Variación espacial y temporal de la producción primaria neta aérea y secundaria neta

Las actividades humanas impactan fuertemente sobre los procesos de los ecosistemas. En los sistemas ganaderos, las actividades humanas intentan maximizar el flujo de energía hacia la productividad secundaria. Las consecuencias sobre la transferencia de energía desde la productividad primaria neta aérea (PPNA) a la producción secundaria neta no están totalmente establecidas. Varios estudios describieron la relación entre la carga animal y la PPNA a lo largo de gradientes regionales de recursos, tanto en sistemas naturales como ganaderos. Pero persisten al menos tres vacíos de conocimiento sobre los sistemas ganaderos que fueron abordados en esta tesis. En primer lugar, no se conocía la relación entre la producción secundaria neta y la PPNA, a lo largo de un gradiente regional de recursos y se desconocía la medida en que la actividad humana afectaba diferencialmente a los procesos parciales entre la PPNA y la producción secundaria : la eficiencia de cosecha (consumo / PPNA) y la eficiencia de producción (producción secundaria / consumo). En segundo lugar, no se conocía la relación entre la variabilidad interanual del flujo de entrada de energía, la PPNA, y el de salida, la producción secundaria neta, entre sitios que difieren por la disponibilidad de recursos o por el impacto humano. Asociado a esto existían escasos antecedentes sobre la relación entre producción secundaria, o algún determinante de esta, y la disponibilidad de recursos a través del tiempo. En particular, no existían evidencias de si esta relación temporal cambiaba a lo largo de un gradiente espacial y regional de recursos. En tercer lugar, eran muy escasos los antecedentes sobre las variaciones estacionales del índice de cosecha, y la incidencia de la carga y la PPNA sobre tales variaciones. Para abordar los primeros dos vacíos de conocimiento se compiló información de precipitación, carga animal y producción secundaria, tanto de sistemas naturales como de sistemas ganaderos. La información de sistemas naturales se obtuvo de búsquedas bibliográficas y compilaciones a nivel mundial ya publicadas. La de los sistemas ganaderos se obtuvo de dos fuentes. La primera, contempló información de 113 establecimientos ubicados a lo largo de un amplio gradiente de precipitación regional el de Argentina, pertencecientes en su mayoría la movimiento CREA. La segunda, se realizó a partir de la información brindada por el plan nacional de vacunación de aftosa para departamentos ubicados al norte del río Colorado. Para este último análisis, se estimó la PPNA a partir de información satelital, usando la lógica del modelo propuesto por Monteith (...) Para abordar el tercer vacío de conocimiento, se llevó adelante un ensayo en el que se manipularon la PPNA y su calidad, a través de dos comunidades vegetales diferentes, y la carga animal, a través de tres niveles. Este ensayo se condujo a lo largo de un año para evaluar la dinámica estacional del índice de cosecha, y al mismo tiempo identificar los factores que la regulan. En relación al primer vacío, la relación entre la producción secundaria neta y la PPNA mostró un patrón unimodal. A su vez se observó que a igual PPNA la producción secundaria neta de los sistemas ganaderos fue mayor a la de los naturales. Este incremento de la producción secundaria se debió en mayor medida a un aumento del índice de cosecha y en menor medida a un aumento en la eficiencia de producción. En relación al segundo vacío, la variabilidad interanual de la lluvia, principal control abiótico del flujo de entrada, no se relacionó significativamente con la variabilidad de un componente del siguiente nivel trófico, la carga animal, tanto en sistemas naturales como ganaderos. Sin embargo, la variabilidad de la carga animal de los naturales fue mayor que la de los ganaderos. En estos últimos la variabilidad de la PPNA, fue el doble que la de la carga animal (...) En relación al tercer vacío, se mostró que el principal control de la variación estacional del índice de cosecha fue la PPNA. Esta tesis representa la primera evidencia del impacto de la introducción de herbívoros exóticos a lo largo de un gradiente regional sobre el flujo desde la PPNA a la producción secundaria neta y brinda una de las pocas evaluaciones sobre el impacto humano sobre la estabilidad de este flujo. Finalmente, se desarrolló un modelo que permitiría mejorar las estimaciones de carga animal al relacionar la dinámica del índice de cosecha con la biomasa acumulada estimada a partir de la PPNA acumulada por estación del año.

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

Variación espacial y temporal de la producción primaria neta aérea y secundaria neta

Las actividades humanas impactan fuertemente sobre los procesos de los ecosistemas. En los sistemas ganaderos, las actividades humanas intentan maximizar el flujo de energía hacia la productividad secundaria. Las consecuencias sobre la transferencia de energía desde la productividad primaria neta aérea (PPNA)a la producción secundaria neta no están totalmente establecidas. Varios estudios describieron la relación entre la carga animal y la PPNA a lo largo de gradientes regionales de recursos, tanto en sistemas naturales como ganaderos. Pero persisten al menos tres vacíos de conocimiento sobre los sistemas ganaderos que fueron abordados en esta tesis. En primer lugar, no se conocía la relación entre la producción secundaria neta y la PPNA, a lo largo de un gradiente regional de recursos y se desconocía la medida en que la actividad humana afectaba diferencialmente a los procesos parciales entre la PPNA y la producción secundaria : la eficiencia de cosecha (consumo / PPNA)y la eficiencia de producción (producción secundaria / consumo). En segundo lugar, no se conocía la relación entre la variabilidad interanual del flujo de entrada de energía, la PPNA, y el de salida, la producción secundaria neta, entre sitios que difieren por la disponibilidad de recursos o por el impacto humano. Asociado a esto existían escasos antecedentes sobre la relación entre producción secundaria, o algún determinante de esta, y la disponibilidad de recursos a través del tiempo. En particular, no existían evidencias de si esta relación temporal cambiaba a lo largo de un gradiente espacial y regional de recursos. En tercer lugar, eran muy escasos los antecedentes sobre las variaciones estacionales del índice de cosecha, y la incidencia de la carga y la PPNA sobre tales variaciones. Para abordar los primeros dos vacíos de conocimiento se compiló información de precipitación, carga animal y producción secundaria, tanto de sistemas naturales como de sistemas ganaderos. La información de sistemas naturales se obtuvo de búsquedas bibliográficas y compilaciones a nivel mundial ya publicadas. La de los sistemas ganaderos se obtuvo de dos fuentes. La primera, contempló información de 113 establecimientos ubicados a lo largo de un amplio gradiente de precipitación regional el de Argentina, pertencecientes en su mayoría la movimiento CREA. La segunda, se realizó a partir de la información brindada por el plan nacional de vacunación de aftosa para departamentos ubicados al norte del río Colorado. Para este último análisis, se estimó la PPNA a partir de información satelital, usando la lógica del modelo propuesto por Monteith (...)Para abordar el tercer vacío de conocimiento, se llevó adelante un ensayo en el que se manipularon la PPNA y su calidad, a través de dos comunidades vegetales diferentes, y la carga animal, a través de tres niveles. Este ensayo se condujo a lo largo de un año para evaluar la dinámica estacional del índice de cosecha, y al mismo tiempo identificar los factores que la regulan. En relación al primer vacío, la relación entre la producción secundaria neta y la PPNA mostró un patrón unimodal. A su vez se observó que a igual PPNA la producción secundaria neta de los sistemas ganaderos fue mayor a la de los naturales. Este incremento de la producción secundaria se debió en mayor medida a un aumento del índice de cosecha y en menor medida a un aumento en la eficiencia de producción. En relación al segundo vacío, la variabilidad interanual de la lluvia, principal control abiótico del flujo de entrada, no se relacionó significativamente con la variabilidad de un componente del siguiente nivel trófico, la carga animal, tanto en sistemas naturales como ganaderos. Sin embargo, la variabilidad de la carga animal de los naturales fue mayor que la de los ganaderos. En estos últimos la variabilidad de la PPNA, fue el doble que la de la carga animal (...)En relación al tercer vacío, se mostró que el principal control de la variación estacional del índice de cosecha fue la PPNA. Esta tesis representa la primera evidencia del impacto de la introducción de herbívoros exóticos a lo largo de un gradiente regional sobre el flujo desde la PPNA a la producción secundaria neta y brinda una de las pocas evaluaciones sobre el impacto humano sobre la estabilidad de este flujo. Finalmente, se desarrolló un modelo que permitiría mejorar las estimaciones de carga animal al relacionar la dinámica del índice de cosecha con la biomasa acumulada estimada a partir de la PPNA acumulada por estación del año.

Análisis integrado del consumo de bienes ecológicos y económicos en ecosistemas agrícolas pampeanos : el uso de la emergía como indicador sistémico de sustentabilidad

Los ecosistemas agrícolas de la Región Pampeana Argentina (RPA) atravesaron en las últimas décadas cambios asociados a procesos de expansión geográfica e intensificación productiva. En este trabajo se estudió el funcionamiento de ecosistemas agrícolas pampeanos mediante la síntesis emergética (de emergía). Este acercamiento analítico evalúa conjuntamente el consumo de bienes y servicios ecológicos y económicos, en una moneda común (emergía) que es la cantidad de energía solar necesaria para obtener todos y cada uno de los recursos intervinientes en el proceso de producción (naturales y comprados en el sistema económico). Este marco de análisis novedoso para el estudio de los ecosistemas agrícolas fue aplicado en la evaluación del desempeño de la rotación maiz-trigo/soja en tres ecosistemas agrícolas, Pergamino (BA), Marcos Juárez (CBA) y Montecristo (CBA), ubicados en la RPA en el período 2006-2010. Posteriormente, a partir de una base de información más extensa en el sitio Marcos Juárez, se amplió el rango temporal del estudió al intervalo 1984-2010, y a escala de cultivo individual en lugar de rotación agrícola, con el objeto de detectar tendencias históricas en los indicadores emergéticos. Los resultados del análisis a nivel de rotación mostraron que los ecosistemas evaluados fueron capaces de duplicar la emergía capturada de los recursos locales a partir del agregado de emergía externa comprada (EYR entre 2 y 2.19). También se determinó que el funcionamiento de dichos ecosistemas estuvo basado en una proporción levemente superior sobre insumos externos que sobre recursos provenientes locales propios del ecosistema (EIR entre 1.01 y 1.16). Sin embargo, los ecosistemas estudiados demostraron tener una habilidad para capturar recursos provenientes de la naturaleza proporcionalmente mayor a la presión ejercida sobre el ambiente a través del proceso productivo (ESI entre 1.99 y 2.45). Los valores obtenidos ubican a los ecosistemas agrícolas de la RPA, entre los de mayor eficiencia y renovabilidad en el contexto mundial de la producción agrícola extensiva. La mayor extensión de este análisis en un contexto histórico permitió identificar tres fases de cambio en los indicadores emergéticos en cuanto a la eficiencia del uso de la emergía y su renovabilidad: una fase de mejora (1984-1995), seguida por una fase de disminución (1996-2001), y una fase final de disminución; pero a tasas menores (2002-2010). Los cambios más importantes asociados al consumo de emergía estuvieron explicadas por la adopción de nuevas tecnologías productivas como la introducción de la siembra directa o el uso de semillas transgénicas. Si bien, la moderación en la caída de los índices en la ultima fase identificada (2002-2010) es un síntoma alentador en términos del grado de explotación ambiental de los ecosistemas estudiados, será necesario que futuros aumentos en el consumo de emergía comprada (e.g. insumos o servicios) estén asociados a retornos más que proporcionales en la captura de la emergía local de fuente renovable. La excepción al patrón de tres fases descripto anteriormente, fue la eficiencia de conversión de la emergía a grano (i.e. la inversa de la transformidad), que exhibió un aumentó consistentemente en el período 1984-2010. Este aumento de la eficiencia (medida en emergía requerida para obtener una unidad de energía cosechada) fue observada a pesar del aumento del flujo de insumos comprados, en el mismo período, lo que esta indicando que a través del tiempo, fue posible cosechar valores crecientes de energía por cada unidad de emergía invertida. La aplicación del análisis de los flujos de emergía resultó util para detectar cambios en los sistemas estudiados. Sin embargo, los resultados obtenidos indicarían que la fortaleza del metodo reside en el monitoreo de cambios a escalas temporales y espaciales mayores a las estudiadas en este trabajo. De este modo, sería posible aumentar la eficiencia de detección de diferencias en el uso de emergía si se analizaran patrones regionales de uso de la tierra, donde los sistemas de producción maximicen los contrastes, tanto en en el consumo de bienes ecológicos (oferta ambiental) como económicos (sistemas de producción contrastantes)

Balances de nutrientes como herramienta para estimar el potencial para el reciclado de los efluentes de tambo en recursos forrajeros

El productor agropecuario se enfrenta a diversos y nuevos desafíos, no sólo destinados a maximizar su productividad, sino para atenerse a las exigencias generadas por los mercados, sobre temas que atañen al sector productor de alimentos. Entre las exigencias que surgieron, existen aquellas que apuntan al manejo de nutrientes en los establecimientos agropecuarios a fin de reducir los riesgos ambientales que cada tipo de producción genera. La implementación de los balances de nutrientes dentro del sistema productivo es una herramienta que permite a los productores afrontar futuras reglamentaciones ambientales y mejorar su margen de competitividad. Los tambos pastoriles generan un excedente de nitrógeno y fósforo que se distribuye irregularmente en el sistema acumulándose, el de mayor magnitud y posibilidad de reutilización, en la instalación de ordeño (SO). Este trabajo evalúa la disponibilidad de nitrógeno y fósforo en efluentes de tambo, que potencialmente pueden ser reutilizados para fertilizar recursos forrajeros anuales, a partir del cálculo de balances y estableciendo su nivel de transferencia hacia el sector de ordeño, en sistemas de producción de leche de base pastoril en la provincia de Buenos Aires. Los 27 establecimientos encuestados presentan características productivas diferentes siendo representativos de los tambos pastoriles de las 3 cuencas lecheras seleccionadas. En promedio (±desvío estándar), tenían una superficie de 397,55ha (±343,1), con 312VO (±308,91), una producción de 19 litros/VO/día (±3,49), y raciones con 57,29 por ciento (±15,88) de concentrados y conservados. El balance predial (ingresos - egresos de N-P) de nitrógeno (N) fue de 121,5 (±71,8) kg N/ha/año y el de fósforo (P) fue de 18,3 (±11,5) kg P/ha/año, siendo valores similares a los encontrados por estudios europeos y locales. Los balances anuales del rodeo de ordeño (BRO= ingresos por alimentos-egresos por leche de N-P), como indicadores de la excreción de nutrientes, fueron para N de 159,0 (±40,1) kg N/VO/año y para P de 20,8 (±5,8) kg P/VO/año, presentando correlación con modelos que estiman la excreción utilizados internacionalmente. Mediante los BRO y los tiempos de permanencia se pudo determinar una transferencia promedio del 28,8 por ciento (±10,6 por ciento) del total del N y el P excretado por año, hacia el SO. Los sistemas de tratamiento de efluentes, de existir, son muy heterogéneos. Un 59 por ciento contaba con al menos una laguna de tratamiento, aunque no siempre funcionaban correctamente, el 17 por ciento hace un reuso directo del efluente crudo y el 24 por ciento lo desecha sin tratamiento previo, con las implicancias ambientales e higiénico-sanitarias que esto trae aparejado. La calidad de los efluentes fue muy variable, siendo similares a los hallados por otros autores. Los productores generalmente no aportan por fertilizantes la totalidad de N y P requeridos por los cultivos forrajeros anuales. En un 92,6 por ciento de predios, los nutrientes depositados en el SO podrían reemplazar lo provisto por fertilizantes comerciales. Los nutrientes disponibles en SO permitirían fertilizar un promedio de 37,9 ha de maíz para silaje, cubriendo los requerimientos de nitrógeno, con rendimiento promedio para las cuencas (13.000 kg MS/ha), correspondiendo al 78,4 por ciento de las ha sembradas con maíz de los establecimientos. La imposibilidad de recolectar lo depositado en las pistas de alimentación no permite, actualmente, su reutilización. La implementación de prácticas amigables con el ambiente representa hoy en día un desafío para la producción animal, la ventaja es que la solución está en el mismo lugar donde se produce el problema y con una amplia variedad de tecnologías disponibles

Impacto del uso del suelo sobre el Índice de Vegetación Normalizado (NDVI) en el noroeste argentino

En este trabajo se evalúan los impactos del cambio del uso del suelo en la región Chaqueña noroccidental de Argentina abordando cuestiones como la relación entre factores ambientales y edáficos y la dinámica del Índice de Vegetación Normalizado (NDVI) en áreas donde la vegetación ha sido ligeramente modificada y cómo afecta a la dinámica del NDVI la intensificación del uso de la tierra. El NDVI constituye una cuantificación de la fracción de energía absorbida por la vegetación y, bajos ciertas condiciones, de la productividad primaria neta (PPN). Fue obtenido desde el sensor MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) ubicado a bordo de las misiones satelitales de la NASA Aqua y Terra. Se incorporó información de uso de suelo, clima, suelo y NDVI en un sistema de información geográfica con una resolución espacial coincidente con la grilla de la serie temporal de NDVI denominada LTDR (Long Term Data Record). El uso del suelo fue caracterizado por la proporción de cultivos en cada celda de la grilla. Tres atributos fueron derivados de la dinámica estacional del NDVI: la integral anual (NDVI-I), el rango relativo (RREL) y la fecha del máximo NDVI (DMAX). La influencia de los factores ambientales para las celdas con menor proporción de cultivos se analizó mediante regresiones individuales con los tres atributos de NDVI como variables dependientes y las variables de clima y suelo como variables independientes. Para los tres atributos de NDVI persiste en la variabilidad observada un porcentaje importante que no es explicado por las variables consideradas. Se aplicaron los modelos obtenidos a las celdas con mayor proporción de cultivos y se analizaron las diferencias entre los valores observados y predichos de los atributos derivados del NDVI. Ninguno de los modelos ajustados explica la mayor parte de la variabilidad observada cuando se aplican a entornos modificados. En líneas generales, para el NDVI-I los valores observados son menores que los estimados; para RREL, los valores observados son mayores que los estimados y para DMAX no hay evidencias claras de diferencias entre ambos valores. Se analizaron los desvíos entre valores observados y estimados y su relación con el uso de suelo. La magnitud de los cambios observados en la radiación absorbida y la estacionalidad están vinculados a la proporción del paisaje agriculturizado. Por un lado, se observa una disminución del NDVI-I. Por el otro el efecto más relevante de la agriculturización del paisaje sobre la dinámica del carbono es el incremento significativo de la estacionalidad evidenciado por un aumento del RREL. Con respecto a la fecha de máximo NDVI no surgen evidencias claras acerca de la influencia de la agriculturización sobre la misma.

Caracterización de la infiltración acumulada y de la tasa de infiltración ante diferentes laboreo de suelo

p.169-175

Sector agroindustrial y transferencia de tecnología : el caso del arroz y el de la cebada cervecera

p.45-55

Número de días con precipitación en años Niño y Niña en al región Pampeana Argentina

p.197-202

Estimación de valores máximos de lluvia de 24 horas en Río Cuarto (Córdoba)

p.7-13