Repoblaciones y Maquinaria Forestal Ingeniero de Montes
Tema 5. La calidad de la planta forestal para repoblación
DIAPOSITIVA 1
Juan A. Oliet Palá Noviembre 2013
Tema 5. La calidad de la planta forestal para repoblación
Contenido: 5.1. Importancia de la calidad de la planta en repoblación 5.2. Principales atributos de calidad. Clasificación 5.3. Atributos morfológicos y fisiológicos 5.4. Atributos de comportamiento 5.5. Control de calidad de lotes comerciales. Procedimiento y normativa
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5.1. Importancia de la calidad de planta en repoblación
Justificación del control y mejora de la calidad de planta
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5.1. Importancia de la calidad de planta en repoblación
– Calidad de la planta: capacidad para sobrevivir y crecer en un lugar de plantación definido (Duryea, 1985)
– Importancia: •Efectos sobre la supervivencia postrasplante
•Efectos sobre el crecimiento postrasplante
La calidad debe ajustarse al lugar de plantación y al propósito de la repoblación
DIAPOSITIVA 4
5.1. Importancia de la calidad de planta en repoblación
– Calidad de la planta: Necesidad de evaluar la calidad de la planta 1.- Para los viveristas:
Definición de prácticas culturales idóneas. Definición del momento idóneo para la finalización del cultivo. En la discriminación por deficiente calidad de lotes para repoblación.
2.- Para los repobladores: Ajustar la calidad de la planta al lugar específico de plantación. Determinar efectos de las operaciones de plantación sobre la calidad. Establecer las causas de fracasos.
DIAPOSITIVA 5
3.1. Importancia de la calidad de planta en repoblación
DIAPOSITIVA 6
Los programas de mejora de la calidad de la planta: viveristas e investigadores deben trabajar en conjunto
5.2. Principales atributos de calidad. Clasificación
DIAPOSITIVA 7
¿Características de la planta para superar el arraigo y
establecimiento?
1. Debe saber producir nuevas raíces y nuevos tejidos aéreos lo antes posible
2. Debe mantenerse indemne bajo condiciones
de estrés el mayor tiempo posible
1. Contenido de reservas: minerales y de carbohidratos
2. Equilibrio parte aérea/radical → superficie transpirante/superficie
absorbente
3. Tolerancia a estrés hídrico y a heladas: ajuste osmótico, elasticidad
paredes celulares, grado de aclimatación
4. Sistema fotosintético inalterado: no sometido a estrés durante el
cultivo
5.2. Principales atributos de calidad. Clasificación
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¿Qué es un atributo de calidad?
Cualquier propiedad de la planta de
vivero evaluable y relacionada
con su calidad
5.2. Principales atributos de calidad. Clasificación
La calidad genética (“interior”) se entiende asegurada por la correcta elección de especie, procedencia o ecotipo
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Resistencia a factores de estrés
Rápido crecimiento radical
Rápido crecimiento aéreo
Cualidades de la planta Atributos de calidad asociados
Equilibrio parte aérea:radical
Reserva de nutrientes minerales abundante
Desarrollo aéreo importante
Estado durmiente adecuado
Presencia de micorrizas
Grado de endurecimiento adecuado
Reserva de carbohidratos abundante
Vigor general (ausencia de daños)
Atributos de calidad y establecimiento
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1.- Atributos materiales (directamente medibles):
– Morfológicos: altura, diámetro del cuello de la raíz, biomasa, volumen, superficie, índices o ratios, etc.
– De calidad exterior: síntomas de daños, deformaciones, clorosis, micorrización
– Fisiológicos: grado de durmancia (fenología), estado hídrico, de los nutrientes, nivel de reservas orgánicas, grado de endurecimiento, etc.
2.- Atributos de desarrollo o de comportamiento: resistencia al frío, potencial de regeneración radical, vigor, etc.
Clasificación de los atributos (¿caracteres funcionales?)
5.2. Principales atributos de calidad. Clasificación
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5.3. Atributos materiales de calidad: morfología, calidad exterior y fisiología
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Morfología y calidad
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5.3. Atributos materiales de calidad
MORFOLOGÍA = forma o estructura de un organismo o de alguna de sus partes
Ventajas de los atributos morfológicos: 1. Facilidad de medición 2. Estabilidad de los atributos 3. Son útiles en la mecanización y/o racionalización de los
trabajos 4. Algunos son no destructivos
Inconvenientes En ocasiones, baja capacidad predictiva → la respuesta
postrasplante es un resultado de múltiples variables. Calidad morfológica no equivale a calidad funcional
¡Casi toda la normativa de calidad se inspira en atributos morfológicos!
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Introducción: debate sobre el tamaño de la planta
¿Planta grande o planta pequeña? Bases ecofisiológicas
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¿Cuál sobrevive mejor?
¿Planta grande o planta pequeña? Bases ecofisiológicas
BALANCE HÍDRICO FRENTE A BALANCE DE CARBOHIDRATOS: •La superación del shock postrasplante (arraigo) requiere cualidades en las que el tamaño de la planta incide:
Resistencia a estrés - Relación superficie absorbente/transpirante
Iniciar la extensión radical lo antes posible -Superficie y capacidad fotosintética -Magnitud tejidos respiratorios (raíces) -Reservas de nutrientes y carbohidratos
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En las consideraciones sobre el tamaño de la planta es fundamental incorporar la relación entre la parte aérea y la radical
¿Planta grande o planta pequeña? Bases ecofisiológicas
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¿Cuál sobrevive mejor?
Balance hídrico
+ - Parte aérea mayor y raíz idéntica
¿Planta grande o planta pequeña? Bases ecofisiológicas
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¿Cuál sobrevive mejor?
¿Planta grande o planta pequeña? Balance fotosintético y de reservas: el enraizamiento es más rápido y profundo
+ - Parte aérea mayor y raíz idéntica
Fotosíntesis
= Respiración =
Introducción: debate sobre el tamaño de la planta
¿Planta grande o planta pequeña? Bases ecofisiológicas
¿Cuál sobrevive mejor? = ¿Cuándo predomina un efecto sobre otro?
Condiciones ambientales postplantación: Humedad del suelo Humedad ambiental y demanda evaporativa Temperatura
Caracteres funcionales de las especies: Hábito foliar Capacidad para remobilizar reservas Estrategia de uso del agua: plantas “ahorradoras”/”gastadoras” de agua
Introducción: debate sobre el tamaño de la planta
Morfología en el área mediterránea Relación tamaño aéreo-supervivencia en ensayos mediterráneos: meta-análisis
Navarro et al., 2006
20
21
Introducción: debate sobre el tamaño de la planta
Zonas áridas: ¿planta pequeña?
Zonas húmedas: planta grande
- Disponibilidad hídrica +
Introducción: debate sobre el tamaño de la planta
¿Planta grande o planta pequeña? Bases ecofisiológicas
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¿Cuál sobrevive mejor?
CONCLUSIONES 1. El tamaño de la planta debe considerarse en términos relativos (relación PA:PR) 2. Si la plantación se realiza en condiciones de tempero, es preferible planta con grandes desarrollos aéreos 3. Falta establecer un patrón claro para zonas secas y difíciles
Introducción: debate sobre el tamaño de planta
¿Planta grande o planta pequeña? Otras consideraciones
PLANTA GRANDE: •Compite mejor con la vegetación espontánea •Reduce la necesidad de tratamientos culturales postplantación
PLANTA PEQUEÑA: •Menores costes de producción y de manejo
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Morfología
El estudio de la morfología se enfoca:
i. Tamaño de la parte aérea ii. Tamaño y arquitectura de la raíz iii. Balance entre ambos componentes (índices)
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• Se puede evaluar a través de múltiples atributos:
Altura
Diámetro del cuello de la raíz
Peso aéreo
Área foliar
Casi todos guardan fuertes correlaciones entre sí
Tamaño de parte aérea
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Relación con la respuesta postrasplante: similar a la altura, aunque suele ser más intensa → mejor predictor de la supervivencia y crecimiento:
•Correlacionado con el desarrollo total de la planta (aéreo, radical) •Indicador del grado de lignificación del tallo •Flujo de savia a través del xilema (conductividad hidráulica)
Valores recomendados: ~4 mm en muchas coníferas
Tamaño de parte aérea: diámetro en el cuello de la raíz
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• Se puede evaluar a través de varios atributos:
De arquitectura (deformaciones)
Cuantitativos
Fibrosidad radical
Tamaño y arquitectura de la raíz
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Arquitectura del sistema radical Calidad cualitativa o descriptiva: arquitectura natural Deformaciones causadas por el confinamiento en contenedor (frecuentes en Quercus):
29
Encina en a) Contenedor y b) Siembra natural
Tsakaldimi et al 2009
Arquitectura del sistema radical Calidad cualitativa o descriptiva: arquitectura natural Deformaciones causadas por el confinamiento en contenedor:
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Raíces remontantes
Arquitectura del sistema radical
Calidad cualitativa o descriptiva: arquitectura natural Las plantas a raíz desnuda sufren menores deformaciones, aunque mayores amputaciones:
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Evaluación del volumen radical mediante inmersión:
Tamaño de la raíz
Método sencillo y no destructivo 33
Relación desarrollo radical-supervivencia:
Desarrollo cuantitativo y fibrosidad radicales
35
(Acacia salicina. Oliet et al 2005)
Índices morfológicos
37
Índices y relaciones morfológicas
Combinación en una expresión matemática de dos o más atributos morfológicos
SIGNIFICADO FUNCIONAL
Relación parte aérea/parte radical Esbeltez Índice de calidad de Dickson Balance de agua en la planta
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Índices y relaciones morfológicas Relación Parte aérea/Parte radical Equilibrio superficie transpirante/superficie absorbente (balance hídrico)
Disminución del estrés hídrico postrasplante:
Burdett, 1990
Mejora de la supervivencia:
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Equilibrio tejido productor/consumidor (balance de carbono):
Consumo de carbohidratos por las raíces (respiración) (-) Producción de carbohidratos por el aparato fotosintético aéreo (+)
•Valores recomendados: 1 – 2
Índices y relaciones morfológicas Relación Parte aérea/Parte radical
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Indica el grado de resistencia mecánica (plantación, viento, etc.) Capacidad predictiva similar a la altura y/o al diámetro
Valores recomendados: < 50:1 en zonas secas
Índices y relaciones morfológicas Esbeltez (altura/diámetro)
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Índices y relaciones morfológicas
Índice de calidad de Dickson Variación del punto de equilibrio aéreo/radical con el tamaño total de la planta:
( )
( ) ( )
.( ) ( )
PesoTotal gQI
Altura cm PesoAereo g
Diam mm PesoRaiz g
Mejor cuanto más alto
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La morfología en la legislación
43
Normativa sobre calidad morfológica
45
Normativa sobre calidad morfológica
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En relación con la calidad de la planta de las especies reguladas establece normativa exclusivamente de carácter morfológico: Requisitos de calidad exterior Valores de algunos atributos morfológicos
Requisitos de calidad exterior. RD 289/2003:
Normativa sobre calidad morfológica
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Requisitos de calidad exterior. RD 289/2003:
Normativa sobre calidad morfológica
48
Dimensiones de las plantas. RD 289/2003:
Normativa sobre calidad morfológica
49
Valores recomendados de morfología para las especies de repoblación forestal (Cortina, 2006 et al.) y admitidas en la normativa española (paréntesis)
Normativa sobre calidad morfológica
50
Fisiología y calidad
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5.3. Atributos materiales de calidad
52
5.3. Atributos materiales de calidad: atributos fisiológicos
Introducción
1. Cambios fisiológicos derivados de operaciones de cultivo (que no alteran la morfología)
2. Modernización de los sistemas de producción (crecimiento forzado, almacenamiento en frío, …)
3. Aliada en investigación de la mejora del cultivo
Necesidad de caracterizar fisiológicamente a la planta:
Inconvenientes:
1. Complejidad y costo: no operativos
2. Inestables en el tiempo
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5.3. Atributos materiales de calidad: atributos fisiológicos
Atributos fisiológicos
Estado nutricional: reserva de nutrientes
Estado de carbohidratos: idem
Estado hídrico: parámetros de tolerancia a estrés hídrico
Otros
NOTA: el estado nutricional es el que induce efectos más importantes sobre la calidad
1. Los nutrientes minerales desempeñan papeles fisiológicos varios, con una influencia más o menos acusada en el establecimiento
2. Los nutrientes minerales se acumulan y pueden removilizarse al servicio del arraigo para abastecer nuevos tejidos
Ideas clave:
El estado nutricional es uno de los atributos con mayor influencia en la calidad de la planta
5.3. Atributos materiales de calidad: atributos fisiológicos
Estado nutricional: reserva de nutrientes
Estado nutriticional = concentración de los
nutrientes esenciales
OBJETIVO DEL VIVERISTA: dar a la planta la concentración adecuada
¿Cuál es la concentración adecuada?
5.3. Atributos materiales de calidad: atributos fisiológicos
Estado nutricional: reserva de nutrientes
¿Sobre qué aspectos del arraigo afecta la nutrición? Asimilación (fotosíntesis postrasplante) Tolerancia a estrés (ajuste osmótico, elasticidad paredes celulares) Resistencia al frío Crecimiento absoluto y reparto entre fracciones (PA-PR) Resistencia a enfermedades en vivero Conductividad hidráulica de raíces Otros: concentración de carbohidratos y azúcares solubles
5.3. Atributos materiales de calidad: atributos fisiológicos
Estado nutricional: reserva de nutrientes
Tamaño Fisiología
Fertilización
Los efectos de morfología y fisiología son difíciles de separar en estudios sobre nutrición y calidad de planta
5.3. Atributos materiales de calidad: atributos fisiológicos
Estado nutricional: reserva de nutrientes
Efectos favorables: Actividad fotosintética postrasplante Estímulo al crecimiento postrasplante Removilización de reservas
Efectos desfavorables: Desequilibrio PA/PR ¿Disminución de la tolerancia a estrés? (frío y sequía) Efecto dilución Efecto sobre las reservas
Papel del N
Es el elemento con mayor poder de influir sobre la calidad de la planta. En él se basan los programas de fertilización
Papel de los macronutrientes: Nitrógeno
5.3. Atributos materiales de calidad: atributos fisiológicos
Efecto sobre la fotosíntesis postrasplante:
C. siliqua. Oliet et al., 2013
Nitrógeno y fotosíntesis
5.3. Atributos materiales de calidad: atributos fisiológicos
NITRÓGENO: efecto dosis de N aplicado sobre el tamaño de planta
Nutrient supply (mg N plant-1)
Co
mp
on
en
t d
ry m
ass (
g)
Quercus ilex
Nitrógeno y crecimiento en vivero
5.3. Atributos materiales de calidad: atributos fisiológicos
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 25 50 75 100 125 150 175 200
Leaf
Stem
Root
Quercus ilex
Nitrógeno y resistencia al frío 5.3. Atributos materiales de calidad: atributos fisiológicos
VD = daño visual en hojas. N2 = doble fertilización que N1
¡El daño es mayor en las plantas menos fertilizadas! (Andivia et al., 2012)
Picea glauca
(McAlister y Timmer
1998).
Uso y removilización de reservas nutricionales Tras la plantación
se produce un
desajuste claro
entre la demanda
de nuevos tejidos
en crecimiento y la
absorción del
exterior: se hace
necesaria la
removilización de
reservas desde los
tejidos viejos
5.3. Atributos materiales de calidad: atributos fisiológicos
Evidencias experimentales: efecto del N sobre la supervivencia:
Zizyphus lotus
5.3. Atributos materiales de calidad: atributos fisiológicos
¿Un valor? : 20 mg/g
(Coníferas)
Nitrógeno: valores recomendados
Fuente Nitrógeno
(mg/g)
Especie Observaciones
Duryea y McClain
(1984a)
17-23 General
Boyer y South (1985) 17-23 Género Pinus
Ingestad y Kahr, 1985 19-22 Pinus
van den Driessche
(1987)
20 Pseudotsuga
menziesii
Máxima supervivencia
Timmer y Armstrong
(1987)
15-30 Pinus resinosa
Larsen et al. (1988) 17-23 Pinus taeda
Hinesley y Wright
(1988)
> 15 Pinus strobus Optimo desarrollo en vivero
Landis (1989) 13-18 Pinus sylvestris Menor daño por frío
Green y Mitchell (1992) 20 Pinus taeda Máxima fotosíntesis
Oliet et al. (1997,
2005a) ≈20 Pinus halepensis Máxima supervivencia
Royo et al. (1997) 13,2 Pinus halepensis Valores medios de diversos viveros
comerciales
Puértolas et al. (2003a) > 20 Pinus halepensis Máximo crecimiento postrasplante
5.3. Atributos materiales de calidad: atributos fisiológicos
1. Con las dosis manejadas experimentalmente no
parece existir saturación respecto a la respuesta “supervivencia postrasplante” (especies
mediterráneas)
2. La removilización existe y parece positiva (especies
perennifolias de zonas templado-frías y mediterráneas)
SOBRECARGA NUTRICIONAL = maximizar la
absorción de nutrientes durante el cultivo
ADVERTENCIA: tradicionalmente los
viveristas han tendido a fertilizar poco (falso
endurecimiento)
Conclusiones al estado nutricional
Situar a las plantas en zonas de consumo de lujo
Sobrecarga nutricional: conseguir planta grande y con muchas reservas en tejidos
Conclusiones al estado nutricional
Atributos de comportamiento
67
5.4. Atributos de comportamiento de calidad
Atributos de comportamiento
68
5.4. Atributos de comportamiento de calidad
Evalúan la respuesta de la planta en condiciones normalizadas:
Óptimas para el crecimiento
Estresantes
Potencial de respuesta postrasplante
Potencial de respuesta postrasplante en condiciones de estrés específicas
Tienen un carácter integrador→ morfología + fisiología
PRINCIPALES ATRIBUTOS DE COMPORTAMIENTO:
• Potencial de crecimiento radical (PCR)
• Resistencia a estrés: frío, sequía
• Tests de vigor
Tienen un carácter integrador→ morfología + fisiología
5.4. Atributos de comportamiento de calidad
POTENCIAL DE CRECIMIENTO RADICAL (PCR)
Capacidad de formar nuevas raíces en condiciones favorables para el crecimiento (potencial)
Atributos de comportamiento: PCR
POTENCIAL DE CRECIMIENTO RADICAL (PCR) Condiciones de realización del test de PCR:
Atributos de comportamiento: PCR
Duración del test: debe permitir un diagnóstico rápido: 7 – 72 días (según condiciones de crecimiento). 28 días lo más frecuente.
Condiciones ambientales de crecimiento: cuanto más favorables mejor expresión del potencial
Tamaño de muestra necesario (gran variabilidad) n>15
POTENCIAL DE CRECIMIENTO RADICAL (PCR) Condiciones de realización del test de PCR:
Atributos de comportamiento: PCR
Forma de medir el PCR: usualmente por el número de raíces > 1 cm, aunque también puede evaluarse en peso o longitud total
El PCR es un atributo específico
Atributos de comportamiento: PCR
(Domínguez-Lerena
et al., 2001)
0 50 100 150 200 250 300
Arbutus unedo
Atriplex halimus
Ceratonia siliqua
Myrtus communis
Pinus halepensis
Pistacia lentiscus
Pistacia terebinthus
Quercus coccifera
Quercus faginea
Retama sphaerocarpa
Tetraclinis articulata
Número de raíces > 1 cm
Algunos trabajos demuestran buena capacidad predictiva:
(P. halepensis,
Vallas et al., 1999)
Atributos de comportamiento: PCR
Capacidad predictiva del PCR
Modelo general predictivo PCR-Supervivencia postrasplante:
P C R o b j e t i v o
0
2 0
4 0
6 0
8 0
1 0 0
P o te n c ia l d e C re c im ie n to R a d ic a l
Su
pe
rviv
en
cia
(%
)
¡Algunos países lo
han incorporado en la
evaluación operativa
de calidad!
Atributos de comportamiento: PCR
Capacidad predictiva del PCR
RESISTENCIA A ESTRÉS: 1. Se refiere a atributos internos, generalmente no
evaluables externamente 2. Conocer los mecanismos de resistencia es clave para:
• Caracterizar la calidad de un lote de planta • Cultivar para optimizar dicha resistencia
5.4. Atributos de comportamiento de calidad
5.4. Control de calidad de lotes comerciales
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Objetivo: aceptar o rechazar un lote de plantas destinado a la venta
¿Quién hace el control?: el comprador de la partida de plantas
Exige proponer un grupo de atributos para la aceptación o rechazo. Generalmente se emplean los de la normativa (morfología-calidad exterior). El conjunto debe ser un compromiso entre economía y capacidad predictiva
El muestreo se hará sobre una muestra suficientemente grande y al azar, sistemático o mixto
Tamaño de muestra: mínimo 25-30 plantas, máximo 6 por mil
Control de calidad de lotes comerciales
Muestreo:
a) Selección al azar-sistemático de las bandejas:
i. De 1 a 100 bandejas seleccionar una por cada decena a partir de un número de 0 a 9 elegido al azar
ii. De 1 a 1000 bandejas seleccionar una por cada centena a partir de un número de 0 a 9 elegido al azar
b) Selección del número de plantas por bandeja necesario
c) Medida de los atributos y aceptación/rechazo de las plantas de las muestras (conteo)
Control de calidad de lotes comerciales
Aceptación/rechazo del lote completo: Tablas de aceptación basadas en la teoría de la probabilidad
Control de calidad de lotes comerciales
Si el conteo cae en la columna “continuar” entonces debe ampliarse el muestreo
Literatura de interés
• Alía Miranda, R.; Alba Monfort, N.; Agúndez Leal, D.; 2005 Manual para la comercialización y producción de semillas y plantas forestales. Materiales de base y de reproducción Organismo Autónomo Parques Nacionales. Ministerio de Medio Ambiente, Madrid.
• Birchler, T.; Rose, R.; Royo, A.; Pardos, M. 1998 La planta ideal: revisión del concepto, parámetros definitorios e implementación práctica Invest. Agr.: Sist. Recur. For. 7(1-2): 109-121
• Cortina, J. ; Peñuelas, J.L.; Puértolas, J.; Savé, J.; Vilagrosa, A. (Coords.). 2006 Calidad de planta forestal para la restauración en ambientes mediterráneos degradados. Estado actual de conocimientos Organismo Autónomo Parques Nacionales. Ministerio de Medio Ambiente. Madrid. 191 pp.
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Literatura de interés
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