Efectos de la heterogeneidad del paisaje agrícola pampeano sobre el carbono, la biota edáfica y la descomposición de la hojarasca

La intensificación de la agricultura es la causa principal de la transformación del paisaje, de la disminución de su heterogeneidad y de la alteración de servicios ecosistémicos como la biodiversidad y el secuestro de carbono. La Región Pampeana no ha escapado a este fenómeno global. Esta tesis buscó comprender cómo la heterogeneidad espacial y temporal de un agroecosistema, dada por la presencia de márgenes no cultivados y por diferentes secuencias de cultivos, respectivamente, afectan el contenido de carbono del suelo y la biota edáfica. Para evaluar la heterogeneidad espacial se seleccionaron márgenes con vegetación sin cultivar (leñosa y herbácea) y lotes de soja adyacentes a ellos o a otro cultivo (control). Mediante experimentación a campo y en invernáculo se caracterizaron el contenido de carbono de la capa superficial del suelo, la biota edáfica, la calidad de la hojarasca y su tasa de descomposición. Estas propiedades se evaluaron tanto en los márgenes como la interfase con sus cultivos adyacentes. Para evaluar la heterogeneidad temporal se realizó un experimento de descomposición en invernáculo con suelo proveniente de lotes que habían sido inicialmente sometidos a diferentes secuencias de cultivos, y luego a una última secuencia común. Los resultados principales muestran que los ambientes herbáceos no se diferencian de los agrícolas, mientras que los suelos de los ambientes leñosos contienen un 50 por ciento más de carbono en la capa superficial del suelo. Además los ambientes herbáceos y leñosos poseen una mayor diversidad que la hallada en ambientes cultivados (14 y 25 por ciento más respectivamente). A su vez, solo los márgenes leñosos tuvieron influencia sobre el carbono del suelo y la biota edáfica de los primeros metros de la interfase con los lotes cultivados adyacentes. Las tasas de descomposición de la hojarasca difirieron entre los tipos de margen y fue menor en los leñosos, pero no fue afectada por cambios microambientales del sitio de descomposición. Las diferentes secuencias de cultivos modificaron la cantidad y calidad de la hojarasca producida y la diversidad funcional microbiana. La incorporación de un solo cultivo diferente en la secuencia aumenta significativamente la diversidad funcional microbiana (4 por ciento), mientras que la inclusión de dos cultivos diferentes aumentó la diversidad un 26 por ciento respecto de secuencias sometidas al monocultivo. Las diferentes secuencias no afectaron la tasas de descomposición de un sustrato común, aunque esta se relacionó positivamente con la diversidad funcional microbiana. La mayor diversidad funcional microbiana se registró en la secuencia arveja-maíz. Los resultados de esta tesis sugieren que los márgenes con vegetación leñosa podrían constituir focos de acumulación de carbono en la capa superficial del suelo y de diversidad funcional de la microbiota del suelo. Asimismo, la incorporación de cultivos como maíz y arveja en las secuencias podrían aumentar la diversidad funcional microbiana en el paisaje.

Comportamiento de las formas de fósforo en un Ultisol con diferentes manejos de implantación forestal

En sistemas forestales, la preparación del terreno antes de la implantación de un monte adquiere gran importancia debido al impacto de diferentes sistemas de manejo de residuos sobre el capital de nutrientes. El objetivo de éste trabajo fue estudiar la dinámica de las fracciones de P en una plantación de Pinus taeda (L) con diferentes sistemas de manejo de residuos de la cosecha anterior y evaluar el efecto de estas prácticas sobre la adsorción de P en un Ultisol de la provincia de Misiones. Para ello se realizó un ensayo con un diseño experimental de bloques completos al azar con los siguientes tratamientos: 1) sin residuos: extracción de residuos y mantillo y plantación con Pinus taeda; 2) quema: quema de residuos y rastra y plantación con Pinus taeda; 3) plantación directa: conservación de residuos de la cosecha y plantación con Pinus taeda; 4) capuera: conservación de residuos y desarrollo de la vegetación natural denominada capuera y 5) monte nativo (MN). A los 6 y 9 años de aplicados los tratamientos se muestreó a dos profundidades superficial (0-5 cm) y subsuperficial (5-15 cm), y se realizó el fraccionamiento secuencial de P de Hedley, las curvas de adsorción y el cálculo de los coeficientes e índices derivados de las mismas. También fueron evaluadas las variables químicas COT, Ca, Mg, Na, K, suma de cationes, CIC, porcentaje de saturación de bases, pH en agua y pH en ClK (1M). Como resultado se observó que la extracción total de residuos presentó el mayor impacto negativo sobre el P orgánico, lábil y moderadamente lábil en la capa superficial del suelo de 0 a 5 cm. Con respecto a la quema de residuos, después de transcurridos 9 años, no se presentó ningún efecto sobre las fracciones de P más disponibles del suelo. También se observó que ninguna de las distintas prácticas de manejo aplicadas produjo cambios en el contenido de P total. En relación al efecto de los distintos manejos sobre la capacidad de adsorción del P se observó que donde se eliminaron los residuos, ya sea por extracción manual o por quema, se presentó un mayor efecto de adsorción de este nutriente por parte del suelo. Cuando se estudió el cultivo de pino comparado con monte nativo, se observó que la implantación del bosque produjo una mayor adsorción de P en el suelo. De acuerdo a los resultados obtenidos es de esperar que, en el mediano plazo, el manejo con conservación superficial de los residuos conduzca a un aumento de los niveles de COT y de las formas orgánicas de P más disponibles y por otro lado, a una disminución de la sorción de P por parte del suelo. Por lo tanto, es recomendable la aplicación de dicha práctica para reducir la exportación de nutrientes y sostener los aportes de materia orgánica al suelo como mecanismo de protección y reserva de nutrientes

Propiedades de suelo y producción de trigo según estrategias de delimitación de zonas de manejo

Las metodologías para la delimitación de zonas de manejo (ZM) dentro de lotes de producción han diferido según sus aplicaciones. Los objetivos de este trabajo fueron (i) cuantificar diferencias de propiedades de suelo y de productividad y uso de nitrógeno en trigo entre ZM definidas mediante 8 metodologías en Argiudoles representativos de la pampa ondulada (PO), y (ii) mediante una metodología seleccionada en (i) cuantificar diferencias de productividad de trigo entre ZM con diferentes niveles de nitrógeno aplicado: 0 y 160 kg N ha-1 según años y regiones. Además, (iii) integrar los rendimientos de trigo con indicadores independientes de suelo. En 3 lotes de trigo de la PO durante la campaña 2007 se delimitaron ZM de alta (A), media (M) y baja (B) productividad según mapas de rendimiento (MR), posición en el relieve, índice de verdor de cultivos, índice verde de gramíneas, antecedentes de manejo, mapa de suelo, fotointerpretación (FIS), y suma estandarizada de MR y mapas de suelos. Utilizando FIS en la campaña 2008 se delimitaron ZM en 3 lotes de la subregión PO, y en 3 lotes de las subregiones pampa austral y pampa interior. Las diferencias entre ZM en propiedades de suelo y producción de trigo fueron dependientes de los lotes. La FIS determinó mayor contenido de carbono orgánico (mayor a 6 por ciento) en la ZM A y M que en la ZM B. Al incrementarse la productividad de las ZM, los máximos rendimientos fueron logrados con menores niveles de nitrógeno disponible. Diferencias mayores entre ZM de productividad A y B se tuvieron delimitado con FIS, la ZM de productividad A superó a ZM B en los rendimientos mínimos (mayor a 44 por ciento) y máximos (mayor a 7,5 por ciento), y en eficiencia uso de nitrógeno (menor a 59 por ciento). En menor medida que la disponibilidad de nitrógeno las condiciones del año mostraron efectos sobre las diferencias de rendimientos entre ZM, con balances hídricos más favorables se incrementaron las diferencias de rendimientos entre la ZM A y ZM B en 6 por ciento. En la subregión pampa interior y pampa austral las ZM de productividad A mostraron rendimientos 53 y 56 por ciento mayores que la ZM B, siendo las diferencias de rendimiento entre ZM menos afecta por la disponibilidad de nitrógeno que en la región pampa ondulada. Esta información sugiere la importancia de elección del la metodología de delimitación según el objetivo que persiga la delimitación de zonas de manejo. La instrumentación de estrategias de diagnóstico y recomendación de necesidades de fertilización con N en trigo según ZM sería una estrategia recomendable para el uso eficiente de este nutriente, mejorando su retorno productivo y reduciendo los riesgos ambientales asociados a su sobredosificación.

Consecuencias del reemplazo de ecosistemas naturales sudamericanos por forestaciones y pasturas megatérmicas : efectos sobre el carbono orgánico edáfico

Los cambios de uso de la tierra afectan los contenidos de carbono orgánico del suelo (COS), alterando tanto las entradas como las salidas de C en el suelo. En esta tesis se analizó, a partir de una revisión bibliográfica, el efecto a nivel regional de diferentes factores (precipitación, temperatura y edad de implantación) sobre los cambios en los contenidos de COS ocurridos al reemplazar la vegetación nativa por forestaciones o pasturas subtropicales. En un experimento a campo se evaluó el efecto del reemplazo recíproco de vegetación herbácea y leñosa sobre los cambios en los contenidos de COS. A su vez, también se evaluó el efecto de los ingresos y egresos de C (utilizando modelos con isótopos de (13 C), así como la productividad de la vegetación (estimada a partir de sensores remotos), sobre los cambios ocurridos en los contenidos de COS. Los resultados obtenidos mostraron que los cambios en los contenidos de COS superficiales son independientes del tipo de vegetación nativa que es reemplazada. A su vez, las forestaciones ganaron C en zonas áridas pero perdieron C en zonas húmedas, siendo mayores las pérdidas a mayores precipitaciones. Las pasturas aumentaron los contenidos de COS en superficie, incrementando las ganancias con las precipitaciones, sin embargo en profundidad perdieron COS cuando reemplazaron ecosistemas de selva. Tanto en pasturas como forestaciones las ganancias de COS aumentaron con la edad de implantación, sugiriendo que el equilibrio entre entradas y salidas de C al suelo es alcanzado a edades avanzadas de las plantaciones. En todas las transiciones estudiadas los ingresos de C (y no los egresos), junto con la productividad subterránea, explicaron los cambios en los contenidos de COS ocurridos luego del cambio de uso, mientras que inesperadamente la tasa de mineralización del COS fue similar en todas ellas.

Efectos de la introducción de especies megatérmicas sobre características agronómicas y edáficas de un ambiente halomórfico de la pampa inundable

En la pampa inundable se ha producido un importante aumento de carga animal durante la última década. Para sostenerlo son necesarias alternativas tecnológicas que permitan mejorar las áreas con pastizales menos productivos, como son las estepas de halófitas o bajos alcalino - sódicos. En la presente tesis se evaluaron los efectos de la introducción de Chloris gayana (Chloris) y Panicum coloratum (Panicum) sobre las características agronómicas y edáficas de un ambiente halomórfico de esta región. Para ello se realizó un experimento a campo al Noreste de la región (35° 24.851` S., 57° 43.2`O.) sobre un suelo Natracualf típico donde se sembraron estas especies y se dejaron parcelas con el pastizal natural en clausura (E. Clausura) y pastoreo (E. Pastoreo) como testigo. La implantación de Chloris y Panicum incrementó en 90 por ciento y 117 por ciento respectivamente la Productividad Primaria Neta Aérea respecto de la estepa de halófitas, aunque no superó su calidad nutricional. Las parcelas sembradas duplicaron en cobertura al pastizal natural y el contenido de materia orgánica de sus suelos se incrementó significativamente (3,1 Chloris y 2,8 Panicum vs. 2,1 E. Clausura y 2,25 en E. Pastoreo). Tanto la densidad aparente (1,21 Chloris y 1,24 Panicum vs. 1,31 en las estepas) como el Cambio en Diámetro Medio Ponderado (CDMP) (0,33 Chloris y 0,33 Panicum vs. 0,45 E, Pastoreo y 0,77 E. Clausura) fueron significativamente inferiores en las parcelas sembradas, mientras que la tasa de infiltración del agua (3,19 Chloris y 2,56 Panicum vs. 2 E. Clasura y 1,48 E. Pastoreo) fue significativamente superior. Sobre los parámetros de halomorfismo edáfico evaluados se registró sólo una leve disminución del PH superficial que no llegaría a afectar el fuerte carácter sódico del suelo. Concluyendo, tanto C. Gayana como P. coloratum podrían considerarse alternativas promisorias para mejorar ambientes halomórficos, aunque se requiere estudiar mejor aspectos como implantación, supervivencia a bajas temperaturas y excesos hídricos, y efectos fitorremediadores bajo pastoreo.

Efectos del pastoreo y la inundación salina en marismas dominadas por Spartina densiflora

Las marismas son ecosistemas de pastizal ubicados en la interfase marino-terrestre, regulados por procesos físicos relacionados con la posición relativa en el relieve y los movimientos de las mareas. En los últimos años el corrimiento de la frontera agrícola llevó a la ganadería hacia estas áreas marginales, de alto valor intrínseco por brindar servicios ecosistémicos y ser sustento de una gran biodiversidad. El objetivo general de la tesis fue estudiar los efectos del pastoreo y las mareas sobre el suelo y la vegetación de estos ecosistemas en tres posiciones del gradiente topográfico: alto, medio y bajo. Se utilizó como sistema de estudio una marisma ubicada al sur de la Bahía de Samborombón. Se observó que el pastoreo (0.6 animales.ha-1) favoreció los procesos de compactación del suelo en todo el gradiente y aumentó la salinidad de las posiciones medias y bajas. Asimismo, modificó la composición florística en las posiciones altas y medias y disminuyó la calidad forrajera en todo el gradiente. Los cambios en la composición florística se debieron a una disminución en la cobertura de la especie dominante de la comunidad (Spartina densiflora) y de especies de alta calidad forrajera y un aumento de la cobertura de pastos rastreros y dicotiledóneas en la posición alta y de especies tolerantes a la salinidad en la posición media. A su vez, se encontraron poblaciones de la especie dominante S. densiflora localmente adaptadas a las posiciones altas y bajas en relación a la respuesta a ciclos diarios de inundación salina (simulando la marea). La población proveniente de la posición baja resultó más tolerante a la inundación salina al mantener una baja relación Na+/K+, retrasar la senescencia y mantener la elongación de sus láminas. En conjunto, los resultados encontrados aportan nuevos conocimientos sobre la estructura y funcionamiento de ecosistemas de marisma en relación a los principales disturbios que las afectan. En el aspecto práctico, la información generada servirá como base para plantear objetivos de manejo sustentables compatibles con objetivos de producción y conservación.

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.

La aplicación de herbicidas sistémicos de amplio espectro en pastizales naturales : efectos sobre los atributos y procesos del ecosistema

Esta tesis analiza los efectos de la aplicación de un herbicida sistémico no selectivo, el glifosato, sobre atributos estructurales y funcionales de pastizales naturales pastoreados por herbívoros domésticos. Se realizaron experimentos en un establecimiento ganadero de la Pampa Deprimida, donde la pulverización recurrente de pastizales con glifosato a fin de verano para incrementar la oferta de forraje invernal se ha difundido ampliamente. La pulverización de glifosato produjo un drástico cambio de la composición florística de la vegetación y del banco de semillas, aumentando la contribución de pastos anuales invernales y disminuyendo la de pastos perennes invernales, estivales y leguminosas, redujo la riqueza y la diversidad y disminuyó la cobertura y la calidad forrajera estival. Estos cambios en la vegetación modificaron atributos funcionales, ya que la pulverización incrementó la absorción de radiación y la productividad primaria neta aérea del pastizal en invierno-primavera y las redujo en verano, pero el incremento invierno-primaveral no compensó la disminución estival. La menor producción primaria anual podría relacionarse con el menor contenido de materia orgánica y de fósforo edáfico en los lotes pulverizados. Mediante experimentos en condiciones controladas investigué la respuesta de mecanismos biológicos claves, la regeneración vegetativa y la emergencia y crecimiento de plántulas, a la aplicación de glifosato, de Paspalum dilatatum, Schedonorus arundinaceus, Lotus tenuis y Trifolium repens, principales miembros de los grupos funcionales más afectados. El glifosato provocó la muerte de todos los tejidos, impidiendo la regeneración vegetativa, y redujo la emergencia y el establecimiento de plántulas cuando se pulverizó sobre vegetación pre-existente hasta sesenta días antes de la germinación. Estos mecanismos explican, en gran medida los cambios en la composición de la vegetación y del banco de semillas. Los resultados sugieren que los drásticos cambios que la aplicación de glifosato causa en el pastizal pueden ser irreversibles, poniendo en riesgo la integridad del ecosistema y su sustentabilidad como recurso forrajero

Remediación biótica y abiótica de un suelo contaminado con cobre, cinc y cromo : monitoreo biológico

El suelo, al ser uno de los sistemas clave para el desarrollo de las sociedades, puede resultar contaminado antrópicamente con metales pesados (MP), amenazando su funcionalidad. En función a la creciente preocupación que esto significa, en esta tesis se planteó, de modo general, evaluar el efecto remediador que presentan ciertas enmiendas orgánicas e inorgánicas, así como especies del género Sesbania en las propiedades químicas y biológicas de un suelo contaminado con Cu, Zn, y Cr. De todos los ensayos realizados en el transcurso de la misma, se pudo observar que cada MP interaccionó de manera diferente con los componentes del suelo, que además esa interacción con la matriz del suelo se vió influenciada por la presencia simultánea de otros metales. Asimismo, tanto la movilidad, como la disponibilidad de los mismos se vio afectada por la implementación de estrategias de remediación. También, la fitorremediación asistida, que incluye la combinación de estrategias in situ, resultó ser una alternativa interesante no solo para inmobilizar los metales en el suelo, sino para obtener sinergias que recuperen la calidad biológica, química y física del suelo. Se concluye que el uso combinado de enmiendas y especies vegetales nativas, es una estrategia práctica aceptable desde el punto de vista económico y ecológico, y que permite le recuperación de la calidad del suelo

Variabilidad en la distribución de semillas de trigo de una sembradora en tres regímenes de labranza, impacto en el establecimiento y desarrollo del cultivo

p.123-132

El saber técnico popular en la investigación y desarrollo de tecnologías apropiadas : el caso de los horticultores del parque Pereyra Iraola

p.89-97

Variaciones del proceso de desertificación en la cuenca del río Santa María, Catamarca

p.213-221

Efecto del uso agrícola sobre algunas propiedades físico químicas y químicas, en suelos vérticos de Entre Ríos

p.117-121

Distribución, características y cinética de la actividad ureasa en un argiudol típico

p.151-159