Transferencia de nitrógeno de ecosistemas agrícolas recientemente intensificados a acuíferos: efecto de la variación en las precipitaciones

A partir del monitoreo a campo de cultivos, suelo y agua subterránea, modelos de simulación y un experimento en lisímetros se estudió el intercambio de nitrógeno (N) inorgánico entre cultivos y el agua subterránea en sistemas agrícolas recientemente intensificados con suelos ricos en materia orgánica (MO). El monitoreo (1998-2010) en tres posiciones del paisaje de la Pampa Ondulada permitió captar períodos plurianuales húmedos y secos (1506-444 mm año-1) disparadores de cambios intensos en las profundidades freáticas (mayor 1 a menor a 6 m) que afectaron la función del agua subterránea y de los cultivos como moduladores de los flujos de agua y N. Con niveles freáticos superficiales, se redujo la capacidad de almacenaje del agua drenada hacia la zona no saturada, produciéndose un flujo lateral subsuperficial que redistribuyó el N lixiviado desde posiciones altas hacia los bajos y contribuyó a la recarga del acuífero aguas abajo. Este flujo, favorecido por fuertes gradientes hidráulicos, y la concentración local de solutos disparada por el consumo de agua subterránea por los cultivos en la posición de pie de loma, produjeron picos de concentración de cloruro (menor a 500 mg Cl. l-1) y nitrato (menor a 45 mg N-NO3. l-1) en el agua freática superficial. Durante períodos normales a secos los drenajes de diferentes eventos de lluvia se alojan en la zona no saturada, disipando y retrasando la respuesta del nivel freático a eventos individuales. El agua de lluvia fluye verticalmente arrastrando N del suelo hacia una superficie freática profunda (con mayor desfasaje temporal entre la concentración de nitrato del drenaje y la del agua freática a medida que el nivel se profundiza) y luego descarga en el arroyo. La aplicación de un fertilizante enriquecido con 15N a un cultivo de maíz en lisímetros permitió demostrar que la fertilización representa un aporte insignificante (1 por ciento) al flujo de N lixiviado y que el N derivado de la mineralización de la MO del suelo constituye una fuente importante de N lixiviable durante períodos con balance hídrico positivo y/o baja demanda de los cultivos. A partir de los resultados obtenidos se propone un modelo conceptual de los flujos hidrológicos y de N en paisajes ondulados de uso agrícola para situaciones climáticas contrastantes

Evaluación del daño mecánico visible conferido por los sistemas de trilla a la semilla de soja

En Argentina el cultivo de soja alcanzó, durante la campaña 2014-2015, un área implantada de 20,4 millones de hectáreas. Su cosecha se realiza durante los meses de otoño, por lo tanto las condiciones climáticas diarias se manifiestan con cambios durante la jornada de trabajo e inciden directamente sobre el estado del cultivo, produciendo variaciones en la calidad del producto entregado por la cosechadora. El parque de maquinaria disminuido en los últimos años, hace a un incremento de la capacidad de trabajo que se traduce en aumento de la veloci-dad de avance por parte de los operadores y por lo tanto de las velocidades de trilla, para cumplir con los objetivos propuestos. No hay suficiente información sobre las pérdidas en la calidad del grano generadas por los conjuntos de las cosechadoras. Esto reviste de importan-cia para determinar el tiempo de almacenaje que varía según el destino de la cosecha. Lo ex-puesto justificó la realización del presente trabajo, donde se evaluó la variabilidad del desem-peño de cuatro cosechadoras con diferentes conjuntos de trilla, trabajando sobre un cultivo de soja, durante una jornada de trabajo y con diferentes regulaciones en sus sistemas de trilla, cuantificado su efecto a través de la rotura visible otorgado al grano. El trabajo constituye un aporte al análisis del daño que los diferentes sistemas de trilla y la incidencia de la variación de humedad le confiere al grano de soja en la cosecha. Todos los sistemas evaluados muestran existencia diferencial de daño en las variables analizadas. El comportamiento del sistema sin variador permitió ratificar cómo la variación de humedad del grano modifica la calidad del producto entregado. Existió dependencia en los resultados hallados: el contenido de humedad, el sistema de trilla y la velocidad tangencial conque trabajó cada sistema, se consideran facto-res determinantes en la calidad del producto entregado en cada caso. Se concluye sobre la importancia de la regulación del régimen de trilla acorde a las condiciones de cultivo y su posibilidad de incremento para el logro de una mayor capacidad de trabajo.

Productividad del cultivo de soja bajo diferentes ambientes semiáridos pampeanos

La región subhúmeda pampeana presenta una gran heterogeneidad en sus ambientes productivos, que se caracterizan por sus limitaciones en cuanto a la disponibilidad de agua para los cultivos y a su vez, por grandes diferencias en la capacidad de retención de este recurso de los suelos. Los objetivos del presente trabajo fueron estudiar el efecto del ambiente sobre la productividad de la soja (Glycine max (L.) Merrill) en el este de La Pampa y evaluar la eficiencia en el uso del agua (EUA) y el uso consuntivo para cada ambiente. Las evaluaciones fueron llevadas a cabo en suelos Ustisamentes Típicos (Loma) y Haplustoles Énticos (Bajo) ubicados en el establecimiento "Loma Arisca", aledaño a la localidad de Intendente Alvear (La Pampa). Los rendimientos variaron de forma significativa (p menor a 0.05) entre ambientes siendo 3.948 kg/ha para el bajo y 1.275 kg/ha para la loma. La EUA también difirió significativamente entre ambientes (p menor a 0.05) observándose valores de de 6.8 Kg/ha/mm para el bajo y 2.3 kg/ha/mm para la loma. En esta región subhúmeda, el rendimiento de la soja fue afectado positivamente por el ambiente bajo y las diferencias en productividad entre ambientes estuvieron asociadas a la disponibilidad inicial de agua.

Transporte de microorganismos indicadores de contaminación fecal en una cuenca de la pampa ondulada : el rol de las propiedades físicas y químicas de los suelos y de los sedimentos

Dentro de las actividades agropecuarias, es la ganadería sobre pastizales una de las principales producciones que favorece la contaminación biológica de las aguas superficiales. Uno de los principales factores que afecta este proceso es la absorción bacteriana. Por ello se analizó la interrelación entre el suelo y los fenómenos absortivos en tres escalas de percepción en una cuenca agropecuaria de la pampa ondulada. En la escala de laboratorio se pudo demostrar el importante rol de las propiedades físicas y químicas de los suelos en la absorción y coeficiente de partición bacteriana. Entre estas se destacaron la CIC, contenido de arcillas y PSI como predictores de estos parámetros biolóbicos. Además, los suelos evaluados mostraron una alta heterogeneidad en la capacidad de absorción bacteriana (45 por ciento a 73,3 por ciento) lo cual permitió separar ambientes con capacidades de absorción diferentes, encontrándose en los Argiudoles una abserción significativamente mayor que en los Natracualfes. En esta misma escala fue probado la importancia del tamaño de agregados y la calidad del medio líquido circundante en la regulación de los procesos abserotivos. El tamaño de agregado clave en estos procesos fue el de 20 a 50 µm mientras que un medio líquido con alta fuerza iónica intensificaba estos procesos. A escala de parche, en parcelas inoculadas con E. coli bajo lluvia simulada, se corroboró la importancia de la absorción y coeficiente de partición en la retención bacteriana por parte del suelo y se comprobó el rol de las propiedades del suelo sobre estos parámetros a semejanza de lo encontrado en laboratorio. Por último a escala de cuenca se puso de manifiesto la incidencia de la absorción y Kd bacteriano en el transporte de contaminantes biolóbiocos a través del escurrido superficial. Esta escala permitió la consideración de parámetros claves en el transporte bacteriano como la supervicencia bacteriana, la temporalidad de ocurrencia de las lluvias así como su intensidad. Los resultados obtenidos a nivel de laboratorio, parche y cuenca constituyen un avance en el estudio de la dinámica de la contaminación biológica de los suelos y los cursos de agua en ambientes frágiles destinados a la producción animal

Estudio de una estrategia alternativa de ingeniería genética para incrementar la fijación biológica de nitrógeno atmosférico

Para satisfacer los altos rendimientos que impulsan la agricultura moderna la aplicación de fertilizantes nitrogenados ha sido fundamental. Dado que la base de la producción industrial de los fertilizantes químicos esta basado en el uso de combustibles fósiles, estos, actualmente, incrementan el costo económico debido a la disminución constante de las reservas de petróleo. Además, dada la baja eficiencia en el uso del fertilizante aplicado por parte de las plantas y el alto impacto ambiental debido a la emisión de óxido nitroso, resulta necesario emprender la búsqueda de nuevas estrategias para aumentar la concentración del nitrógeno fijado. Una de las propuestas para disminuir la aplicación de fertilizantes es el uso de microorganismos fijadores de nitrógeno; que ya son ampliamente utilizados en leguminosas por su capacidad de establecer asociaciones simbióticas; las cuales, lamentablemente, aún no han sido encontradas entre los principales cultivos de cereales. El objetivo del presente trabajo es la producción de una técnica de ingeniería genética que permita obtener bacterias fijadoras de nitrógeno recombinantes capaces de asociarse a distintos cultivos vegetales incrementando la productividad de los mismos. Para ello, los genes que sintetizan la nitrogenasa (nif), que están co-localizados en una isla genómica, en Pseudomonas stutzeri A1501 se transfirieron, vía el cósmido recombinante X940, a un promotor del crecimiento vegetal, Pseudomonas protegens Pf-5. La bacteria recombinante obtenida, P. protegens Pf-5 X940, fue capaz de crecer en medios de cultivo deficientes en nitrógeno o con el agregado de amonio; mostró una alta actividad nitrogenasa, liberando al medio de cultivo cantidades significativas de amonio y presentó expresión de los genes nif, sugiriendo que el proceso de fijación, en esta bacteria, es constitutivo. Las inoculaciones de especies vegetales (arabidopsis, alfalfa, festuca alta y maíz) con Pf-5 X940 aumentaron la concentración de amonio en el suelo y la productividad de las plantas en condiciones deficientes de nitrógeno. Estos resultados inician un nuevo camino hacia la producción efectiva de inoculantes recombinantes para la fijación de nitrógeno en un amplio rango de cultivos

Riesgo de pérdida de nitratos por lixiviación en fertilizaciones nitrogenadas según manejo uniforme y sitio-específico del cultivo de maíz (Zea mays L.)

Cuando los suelos presentan variabilidad edáfica pronunciada a escala de lote y se fertiliza en forma uniforme en base a una dosis promedio de nitrógeno (N), existirán sectores sub-fertilizados y otros sobre-fertilizados que se asocian a un alto riesgo de pérdidas de N por lixiviación. El manejo sitio-específico (MSE) de la fertilización nitrogenada se sustenta en la capacidad de reconocer zonas de manejo para adecuar la aplicación de N a cada unidad reconocida. El objetivo general de esta Tesis fue evaluar la eficacia del MSE en minimizar el contenido de N residual y potencialmente lixiviable, y mejorar la eficiencia en el uso del N del maíz según zonas de manejo. Se determinó el contenido de agua y nitratos del suelo (2-3 m) en tratamientos de fertilización nitrogenada según manejo uniforme (MU) y MSE, previo a la fertilización y a poscosecha del maíz, durante dos años experimentales. La lixiviación de N fue estimada con el modelo NLEAP (Nitrate Leaching and Economic Analysis Package) mediante experimentos de simulación bajo distintos escenarios climáticos. Se observó una reducción del 32 por ciento del N residual en zonas de baja productividad de maíz con MSE de N, respecto del MU, únicamente en el segundo año experimental. Al ponderar el contenido de N residual por la proporción de las zonas de manejo a nivel lote, el MSE logró reducir un 18 por ciento el N residual en promedio en ambos años experimentales. En términos generales, se detectaron diferencias a favor del MSE, respecto del MU, en las eficiencias de uso de agua y N del maíz. Los experimentos de simulación evidenciaron una mayor lixiviación de nitratos con MU que con MSE a nivel lote en todos los escenarios climáticos estudiados del primer año experimental. El MSE de N puede ser considerado como una práctica conservacionista que optimice la eficiencia de uso del agua y N, a la vez de maximizar los rendimientos. Además, puede facilitar la identificación de aquellas áreas dentro del lote con mayor susceptibilidad a las pérdidas de N por lixiviación. La proporción de las zonas de manejo resulta un factor espacial imprescindible para determinar el riesgo potencial de lixiviación de nitratos a nivel lote

Efectos directos e indirectos del herbicida glifosato sobre los hongos micorrícicos arbusculares en pastizales de la pampa deprimida

Los hongos micorrícicos arbusculares (HMA) son simbiontes obligados, con un importante rol en el crecimiento de las plantas y en la estructura de la comunidad vegetal. El impacto del glifosato sobre los HMA no ha sido evaluado en pastizales naturales pampeanos, donde es aplicado para promover especies invernales anuales. Se propuso como hipótesis general que el glifosato afectaría negativamente a los HMA directamente sobre las estructuras del hongo expuestas al herbicida, e indirectamente al dañar el vigor de la planta hospedante (dependiendo esto último de la especie vegetal). Primeramente, se evaluó la viabilidad de las esporas y su capacidad de colonizar raíces en suelos de un pastizal de la Pampa Deprimida tratados con la dosis recomendada a campo y con una dosis subletal para las plantas. Se detectó una disminución en la viabilidad de esporas incluso en la dosis subletal y una menor colonización radical y arbúsculos en plantas creciendo en suelos tratados con la dosis máxima. Luego, se discriminaron los efectos directos del glifosato de los indirectos sobre los HMA, utilizando Lotus tenuis y Paspalum dilatatum como plantas hospedantes. Los resultados mostraron que en ambas especies la viabilidad de esporas se vio afectada solamente por los efectos directos del glifosato, la colonización radical fue reducida tanto por los efectos directos como por los indirectos en igual medida, mientras que en el porcentaje de arbúsculos el efecto indirecto fue mayor. Por último, se evaluó el impacto a campo del glifosato sobre los HMA y la vegetación. La viabilidad de esporas se redujo cuando se aplicó la dosis máxima, siendo esta reducción distinta según la especie de HMA. La colonización radical no fue afectada, y el porcentaje de arbúsculos sólo se redujo en P. dilatatum y cuando se aplicó la dosis máxima. Respecto a la estructura de la vegetación, el glifosato provocó una reducción de la cobertura total y un aumento de la de dicotiledóneas no leguminosas. Los resultados respaldan la hipótesis general, ya que el glifosato afectó negativamente a los HMA tanto directa como indirectamente. Sin embargo, la identidad de la planta hospedante no influyó marcadamente los efectos indirectos. Esta práctica de manejo altera el funcionamiento de los HMA en el corto plazo y potencialmente en el largo plazo al alterar la comunidad vegetal. La información generada en esta tesis podrá utilizarse al momento de generar estrategias de manejo más sustentable en estos sistemas.

Estudio del funcionamiento y la estructura espacial de los paisajes urbano - rurales argentinos como base para la generación de pautas de ordenamiento territorial sustentable

El paisaje urbano-rural argentino ha sido sometido a profundos cambios en los últimos años. Entre ellos, la despoblación progresiva de la fase rural como fuente de aumento de la población en la fase urbana y la expansión e intensificación de la agricultura en relación al mercado global han sido los más importantes. Estos cambios modifican los flujos de energía, materia y/o información que vinculan las fases urbana y rural. La posibilidad de lograr un uso sustentable de recursos en un paisaje urbano-rural está asociada al grado de acoplamiento entre las fases, tanto para satisfacer al consumo como para absorber los desechos generados. Sin embargo, esta interrelación entre la demanda de las ciudades sobre la oferta de los ecosistemas que los contienen ha sido poco estudiada. En esta tesis se describen y cuantifican las interacciones, en términos de intercambio de materia y energía, entre una serie de ciudades argentinas de tamaño medio (25 a 41 mil habitante) y sus ecosistemas circundantes. La caracterización del funcionamiento del paisaje se realizó a través de las metodologías de Huella Ecológica y Análisis de Flujos de Materia y Energía. En segunda instancia, la caracterización de la estructura espacial se realizó a través de metodologías geoestadísticas y mediante una modificación de la Huella Ecológica, la cual incorpora la heterogeneidad del paisaje. Los resultados muestran que, en términos funcionales, los paisajes urbanorurales, aunque contrastantes, presentaron características similares: alto consumo energético y gran capacidad de producir bienes agrícolas y/o ganaderos, los cuales son exportados en su mayoría, satisfaciendo también gran parte del consumo local. Sin embargo, todos los paisajes resultaron fuertemente dependientes de sistemas externos, tanto para ubicar su producción como para suplir la demanda energética. A su vez, el consumo de energía muestra un nivel de impacto alto en términos de emisiones de carbono, mostrando un déficit en la capacidad de mitigar estas emisiones a escala de paisaje. El proceso de agriculturización ha generado una homogeneización de los distintos paisajes urbano-rurales, afectando distintos aspectos de los ecosistemas, que generalmente no son considerados en los an⭩sis de la sustentabilidad regionales. Generar cambios en el territorio que permitan aumentar el nivel de vinculación entre las fases urbana y rural así como establecer estrategias para la mitigación de emisiones de carbono puede mejorar considerablemente el nivel de sustentabilidad de los paisajes urbano-rurales

Acumulación de metales (cadmio, zinc, cobre, cromo, níquel y plomo) en especies del género Pelargonium, suministro desde el suelo, ubicación en la planta y toxicidad

La acción antrópica puede causar la contaminación de los suelos con metales. Para la remediación de pequeñas áreas contaminadas se sugirió el uso de plantas ornamentales. En esta tesis, inicialmente se estudió la capacidad de fitorremediación de tres especies del género Pelargonium en un suelo contaminado con cadmio, zinc, cobre, cromo, níquel y plomo, y se seleccionó la más tolerante (Pelargonium hortorum). Los objetivos fueron estudiar en qué fracciones químicas y físicas del suelo se ubican los metales, a partir de cuales los absorbe Pelargonium hortorum y en que órgano los acumula, incluyendo la influencia de la rizosfera y el estudio de los fenómenos de sinergismo - antagonismo entre metales. Además, se considera en qué momento del ciclo la planta extrae los metales, y como afectan su capacidad productiva. Para tal fin se determinaron los metales en las fracciones físicas y químicas del suelo, metales totales y disponibles, pH y conductividad eléctrica (CE); en planta, se calcularon diversos índices. Los resultados muestran que los suelos con metales mostraron un incremento en las fracciones más disponibles, y que la absorción de casi todos los metales estuvo relacionada con varias de estas fracciones. Excepto Pb, todos los metales se asociaron principalmente a la fracción arcilla. La acumulación en planta fue raíces - tallos - hojas - flores. En general, la rizosfera no intervino en la regulación de la disponibilidad de los metales y la capacidad de remoción de las plantas se mantuvo estable a lo largo de las cosechas. Finalmente, los parámetros mas afectados en planta fueron la formación de nuevas hojas y flores, y el tamaño de las mismas, afectando la calidad comercial del cultivo. La especie estudiada no es hiperacumuladora y su calidad comercial es afectada. Sólo podría utilizarse con fines de remediación cuando la concentración de metales en el suelo no sea muy elevada.

Mecanismos fisiológicos y moleculares involucrados en la terminación de la dormición de semillas expuestas a las temperaturas alternadas

Esta tesis determina los mecanismos fisiológicos intervinientes en la terminación de la dormición en semillas de Cynara cardunculus y otras especies no domesticadas a las temperaturas alternadas. La comprensión de los mecanismos fisiológicos, se inicio a partir de la comparación de los parámetros resultantes de la aplicación del modelo de hidrotiempo. Se observó que las temperaturas alternadas redujeron el potencial agua base para la germinación (ƒÕ(b) 50). Este hecho denota que las temperaturas alternadas incrementan la capacidad del embrión para superar aquellas restricciones de origen físico y/o endógeno que impiden su crecimiento. El incremento del potencial de crecimiento del embrión esta regulado hormonalmente donde las fitohormonas ácido abscisico (ABA) y giberelinas (GAs) ejercen respectivamente, roles antagonicos en el mantenimiento de la dormición y en la promoción de la germinación. En las semillas expuestas a las temperaturas alternadas, se observó un menor contenido y una pérdida de la sensibilidad al ABA. Por el contrario, no se observaron cambios en el contenido y/o en la sensibilidad a las GAs de las semillas entre ambos regímenes térmicos de incubación. Además, se observó que el mantenimiento de la dormición en las semillas expuestas a temperaturas de incubación constantes fue producto del incremento en la biosintesis de novo del ABA. Los mecanismos hormonales por los cuales las temperaturas alternadas terminan con la dormición, se encontrarían regulados a nivel de la expresión de genes, siendo posible destacar la correspondencia observada entre la reducción en el contenido y en la sensibilidad al ABA bajo temperaturas alternadas y la menor abundancia de los transcriptos de NCED y de ABI5 involucrados en la sintesis y en la senalizacion del ABA.

Carbono en suelos pampeanos : efectos de la vegetación y el uso

Numerosos trabajos alrededor del Mundo han demostrado cambios en los contenidos de carbono orgánico por el uso y algunos han reportado cambios en los niveles de carbono de carbonatos. También se ha reportado que la vegetación afecta la distribución vertical del carbono orgánico en el suelo. Sin embargo, el tipo de vegetación está asociado al clima y tipo de suelo y los efectos independientes de estas variables sobre la estratificación del carbono no han sido determinados. El objetivo de esta tesis fue establecer los patrones de variación del carbono orgánico y de carbonato secuestrado en superficie y en profundidad en suelos de la Región Pampeana en función de las condiciones ambientales, de vegetación y de manejo y establecer modelos empíricos predictivos de la capacidad de secuestro de carbono de los agrosistemas. Se muestrearon 82 establecimientos de la Región Pampeana, seleccionando en cada uno 5 situaciones: arboledas, parques, pasturas, suelos agrícolas y bajos. Se muestreó por estratos de 25 cm hasta 1 m de profundidad y se determinó la densidad aparente, pH, conductividad eléctrica, carbono orgánico y de carbonatos. Se ajustaron funciones para describir la acumulación de carbono en el perfil. Los contenidos de carbono orgánico promedio hasta 1 metro fueron: arboledas 131 t ha-1, parques 101 t ha-1, pasturas 90 t ha-1, suelos agrícolas 86 t ha-1 y bajos 70 t ha-1. Las arboledas aumentaron significativamente el contenido de carbono hasta 1 metro respecto de los parques, tomados como tratamiento control, mientras que el uso agrícola redujo el carbono orgánico en el estrato 0-50 cm, y estos efectos fueron encontrados en todos los tipos de suelo No se encontró efecto significativo del uso del suelo sobre el carbono de carbonatos. El modelo potencial fue el que mejor describió la estratificación del carbono orgánico en profundidad y se pudo ajustar en casi todos los sitios adecuadamente (R2 menor a 0,92). El parámetro B de este modelo, que describe la tasa de acumulación del carbono con la profundidad, no difirió entre tratamientos. La vegetación y el uso del suelo no afectaron la distribución vertical del carbono en la Región Pampeana. El parámetro B promedio fue 0,56 y puede ser usado para hacer estimaciones del contenido de carbono en profundidad disponiendo de datos de contenido superficial. Empleando redes neuronales artificiales se generó un modelo predictivo de los niveles de carbono orgánico de los suelos que explica 66 por ciento de la variación.

Estimación del contenido de clorofila en hojas de orégano usando un Clorofilómetro portátil : relación con el espesor del mesófilo y edad foliar

p.77-84

Ecosystem services : a travel through natural benefits

p.49-60

Decreased weed emergence in different crops scenarios under no tillage

p.179-190

Variability in water and nitrogen availability at plot scale and its effect on Maize (Zea Mays L.) production

p.21-30