promisorios de Myrciaria dubia (HBK) “camu camu” para propagación vegetativa por acodo aéreo Scientia Agropecuaria 3 3 Maldonado P., M. de los A., G. G. de los Santos, J. R. García N. y A. R. Rojas G. 2017. Propagación vegetativa de nanche Malphigia mexicana y Byrsonima crassifolia. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas 8(3): 611-619. Maldonado P. M. de los A. Santos G. G. de los García N J. R. Rojas G A. R. 2017 Propagación vegetativa de nanche Malphigia mexicana y Byrsonima crassifolia Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas 8 3 611 619 Palanisamy, K. and K. Subramanian. 2001. Vegetative propagation of mature teak trees (Tectona grandis L.). Silvae Genetica 50 (5): 188-191. Palanisamy K. Subramanian K. 2001 Vegetative propagation of mature teak trees (Tectona grandis L.) Silvae Genetica 50 5 188 191 Prieto R., J. A., J. L. García R., J. M. Mejía B., S. Huchín A. y J. L. Aguilar V . 2009. Producción de planta del género Pinus en vivero en clima templado frío. Publicación Especial Núm. 28. INIFAP. México, D.F., México. 53p. Prieto R. J. A. García R. J. L. Mejía B. J. M. Huchín A. S. Aguilar V J. L. 2009 Producción de planta del género Pinus en vivero en clima templado frío 28 INIFAP México, D.F., México 53 53 Quintero S., A. I., D. A. Rodríguez T., E. Guízar N. y R. Bonilla B. 2008. Propagación vegetativa de la vara de perlilla. (Symphoricarpos microphyllus H.B.K.). Revista Chapingo Serie Ciencias Forestales y del Ambiente 14(1): 21-26. Quintero S. A. I. Rodríguez T. D. A. Guízar N. E. Bonilla B R. 2008 Propagación vegetativa de la vara de perlilla. (Symphoricarpos microphyllus H.B.K.) Revista Chapingo Serie Ciencias Forestales y del Ambiente 14 1 21 26 Ramos P., R., A. Orozco S., M. E. Sánchez C. and V. L. Barradas. 2012. Vegetative propagation of native species potentially useful in the restoration of Mexico City's vegetation. Revista Mexicana de Biodiversidad 83 (3): 809-816. Ramos P. R., A Orozco S. Sánchez C M. E. Barradas V. L. 2012 Vegetative propagation of native species potentially useful in the restoration of Mexico City's vegetation Revista Mexicana de Biodiversidad 83 3 809 816 Ritchie, A. G., T. D. Landis, R. K. Dumroese and D. L. Haase. 2010. Assessing Plant Quality. In: Landis, T. D., R. K. Dumroese and D. L. Haase (eds.). The Container Tree Nursery Manual. Vol. 7. Seedling Processing, Storage, and Outplanting Agric. Handbk. 674. U.S. Department of Agriculture Forest Service. Washington, DC USA. pp. 17-82. Ritchie A. G. T. D. Dumroese R. K. Haase D. L. 2010 Assessing Plant Quality Landis T. D. Dumroese R. K. Haase D. L. The Container Tree Nursery Manual 7 Department of Agriculture Forest Service. Washington, DC USA 17 82 Rodríguez T., D. A. 2008. Indicadores de calidad de planta forestal. Mundi-Prensa. México, D.F., México. 156 p. Rodríguez T. D. A 2008 Indicadores de calidad de planta forestal Mundi-Prensa México, D.F., México 156 156 Sáenz R., J. T., H. J. Muñoz F., C. M. Á. Pérez D., A. Rueda S. y J. Hernández R. 2014. Calidad de planta de tres especies de pino en el vivero "Morelia", estado de Michoacán. Revista Mexicana de Ciencias Forestales 5 (26): 98-111. Sáenz R. J. T. Muñoz F. H. J. Pérez D. C. M. Á. Rueda S. A. Hernández R J. 2014 Calidad de planta de tres especies de pino en el vivero "Morelia", estado de Michoacán Revista Mexicana de Ciencias Forestales 5 26 98 111 Vázquez-Yanes, C. y V. Cervantes. 1993. Estrategias para domesticación y propagación de árboles nativos de México. Ciencia y Desarrollo 19 (113): 52-58. Vázquez-Yanes C. Cervantes V. 1993 Estrategias para domesticación y propagación de árboles nativos de México Ciencia y Desarrollo 19 113 52 58 Veierskov, B. 1988. Relations between carbohydrates and adventitious root formation. In: Davis, T. D., B. E. Haissig and N. Sankhla (eds.). Adventitious Root Formation in Cuttings. Dioscorides Press. Portland, OR USA. pp. 70-78. Veierskov B 1988 Relations between carbohydrates and adventitious root formation Davis T. D. Haissig B. E. Sankhla N. Adventitious Root Formation in Cuttings Dioscorides Press Portland, OR USA 70 78 Wightman, K. E. y B. S. Cruz. 2003. La cadena de la reforestación y la importancia en la calidad de las plantas. Foresta Veracruzana 5 (1): 45-51. Wightman K. E. Cruz B. S. 2003 La cadena de la reforestación y la importancia en la calidad de las plantas Foresta Veracruzana 5 1 45 51 Articles Propagation by cuttings and plant quality in Acer negundo L.

The authors declare no conflict of interests.

Alina González Pulido: proposal of the topic, field, nursery and laboratory work, analysis and writing of the manuscript; Dante Arturo Rodríguez Trejo: planning, field work, supervision of nursery, laboratory work, statistical analysis and correction of the manuscript; Alejandro Corona-Ambriz: statistical analysis and correction of the manuscript; José Amando Gil Vera-Castillo: general advise and correction of the manuscript.

 Abstract:

The vegetative propagation of Acer negundo represents an option to preserve desired phenotypic characteristics and propagate it in short periods of time. In a completely randomized experimental design with three replications, in which the factors of interest evaluated were the cutting type (hard, soft), the rooting (with and without root starter) and fertilization (high = 150-60-120, low = 100-50-80), 480 cuttings were planted in polyethylene trays, with 54 cavities of 200 mL each; after four months its morphology was observed. The results indicate that the hard cuttings were superior in the diameter of the shoot (2.68 mm), the length of the shoot to the bud (71.85 mm) and the length to the tip of the leaves (214 mm). The root starter application produced higher shoot lengths to the bud (69.4 mm) and length to the tip of the leaves (214.3 mm), as well as leaf weights, fresh (3.78 g) and dry (0.72 g). The interaction root starter* fertilizer had effect on the variables lengths of the shoot to the bud and to the tip of the leaf. There was significance in the interaction of the three factors in the fresh root weight, with the highest (1.56 g) for hard cutting, high fertilization with root starter. The highest value of the Dickson index occurred in hard cuttings (3.12), in which the rooting and sprouts were favored by the possible higher carbohydrate content and the AIB (root starter).

 Key words<italic>:</italic> Maple plant quality indicators rooting asexual propagation forest nurseries Introduction

Acer negundo L., commonly known as negundo, acezintle, or Mexican maple, is typical of deciduous and pine-oak forests, and of riparian vegetation, and is used as an urban tree in various regions. In Mexico, it is distributed at altitudes ranging between 1 800 and 2 300 masl, on all soil types, except for alkaline soils. It thrives in dry, poor soils. It requires a temperate humid climate, but tolerates minimum temperatures of 0 °C to -15 °C and seasonal droughts. It is utilized as an ornamental tree due to its rapid growth, attaining a height of up to 20 m, and has a broad crown that provides shade; furthermore, it is easily managed once it has acclimated to the plantation site (Conafor-Conabio, 2010).

In the asexual or vegetative propagation, the utilization and culture of vegetal tissues that preserves the potential for multiplying and for cell differentiation in order to generate individuals that are similar to the parent trees (donor plants) from the vegetative parts of the plants (Vázquez-Yanes and Cervantes, 1993). In ornamental species for urban environments, the vegetative propagation may be an option to obtain a good source of clonal material (Ramos et al., 2012).

In Mexico, very little research has been done on the quality of plants resulting from vegetative propagation. The plant quality influences, to a great extent, the willingness of producers to plant new trees. Only if the plants have a high quality is it deemed worthwhile to prepare the ground, transport the trees to the field, and plant and maintain them (Wightman and Cruz, 2003).

According to Ritchie et al. (2010), the quality of the plant consists of the quantifiable traits of an individual produced in the nursery that can be used as indicators for its performance once it has been established in the plantation site; i.e. meeting certain standards is likely to increase the survival and growth of the plant.

Within this context, the objective of the present research was to assess the effect of the cutting type, the application of a root starter and the level of fertilization on the morphological attributes of the quality of nursery grown Acer negundo plants. The hypothesis is that, with the application of a root starter and fertilizer, hard cuttings will produced plants with better morphological indicators of quality.

 Materials and Methods Gathering of cuttings

The cuttings were gathered on December 16, 2016, at the facilities of the Universidad Autónoma Chapingo (Chapingo Autonomous University), from branches of the middle and lower parts of the crown ―according to their accessibility― of healthy adult Acer negundo trees. Only the material of the first three knots from the tip to the base of each branch was used. The cuttings had an average length of 15 cm, and were collected in a plastic ice box; they were kept moist and shaded until they were placed in the substrate.

 Establishment of the experiment

The experiment was installed in Tepetlaoxtoc, Mexico State; black polyethylene trays with 54 cavities and a volume of 200 mL per cavity were utilized. The substrate was a mixture of peat moss, agrolite, and medium texture vermiculite, in a proportion of 40, 20 and 40 %, respectively. Controlled release fertilizer (Osmocote ®) was added in a dose of 1 kg m-3 of substrate. The seedlings were irrigated with running water.

The factors taken into account were: cutting type, application of a root starter, and fertilization level. The cuttings were divided into two levels, the first of which is known as “soft cutting” and corresponds to the material gathered from the buds in the branches, with diameters of 4.5 to 8.5 mm, a slightly flexible consistency, and a light green color. The second level corresponded to “hard cuttings” from the base of the branch, with diameters ranging between 9 and 16 mm, with a rigid consistency, and a dark green to brown color.

The levels of root starter (Radix 10 000®, with 1 % indolebutyric acid (IBA) and 99 % inert material) were: with and without application. The utilized dose of the soluble fertilizer, with the formula 20-20-20 (20 % N, 20 % P2O5, 20 % K2O, the rest of inert material), was rated as high (150-60-120) or low (100-50-80) (N, P, K, ppm).

480 cuttings were placed in the trays, one per cavity, with a total of 60 cuttings for each of the eight treatments. At the moment of planting, the application of root starter was assigned at random, the cuttings that required it were moistened at the base and impregnated with Radix 10 000®, the excess of which was removed before they were planted in the substrate. In order to seal the exposed incision, white acrylic paint was used, mixed with Captán ® fungicide, in a dose of 1 g L-1 of paint.

After the transplant, the trays were placed in a tunnel with a white polyethylene cover for greenhouses measuring 1.5 m in width, 3 m in length, and 1.5 m in height, with both ends covered with shade mesh, and a first irrigation was applied, adding 1 g L-1 of Captán.

After eight weeks of the establishment of the experiment, at the start of the emission of adventitious roots, Peters Professional ® soluble fertilizer for general use, convenient for the rapid growth stage in the nursery (20 - 20 - 20), began to be administered in the doses mentioned before, with irrigation every other day in order to maintain the moisture of the substrate.

After fourth months, the rooting percentage (in regard to the total number of cuttings) was registered, and the cuttings were considered to be rooted when side roots were observed. A sample of 40 cuttings was then obtained, in which the shoot diameter, the length of the shoot from the base to the bud, the length of the shoot from the base to the leaf tip, the root length, the (average) height from the base at which the roots emerged, the fresh weight of the leaves, the root, the aerial part, and the underground part, and the dry weight of the leaves, root, aerial part, and underground part were measured, using a plastic ruler calibrated in centimeters, a Truper® digital vernier caliper, and a OHAUS Scout ® Pro digital scale.

The leaves, roots, aerial and subterranean pats were dried inside craft paper bags, in a (Ríos Rocha H-41) drying oven at 80 °C until they attained a constant weight (generally after 72 h).

Furthermore, the shoot/root ratio was estimated based on the relationship between the dry weights of each of one of the parts and Dickson’s quality index, which is estimated dividing the total dry weight of the plant (g) by the sum of the slenderness coefficient (the ratio of the height of the plant, in cm, to its diameter, in mm) and the shoot/root ratio (Birchler et al., 1998).

In this study, neither the dry or fresh weights nor the quality indicators included the weight of the cuttings.

 Experimental design and statistical analysis

The experimental design was completely random and constituted a 2 × 3 factorial experiment. For the statistical analysis of the rooting, the percentage of rooted cuttings was transformed with the arc sine function of the square root of this percentage expressed as per-unit. The PROC ANOVA procedure of the SAS® software (Statistical Analysis System), V. 9.4, was utilized, and the means were compared using the Tukey’s test.

The following statistical model was utilized:

y i j k = μ + α i + β j + γ k + α β i j + α γ i k + β γ j k + α β γ i j k + E i j k

Where:

µ = Overall mean

( i = Effect of the i th level of the cutting factor

( j = Effect of the i th level of the root starter factor

( k = Effect of the k th level of the fertilization factor, the combinations of letters indicate the interactions between the levels of the involved factors

E ijk = Experimental error

 Results and Discussion

The statistical analysis of the rooting, based on each individual factor, obtained statistical significance exclusively for the application of the root starter (P≤0.05) (Table 1), and the means comparison indicated the best result for the cuttings with root starter (20.5 % of rooting) (Table 1). Relatively common response; thus, Palanisamy and Subramanian (2001) register significant effects for the application of (1000 ppm) indolebutyric acid in Tectona grandis L. f. cuttings with rooting percentages of 74 to 100 %.

Statistical analysis of the cutting rooting percentage.
P values
Cutting type Application of root starter Level of fertilization
0.5262 0.0071 0.4950
Tukey’s test
Cutting Root starter Fertilization
Hard 17.5a With 20.48a High 17.5a
Soft 15.0a Without 12.08b Low 15.0a

Means with a different letter in the same column indicate significant differences according to Tukey’s test, P ≤ 0.05.

The statistical analysis of the variables measured in the laboratory show that there were significant effects of four factors or their interactions on six studied variables: shoot diameter, shoot lengths to the bud and to the leaf tip, fresh weights of leaves and root, and leaves dry weight (Table 2).

Results of the statistical analysis (P values) for variables assessed in the laboratory.
Source SD SLB SLLT RL RSH FLW FRW DLW DRW
M 0.0569 0.0232* 0.0290* 0.1231 0.8698 0.1259 0.2079 0.1114 0.5607
C 0.0142* 0.0104* 0.0227* 0.3849 0.5561 0.3791 0.5377 0.1285 0.3000
R 0.8559 0.0338* 0.0212* 0.4155 0.8081 0.0371* 0.1527 0.0276* 0.1246
F 0.4106 0.5405 0.3851 0.4200 0.8486 0.5714 0.4488 0.9724 0.7092
C*R 0.2596 0.6978 0.8062 0.0947 0.6900 0.4481 0.7543 0.7110 0.5011
C*F 0.0967 0.9266 0.2677 0.0538 0.7028 0.5091 0.2599 0.7933 0.8302
R*F 0.0989 0.0179* 0.0386* 0.2010 0.2861 0.0578 0.4348 0.0477 0.2083
C*R*F 0.3074 0.6458 0.8521 0.1957 0.2938 0.2025 0.0289* 0.3949 0.9772

M = Model; C = Cutting; R = root starter; F = Fertilization; SD = shoot diameter; SLB = Stem length to the bud; SLLT = Shoot length to the leaf tip; RL = Root length; RSH = Root-shoot height; FLW = Fresh leaf weight; FRW = Fresh root weight; DLW = Dry leaf weight; DRW = Dry root weight. * = Significant values with P ≤ 0.05.

Response to the cutting type

According to the means comparison, the hard cuttings had superior results for shoot diameter, shoot length from the base to the bud, and shoot length from the base to the leaf tip (Table 3).

Response to the cutting type.
Cutting SD (mm) SLB (mm) SLLT (mm) RL (mm) RSH (mm) FLW (g) FRW (g) DLW (g) DRW (g)
Hard 2.68a 71.85a 214a 104.1a 13.62a 3.43a 0.97a 0.68a 0.2a
Soft 2.23b 45.45b 165.60b 93.1a 11.92a 2.94a 0.83a 0.52a 0.13a

Means with a different letter in the same column indicate significant differences according to Tukey’s test, P ≤ 0.05.

The hard cuttings were taken from the part closest to the stem; therefore, they may contain a larger amount of carbohydrates than soft cuttings. In this regard, Veierskov (1988) points out a rising gradient in the concentration of these reserve products toward the stem base. According to Hartmann and Kester (1991), the thicker cuttings from the basal portion of the branches accumulate more reserve carbohydrates. This pattern is adjusted to, and accounts for the greater response in the variables mentioned above. This result is similar to that obtained by Liao et al. (2012), who attempted the vegetative reproduction of Myrciaria dubia (Kunth) McVaugh and obtained the best average for the shooting of leaves with large diameter cuttings. Nevertheless, different responses are to be expected in different species. dos Santos et al. (2011) conclude that Cestrum laevigatum Schltdl. and Salix humboldtiana Willd. can be propagated with any cutting type; however, woody cuttings, which tend to be even thicker, work best for species like Ficus adathodigifolia L. and F. citrifolia Mill.

 Response to the application of a root starter

The root starter (IBA) produced a tendency with a higher value in the variables stem length, both from the base to the bud and from the base to the leaf tips; it also influenced the fresh and dry leaf weight (Table 4). This agrees with the findings of Boschini and Rodríguez (2002), who, after applying different doses of IBA to Morus alba cuttings, registered statistically significant differences in the overall shooting of buds and roots between the plants on which IBA was used. Likewise, Maldonado et al. (2017) achieved the rooting of Malphigia mexicana A. Juss. cuttings, and Quintero et al. (2008), that of Symphoricarpos microphyllus H. B. K. stakes, using root starters.

Response to the application of a root starter.
R SD (mm) SLB (mm) SLLT (mm) RL (mm) RSH (mm) FLW (g) FRW (g) DLW (g) DRW (g)
W 2.47a 69.4a 214.3a 103.7a 13.13a 3.78a 1.07a 0.72a 0.21a
WO 2.44a 47.9b 165.3b 93.45a 12.43a 2.59b 0.74a 0.49b 0.12a

R = Root starter; W = with; WO = Without; Means with a different letter in the same column indicate significant differences according to Tukey’s test, P ≤ 0.05.

Hartmann and Kester (1991) state that the forming of adventitious roots may be due to certain inherent, non-translocable factors determined by the genotype of the individual tissue cells, as well as to the endogenous rooting factors present in each individual; furthermore, the lack of response to the application of synthetic auxin is due to the fact that several species have enough natural auxin to promote rooting. In the study by dos Santos et al. (2011), conducted on cuttings of 20 Brazilian forest species, C. laevigatum and S. humboldtiana formed roots without a root starter, but 11 taxa ―e.g. Dendropanax cuneatus (DC). Decne. & Planch., Erythrina falcata Benth. and Casearia sylvestris Sw.― did not exhibit roots with any of their treatments.

 Response to the level of fertilization

No significant differences were obtained in the mean comparison analysis for the levels of fertilization (Table 5), which may be due to the fact that “low fertilization” is sufficient to meet the nutritional demands of the plant, at least in terms of its morphological characteristics. The results were similar to those registered by Bualó et al. (2006) for Calibrachoa linearis (Hook.) Wijsman and P. kleinii L. B. Sm. & Downs., which were subjected to two levels of fertilization; furthermore, their growth and morphological characteristics did not differ significantly between treatments.

Response to the level of fertilization.
F SD (mm) SLB (mm) SLLT (mm) RL (mm) RSH (mm) FLW (g) FRW (g) DLW (g) DRW (g)
H 2.53a 61.65a 198.7a 103.7a 13.05a 3.34a 0.99a 0.61a 0.18a
L 2.39a 55.65a 180.9a 93.5a 12.50a 3.02a 0.82a 0.61a 0.15a

F = Fertilization; H = High; L = Low; Means with a different letter in the same column indicate significant differences according to Tukey’s test, P ≤ 0.05.

After applying a root starter (3 000 gL-1 of IBA) during 5 s, Caetano et al. (2010) tried various fertilizers and a control for rooting semi-woody olive tree (Olea europaea L.) cuttings, and they point out that the largest number of roots was produced with a bio fertilizer containing 0.1 % K, 0.34 % Zn, 0.02 % Cu, 0.04 % Mn, 0.18 % B, 0.43 % Mo, 0.12 % S, 0.64 % Ca, and 0.27 % organic C.

 Root starter-fertilizer interaction

The interaction between the root starter and the fertilizer had effects on the length of the shoot from its base to the bud and to the leaf tip (Table 2). The highest shoot length values were registered with the application of the low dose of fertilizer, and diminished with the high dose. When “high fertilization” was applied, the value for shoot length was similar, regardless of whether or not a root starter was used. Without the latter, the shoot length increased with a higher dose of fertilizer (figures 1 and 2).

Effect of the root starter * fertilizer interaction on the length of the shoot from the base to the bud. Longitud del brote hasta la yema = Length of the shoot from the base to the bud; Fertilización = Fertilization; Alta = High; Baja = Low; Con enraizador = With root starter; Sin enraizador = Without root starter.

Effect of the root starter * fertilizer interaction on the length of the shoot from the base to the leaf tip. Longitud brote hasta punta hoja = Length of the shoot from the base to the leaf tip Fertilización = Fertilization; Alta = High; Baja = Low; Con enraizador = With root starter; Sin enraizador = Without root starter.

Triple interaction

Although the use of cuttings with various levels of hardness is advisable for different groups of species, those of hard wood tend to contain more carbohydrates than those of soft wood (Hartman and Kester, 1991). Hence, regardless of the level of fertilization, IBA on hard cuttings favored the accumulation of the fresh root weight. This tendency was also present in soft cuttings with “low fertilization”, and was even more pronounced; however, the highest value was attained using “high fertilization” without a root starter (Figure 3).

Effect of the interaction between the cutting type, the use of a root starter, and fertilization on the fresh root weight. Peso fresco de raíz = Fresh root weight; Fertilización alta= High fertilization; Fertilización baja= Low fertilization Low; Con enraizador = With root starter; Sin enraizador = Without root starter. A) Hard cuttings; B) Soft cuttings.

The greatest response for fresh root weight in the hard wood cuttings with “high fertilization” may be partly related to K, as supplementation with this nutrient stimulates root growth, induced by the auxins. Likewise, K is very important for the emission of adventitious roots, since it influences the cellular expansion, the turgor pressure, the moisture content of the cell, and the stomatal action, and therefore modulates the effects of hydric stress in the cuttings due to their initial absence of roots. This was observed in hard wood cuttings of Junipers virginiana L., with a correlation between K and the percentage of rooting (Henry et al., 1992).

High fresh weights occurred in soft cuttings with the application of a root starter and “low fertilization”, or without a root starter and “high fertilization”; this tendency can be associated with the concentration of nutrients in the cuttings when they are cut, which influences the redistribution of K and differs between cutting types (Henry et al., 1992).

The concentration of nutrients may be expected to be lower in harder, more lignified cuttings; this caused the soft cuttings, which initially contain more K, to inhibit the accumulation of fresh weight when extra K was added and a root starter was applied. Similar interactions have been documented in other species. For example, in semi-hard Dalbergia sissoo Roxb. wood cuttings, fertilization (with NPK) favored rooting and shooting; furthermore, the indolebutyric acid-fertilizer interaction proved to be significant (Bakshi, 2008).

 Other plant quality indicators Dry shoot weight / dry root weight ratio

With this indicator, a ratio equal to one means that the aerial biomass is equal to the underground mass. However, if the ratio is below one, then the underground biomass exceeds the aerial mass; the opposite is true when the value is above one. In the present study, all the values were above one; therefore, the root exhibited little development in relation to the aerial part, which impacts the plant’s resistance to hydric stress in the field (Rodríguez, 2008; Prieto et al., 2009), although it was not statistically significant (Table 6). Similar values to those obtained when assessing the leaves and roots of Acer negundo (Table 7) have been cited for Tabebuia rosea (Bertol.) DC. and Swietenia humilis Zucc., both of which were rated as low-quality plants (Sáenz et al., 2014). This indicator was developed for seed-produced individuals; therefore, it is advisable to carry out more tests on cuttings of other broadleaves and in plantations in an urban or rural environment.

P values of the statistical analysis of the plant quality indices, for two indicators of quality.
Shoot dry weight / root dry weight Dickson’s index
P values
Model 0.5883 < 0.0001
Cutting 0.1617 < 0.0001
Root starter 0.4252 0.3800
Fertilizer 0.3597 0.3423
Cutting*Root starter 0.6220 0.1540
Cutting*Fertilizer 0.7789 0.5409
Root starter*Fertilizer 0.4881 0.8019
Cutting*Root starter*Fertilizer 0.2708 0.6501

Tukey’s test for two indicators of plant quality.
Treatments Dry shoot weight / Dry root weight Dickson’s index
Cutting type
Hard 9.08 a 3.12a
Soft 4.31 a 0.66b
Root starter
With 8.04 a 2.03 a
Without 5.35 a 1.75 a
Fertilization
High 8.24 a 2.04 a
Low 5.15 a 1.74 a

Means with a different letter in the same column indicate significant differences according to Tukey’s test, P ≤ 0.05.

 Dickson’s index

Dickson’s index is considered as one of the best parameters to indicate the quality of the plant, as it expresses balance between the distribution of the mass and the robustness of the plant, preventing the selection of out of proportion plants and the rejection of shorter but more vigorous specimens (García, 2007). In Mexico, the plant quality is generally categorized according to Dickson’s index. Plants with values of 0.20 or under are rated as low-quality; medium quality plants have values of 0.45 to 0.20, and high-quality plants are those with a value of 0.5, or above if they are conifers (Sáenz et al., 2014); the higher the value, the higher the quality (Basave et al., 2017).

The variance analysis evidenced statistical significance (P<0.05), influenced by the cutting factor (Table 6). Tukey’s test indicated the best results for this index in hard cuttings (Table 7), which may be directly related to a higher root production (Guzmán et al., 2012).

 Conclusions

Acer negundo improved its rooting with indolebutyric acid. Because hard cuttings have more reserve carbohydrates, they produced more vigorous shoots, with larger diameters, and greater lengths from the base to the bud and to the leaf tip. The two latter variables are also favored by indolebutyric acid, which induces the generation of photosynthetic surface; therefore, this substance has a positive impact on the dry and fresh weight of the leaves. “High fertilization” is not affected by the root starter; however, with “low fertilization”, this substance promotes shoot length, whereas the low dose of fertilizer reduces it. Finally, the triple interaction between cutting type, fertilization and root starter maximizes the fresh root weight. The indolebutyric acid used as the root starter and, especially, the additional potassium of “high fertilization” in the hard cuttings, facilitate the accumulation of water in the tissues.

 Acknowledgements

To Conacyt for the grant given to the first autor to study Forest Sciences Master at the Universidad Autónoma Chapingo (UACH). To the UACH, for the support provided to accomplish the actual work. To Mr. Gerardo Mendoza Ángeles for his help in the collection of twigs and laboratory work.