Introducción
Morchella spp. son hongos comestibles altamente cotizados a nivel mundial (Molina et al., 1993, Alexopoulos et al.,1996), su estado trófico y asociación con plantas se ha estudiado desde mediados del siglo XIX (Robert, 1865; Roze, 1882; Matruchot, 1909; Molliard, 1904; Fron, 1905; Melin y Gunhilda, 1941; Brock, 1951; William et al. 1956; Impens, 1972; Kaul, 1977; Wassom y Holden, 1977; Buscot y Kottke, 1990; Dahlstrom et al., 2000) asociando la fructificación de Morchella spp. con áreas recientemente perturbadas producto de un aumento de materia orgánica muerta en la rizosfera (Dahlstrom et al., 2000), en ecosistemas forestales estables, el ciclo de vida de Morchella spp. presenta una oscilación bianual (Buscot y Roux 1987; Buscot 1989; Buscot y Bernillon 1991), sin tener claro los factores que inciden en esta oscilación y la dificultad de asegurar una oferta estable de Morchella spp.
En los bosques templados de Sudamérica las distintas especies representantes del género Morchella, se distribuyen en zonas cordilleranas y precordilleranas, donde fructifican asociadas a bosques de Nothofagus spp. y Austrocedrus chilensis (D. Don) Pic. Ser. et Bizz. De acuerdo a FIA-DECOFRUT (1996), crece sobre terrenos ácidos, de preferencia quemados, al pie de coníferas y de latifoliadas. El óptimo crecimiento es obtenido en suelos limosos y ricos en humus (SINGH, 2006). La fructificación de Morchella spp. sigue estando poco clara debido a dos razones ecológicas: por un lado, algunas especies requieren de diferentes condiciones para fructificar (la fructificación no es constante cada primavera), y por otro, los ascocarpos son producidos bajo dos condiciones ecológicas diferentes, ya sea a través del establecimiento de las micorrizas o posterior a un disturbio o evento catastrófico que afecte al sitio, como incendios, tala, vulcanismo, etc. en que el hongo activa el mecanismo llamado saprofitismo (González, 2001). Ambas condiciones ecológicas están restringidas en su manejo, sea porque pueden considerarse ilegales o porque congregan una variedad de condiciones adaptativas que podrían estar actuando en forma conjunta (generando verdaderas combinaciones de factores), lo que obviamente sigue restringiendo su cultivo, ya sea in vitro o in vivo. Según lo señalado por Volk y Leonard (1989), el conocimiento de las condiciones nutricionales y que provocan la fructificación a partir del esclerocio debieran ser las mismas que promueven el desarrollo del micelio (en condiciones naturales y experimentales), condiciones muy específicas de nutrición, distribución de la micorriza, acidez del suelo, humedad, niveles de dióxido de carbono, altitud y de temperaturas, las que pueden ser muy variadas a través de las diferentes etapas de su desarrollo y maduración (Volk y Leonard 1989; Güler y Arkan, 2000). Aunque su cultivo artificial data de hace tres décadas, la aparente falta de variables identificables en las condiciones de sitio que conducen a su fructificación no ha permitido establecer una producción satisfactoria (Kalm y Kalyoncu 2008), y las patentes derivadas de las diversas investigaciones (Patentes Norteamericana N° 4.594.809 y N° 4.757.640 de Ronald Ower en 1988) han recibido cuestionamientos a la eficacia de sus resultados, orientando la relación de la fructificación con características climáticas, edafológicas, de relieve e hidrográficas, y registro del historial de perturbaciones del hábitat, de manera de obtener y verificar los parámetros de crecimiento previstos para los proyectos de cultivo establecidos (Masaphy, 2010), haciendo que el estudio de la determinación de los activadores y condiciones requeridas para la iniciación y maduración de los ascocarpos aún esté muy vigente, sobre todo si es para una utilización natural y racional del recurso.
Basado en los resultados de los estudios citados y las observaciones empíricas sobre producción natural del hongo Morchella spp., se verifica que las variaciones anuales del volumen producido, las diferencias espaciales, la calidad heterogénea de los hongos cosechados y los esfuerzos por controlar la producción bajo medios artificiales no han sido concluyentes en generar su cultivo con características industriales. Es por ello, que este estudio plantea como hipótesis que la observación del ciclo fenológico del hongo Morchella spp. en relación con las variables agua, suelo, estructura y cobertura del bosque, además de la topografía, permitirá identificar de forma cualitativa y cuantitativa aquellas restricciones que inciden sobre la producción, a objeto de diseñar sistemas de producción controlados por los recolectores que presenten mejor desempeño al interior del bosque permitiendo implantar nuevos sistemas de producción fuera del hábitat natural del hongo, en medios controlados o semi-artificializado, manteniendo y manejando las condiciones originales del sitio (suelo y bosque). El objetivo planteado está orientado a identificar las condiciones óptimas para la fructificación de Morchella spp. y diseñar un sistema de cultivo, a partir de un modelo de observación del ciclo fenológico del hongo en la pre cordillera de Los Andes de la Región de La Araucanía.
Metodología
Selección del área de estudio.
La metodología considera como relevante la selección de sitios donde predominen bosques de segundo crecimiento del género Nothofagus, entre ellos Nothofagus obliqua (Mirb.) Oerst., Nothofagus nervosa (Phil.) Dimitri et Milano, y Nothofagus dombeyi (Mirb.) Oerst. En Chile, los bosques secundarios del género Nothofagus actualmente se encuentran susceptibles de ser manejados con fines productivos y ambientales debido a la reciente aprobación en el año 2008 de la Ley 20.283 de Recuperación del Bosque Nativo y Fomento Forestal. Los bosques de segundo crecimiento en su gran mayoría pertenecen a pequeños propietarios forestales, los cuales desarrollan actividades tanto agrícolas como forestales para su subsistencia (Moreno, 2011). Para estos propietarios la rentabilidad de sus bosques debe traducirse en un rápido retorno de cualquier inversión que realicen en ellos. Por esta razón, la determinación de una metodología de manejo apropiada para la producción sostenible de Morchella spp. permitirá proyectar sus campos de forma sustentable lo que se traduce en nuevas formas de ingresos económicos para su sustento familiar. Un segundo criterio de selección obedece a zonas en donde históricamente se haya recolectado el hongo, para la región de La Araucanía se sugieren los sectores de Molulco, Comuna de Melipeuco, Hueñivales comuna de Curacautín y sector Ranquil, en la comuna de Lonquimay. Todos estos sitios ubicados en la precordillera andina, sectores en donde tradicionalmente se ha recolectado Morchella spp.
Muestreo y diseño experimental
El estudio del efecto de la cobertura boscosa en la presencia de Morchella spp., sugiere considerar en la etapa de muestreo el uso de conglomerados asociados a distintas coberturas de bosque (alta, media, baja, sin cobertura) determinadas en porcentaje de cobertura de la proyección de copas al suelo de acuerdo a la clasificación expuesta en la tabla 1. Cada conglomerado deberá ser tratado como una unidad muestral, y estará constituida por cuatro parcelas individuales de 50x20 metros (1000 m2) orientada en su eje principal de acuerdo a los puntos cardinales. Deberán instalarse cuatro conglomerados por sitio al objeto de cubrir las distintas coberturas de copas señaladas.
Tabla 1. Porcentaje de cobertura de copas
El análisis de las variables más incidentes en la productividad de Morchella spp. determinadas en los sectores seleccionados se deberá basar en el estudio de los factores climáticos, edáficos y topográficos, de acuerdo con lo señalado por Manzi et al., (2001) en los estudios de productividad de sitios forestales, las variables bajo análisis deberán ser: temperatura (t), humedad relativa (hr), precipitación (ppm), luminosidad (lz), temperatura del suelo (ts), humedad del suelo (hs), Ph del suelo (ph), además de un análisis físico y químico del suelo (macro y micronutrientes). Las variables ambientales serán monitoreadas en tiempo real a través de dispositivos electrónicos que deberán establecerse en cada parcela de muestreo, por un periodo de tres temporadas de fructificación.
Al objeto de conocer y describir el sistema de micorrizas presente en cada conglomerado, se seleccionarán tres árboles de las distintas especies arbóreas en cada parcela, a cada árbol se le extraerán muestras de raicillas para evaluar el grado de micorrización. Finalmente se estimará la tasa metabólica de cada árbol, con el objeto de analizar las relaciones entre las fluctuaciones de las variables biofísicas y el crecimiento del árbol.
Cada parcela del conglomerado se subdividirá en 50 subparcelas de 2 m2, en cada una de las cuales se evaluará: densidad de cuerpos fructíferos, a través del conteo sistemático de los carpóforos durante los periodos de fructificación, biomasa por medio del peso seco de los cuerpos fructíferos recolectados, y distribución espacial (coordenadas x, y).
Muestreo de suelo
Se determinará la densidad de esclerocios en muestras obtenidas a partir de un perfil de suelo de 50 cm. Se seleccionarán 10 subunidades de 5 cm3 de suelo en distintas profundidades (5 estratos de 10 cm c/u), en la cual se observará la presencia de esclerocios (%), t °C, humedad, ph, textura, porosidad, densidad aparente, C/N, MO, presencia de raicillas finas.
Análisis de varianza, estadística multivariada y patrones espaciales
El diseño estadístico considera en una primera etapa evaluar el efecto de la cobertura boscosa en la producción de Morchella spp. Para lo cual se plantea un análisis de varianza de una vía [1] con cuatro tratamientos (bajo, medio, alto y nulo) el cual se evaluará con un 95 % de confiabilidad (p<0,05).
Donde: yij corresponde a la variable respuesta con la j-ésima observación del i-ésimo tratamiento, µ correspondiente al efecto medio del ensayo, αi efecto del i-ésimo tratamiento, y εij correspondiente al error aleatorio para la j-ésima observación del i-ésimo tratamiento.
Para la identificación de las variables biofísicas (clima, suelo y topografía) que explican la presencia de Morchella spp., en cada punto de muestreo, se propone realizar un análisis de componentes principales (ACP) con rotación de ejes por medio del método Varimax para el análisis de los factor loading (Quinn y Keough, 2002) y selección de variables a través del criterio del scree test de Cattell (1966), Kaiser (1960).
Para el estudio de la distribución espacial de Morchella spp., se buscará determinar si ésta posee un comportamiento aleatorio, homogéneo o agrupado, con el objeto de identificar patrones espaciales que permitan conocer y describir la existencia de autocorrelación espacial con otros patrones del sitio, para ello se determinarán las coordenadas de cada subparcela en donde se registrará la presencia o ausencia de Morchella spp. El análisis se realizará a través de la función K [2] de Ripley (Ripley, 1976) y el coeficiente I de Moran para la determinación de autocorrelación espacial (Camarero y Rozas, 2006).
Donde: λ corresponde a la intensidad del patrón (densidad de puntos) y N(r) número medio de puntos vecinos dentro de un círculo de radio r estimado como [3].
Donde: N es el número de puntos del patrón, y kij la función indicadora que toma el valor 1 si la distancia entre los puntos i y j es menor que r, y 0 en el caso contrario.
El coeficiente I de Moran, para el conjunto de unidades muestrales comprendidas dentro de una clase de distancia d será calculada de acuerdo a la siguiente expresión [4].
Donde: n es el número de unidades muestrales consideradas, y valor que adopta la variable en los puntos i y j, siendo en toda la expresión siempre i ≠ j, wij(d) elementos de la matriz de pesos entre los puntos i y j comprendidos dentro de la clase de distancia d, W(d) correspondiente a la sumatoria de los valores de los elementos de la matriz de pesos wij(d).
Producción de Morchella spp. bajo condiciones controladas de sitio
Los resultados del análisis de factores biofísicos y de patrones espaciales, permitirá levantar experimentos en sitios donde la producción del hongo no existe, para ello se establecerán áreas experimentales de producción de Morchella spp., basadas en el manejo de la cobertura boscosa, variables biofísicas seleccionadas a partir del análisis multivariado y patrones espaciales de distribución que favorezcan la autocorrelación en caso de ser necesario, otorgando así las condiciones ambientales naturales bajo las cuales crece y se desarrolla el hongo. Se ejecutarán dos esquemas de producción: el primero llamado (1) Producción in situ, el que consistirá en replicar y manejar las variables de sitio evaluadas y que expliquen mejor la producción de Morchella spp. Se realizarán experimentos controlados en los mismos sectores donde ésta ha sido exitosa, con el objetivo de hacer constante la producción de aquellos sitios; y la segunda llamada (2) Producción ex situ, sistema que permitirá replicar y manejar las variables de sitio evaluadas en experimentos controlados, consistentes en el trasladando de una porción de suelo desde un sitio productivo a un área experimental, en donde se evaluará la efectividad del manejo de las variables ambientales analizadas previamente.
Conclusión
El propósito de este estudio metodológico reside en generar conocimiento e informaciones circunstanciadas sobre las variables y factores que condicionan la producción y productividad de la recolección de Morchella; actividad económica de subsistencia de gran importancia para los campesinos e indígenas de la Araucanía, (Martínez-Peña et al., 2011). El conocimiento del ciclo fenológico y sus interacciones con el ambiente, permitirá elaborar experimentos de sistemas de cultivo para mejorar las restricciones productivas. Se desconoce los factores que limitan la producción del hongo, porque no existen estudios rigurosos in situ del ciclo vegetativo del hongo Morchella spp., y sus relaciones con el medio físico y biótico, esta falta de información se ha constituido en la restricción principal de la producción industrial del hongo, de acuerdo a los estudios de (Wiita, 2004; Beetz et al., 2004; Güler et al., 2005; Alvarado et al., 2008; Solares, 2012; Atri et al., 2012). Estos autores han trabajado cultivo de esclerocios del hongo en diversos medios no logrando desarrollar el cultivo industrial y esto se debe a la dificultad de caracterizar las relaciones del hongo con el medio y con factores propios de las micorrizas, según (Morcillo et al., 2004), lo que es confirmado por (Keim, 2012) en un articulo “In natures” en que extiende los ensayos para cultivar Morchella spp. a 10.000 años y 150 años de investigación “agronómica” y solo se esperan patentes seguras el 2013.
La metodología propuesta identifica durante tres años a través de un modelo observacional in-situ las condicionantes del ciclo productivo del hongo según localización, exposición, luminosidad, características edafológicas del suelo, poblamiento y variables biofísicas como humedad, temperatura, disponibilidad de nutrientes, pH del suelo relación C/N, materia orgánica, entre otros; este sistema de factores y variables, tratadas estadísticamente para obtener información confiables, permitirán formular sistemas de cultivos que serán modelados en ensayos agronómicos con diseño y tratamiento estadístico, en sitios del bosque nativo y en condiciones similares a las parcelas del modelo observacional, controlando los factores y variables que aseguren la mejor producción del rubro.
Por lo tanto, definir una metodología que permita conocer en forma cuantitativa y cualitativa gran parte de las ventajas ecológicas de los bosques de Nothofagus que permiten la producción del hongo, (química y física del suelo, fertilidad, humedad, luminosidad, disponibilidad de nutrientes, fitosanidad, etología, factores de stress, predadores) puede formular sistemas de cultivo que ofrezcan las mejores condiciones para el hongo.
La metodología observacional y experimental propuesta, de realizar ensayos in-situ en el bosque nativo, modificando un mínimo las condiciones naturales para favorecer el desarrollo del ciclo fenológico de la Morchella spp., permitirán conocer las restricciones que limitan o favorecen la producción del hongo, para posteriormente realizar experimentos en el bosque con sistemas de cultivo del rubro, desarrollando los factores y variables que favorecen la producción.
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Tabla
Tabla 1. Porcentaje de cobertura de copas.
Categoría |
Clase (% CC) |
Alta |
75 – 100 |
Media |
50 – 75 |
Baja |
20 – 50 |
Nula |
< 20 |
Fuente: UCTemuco, 2011
Table 1: Percentage crown cover
|
|
High |
75 – 100 |
Mean |
50 – 75 |
Drop |
20 – 50 |
Null |
< 20 |
Source: UCTemuco, 2011
