Intercambios de masa y energía entre la vegetación y la capa límite atmosférica en dos ecosistemas de Argentina

Dentro del contexto del Cambio Global ha surgido el interés en conocer y entender la dinámica de los ecosistemas. La técnica Eddy Covariance (EC) es utilizada a nivel global para el registro continuo de los intercambios turbulentos de masa y energía en una diversidad de ecosistemas, con sensores montados en torres micrometeorológicas y en plataformas móviles. Así mismo, el empleo de modelos atmosféricos de mesoescala suma un aporte a la compresión de los procesos de intercambio suelo-atmósfera dentro de la Capa Límite Atmosférica. Lo enunciado anteriormente motivó la elaboración de la presente tesis en la cual se planteó caracterizar los intercambios turbulentos, estudiando su variabilidad sobre un bosque seco nativo y uno implantado en Argentina y evaluar el desempeño del modelo BRAMS-4.2 en alta resolución en reproducir estos intercambios. A partir de los valores observados, se encontró que la concentración media diaria y los flujos de CO2 presentaron un marcado ciclo diurno. El valor medio de las concentraciones en el bosque implantado fue igual a 736.2 más o menos 42.4 mg/m3 y en el bosque nativo igual a 641.9 más o menos 22.4 mg/m3. Los flujos de CO2 presentaron una amplitud media mayor en verano igual a 1.42 mg/m2s (0.27 mg/m2s) en el bosque implantado (bosque nativo). Los flujos de calor latente registrados en el bosque implantado fueron mayores a los registrados en el bosque nativo. La implementación del sistema de sensores instalados a bordo del avión Sky Arrow 650 ERA permitió realizar mediciones en los primeros metros de la atmósfera. El modelo BRAMS-4.2 supo reproducir razonablemente bien distintas variables meteorológicas así como también los flujos de masa y energía. Los resultados obtenidos en esta tesis son un aporte para ampliar el conocimiento sobre los intercambios turbulentos entre la vegetación y las capas bajas de la atmósfera en distintos ecosistemas de Argentina.

Fuentes azufradas en cultivos de grano de la Región Pampeana

La presente tesis tuvo como objetivos: i. Evaluar la incidencia de la solubilidad y forma química de fuentes azufradas (azufre elemental y una fuente sulfatada soluble) en las respuestas en el rendimiento de trigo y soja de primera. ii. Analizar la residualidad de la aplicación de las fuentes azufradas en el trigo en el rendimiento de la soja de segunda. Asimismo, como objetivo secundario se planteó evaluar la influencia de variables edáficas y climáticas en las respuestas observadas. Se plantearon dos hipótesis: i. La necesidad de oxidación del azufre elemental (AE) reduce la respuesta y eficiencia de uso del S (EUS) en el cultivo de trigo, comparado con el sulfato de amonio (SA). Por el contrario, ese efecto es de menor magnitud en soja de primera, debido a las condiciones termo - hídricas más favorables. ii. La residualidad de la fertilización del trigo sobre el rendimiento de la soja de segunda, es mayor con el AE micronizado que con el SA. Se realizaron ocho ensayos de campo en trigo/soja 2da y nueve en soja de 1ra, durante dos años consecutivos en sitios ubicados en la Región Pampeana. Los tratamientos fueron: i. testigo (sin agregado de S), ii. fertilización con azufre elemental (AE) micronizado (0-0- 0+95 por ciento de S) en dos niveles de dosis, iii. fertilización con sulfato de amonio granulado (SA, 21-0-0+ 24 por ciento S), también en dos niveles de dosis. Las dosis evaluadas fueron 10 y 30 kg ha-1 de S (año 1) y 15 y 30 kg ha-1 (año 2). La fertilización azufrada afectó significativamente (p menor 0,05) los rendimientos del trigo en cuatro de cinco sitios en el primer año y en todos los sitios durante el segundo año. Las respuestas se ubicaron en el rango de 231 a 857 kg ha-1 en el primer año y entre 702 y 2119 kg ha-1 en el segundo año. No se observaron diferencias en respuesta entre fuentes azufradas (i.e. similar efectividad) o en la eficiencia agronómica del S aplicado (kg de grano kg de S aplicado- 1) en la mayoría de los sitios. Para el conjunto de experimentos, ambos fertilizantes fueron adecuados para proveer SO4 2-al cultivo. Estos resultados permitieron rechazar la hipótesis planteada. Tampoco se detectó efecto significativo de dosis o interacción fuente x dosis en la mayoría de los sitios (p mayor 0,05). La dosis más baja fue suficiente para cubrir la demanda de S del cultivo. Se observó una asociación positiva entre las respuestas y el contenido de MO del suelo y las precipitaciones (macollaje y total del ciclo) e inversa con la disponibilidad de S-SO4 2- a la siembra, aunque con bajo ajuste (R2 medio=0,18). No se detectó asociación entre las respuestas y la temperatura en macollaje o en el ciclo. En los experimentos con soja de 1ra, se observó una baja frecuencia de sitios con respuesta a la fertilización azufrada. En estos sitios, las respuestas fueron de 377-982 kg ha-1 (año 1) y de 151-361 kg ha-1 (año 2) y no se evidenció correlación significativa entre las respuestas y variables climáticas o edáficas en el primer año de evaluación. En el segundo año, las respuestas se correlacionaron en forma inversa con el contenido de S-SO42- inicial (R2=0,63). La eficiencia agronómica del S aplicado fue similar entre las fuentes azufradas durante el primer año y se observó efecto significativo de dosis. La dosis más alta fue más eficiente en proveer S al cultivo. En el segundo año, dependiendo de la localidad, se observaron algunas diferencias de efectividad entre las fuentes azufradas relacionadas con la influencia de variables de sitio. Los efectos residuales en la soja de 2da se observaron en pocos sitios experimentales. Las respuestas fueron de 58-689 (año 1) y de 186-512 kg ha-1 (año 2) y se pudieron asociar en forma inversa con el contenido de S-SO4 2- estimados al inicio del cultivo (R2=0,33). En los sitios con residualidad significativa (p manor 0,05) y con la menor dosis de S aplicada en el trigo antecesor, no se observaron diferencias significativas (p mayor 0,05) en eficiencia agronómica entre fuentes. Por el contrario, con la dosis mas elevada, la eficiencia del S aplicado como AE fue mayor que con SA. Por ello, la hipótesis planteada en el tema de residualidad se acepta, pero parcialmente. Los resultados obtenidos no permitieron determinar un patrón claro de residualidad de las fuentes azufradas en los sitios experimentales.

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)

La impronta humana sobre la estructura y el funcionamiento de ecosistemas subtropicales secos

Durante años los ecólogos y biogeógrafos han reconocido a los regimenes climáticos y a las condiciones del substrato como controles dominantes de la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas. En la actualidad, un conjunto nuevo de controles emerge de las intervenciones que los humanos imponen (asociadas a la densidad poblacional, la riqueza, y la conectividad del paisaje). En esta tesis se describen el uso del suelo, y las características estructurales y funcionales de la vegetación, y se estudian sus controles biofísicos y humanos en regiones subtropicales secas (con lluvias estivales) a nivel global. Estas regiones, originalmente dominadas por formaciones leñosas, albergan en la actualidad una gran diversidad de contextos humanos y formas de manejo. La distribución global de las regiones se determinó a partir de bases de datos climáticas y topográficas. La caracterización del contexto humano, el uso del suelo y la producción de bienes, y la composición de la vegetación, se apoyó en datos cartográficos, estadísticas subnacionales, archivos fotográficos, e imágenes satelitales de alta resolución espacial. La cuantificación del funcionamiento del ecosistema se basó en el uso de información radiométrica proveniente de sensores remotos. Se determinaron cinco regiones en América del Norte y del Sur, África, Asia y Australia, incorporando condiciones semiáridas a subhúmedas. Los análisis implicaron caracterizaciones a nivel regional y local (mayor a 6000 puntos de muestreo), discriminando sistemas de uso no cultivados y cultivados. El reemplazo de la vegetación no cultivada fue variable, desde regiones en donde predominan los cultivos (aproximadamente 75 por ciento en Asia), hasta regiones en donde la fracción del territorio bajo este uso es mínima (aproximadamente 3 por ciento en Australia). Las intervenciones humanas (remoción de biomasa, pastoreo, aplicación de subsidios, etc.) han creado una gran variedad de patrones de vegetación/paisaje internamente en cada región. Los sistemas no cultivados desplegaron un gradiente de decreciente cobertura leñosa o creciente ocurrencia de parches antropogénicos en todas las regiones, que finalmente resultó en una productividad más baja e inestable. Sudamérica presentó los paisajes más leñosos o conservados y los más altos valores de productividad, mientras que Asia y Australia presentaron la mayor transformación de la cobertura y los valores más bajos de productividad. Los paisajes cultivados desplegaron un gradiente de creciente escala de producción no relacionado claramente con la productividad promedio de la vegetación. Norteamérica y Australia se asocian al extremo de mayor escala, mientras que África y Asia al de menor escala (Asia presentó aspectos de ambos extremos). Sudamérica en tanto, presentó nuevamente los valores más altos de productividad, aún sin contar con los altos subsidios que reciben los cultivos de Asia y Norteamérica, mientras que África presenta los valores más bajos. La densidad poblacional explicó la fracción agrícola cuando se consideran todas las regiones, pero la conexión a los mercados adquiere importancia en aquellas regiones más ricas y menos pobladas (Australia y Sudamérica). A nivel paisaje la presión poblacional perdió importancia determinando las características de sistemas no cultivados, siendo el nivel de pobreza y la conectividad los factores determinantes del grado de modificación de la cobertura leñosa. En sistemas cultivados, la pobreza y la densidad poblacional determinaron la escala y el grado de industrialización de la producción. La disponibilidad hídrica demostró un poder explicativo igual o menor que los factores humanos determinando la cobertura y el funcionamiento del ecosistema. Este factor tuvo una mayor importancia para sistemas no cultivados que cultivados. Los efectos de la transformación de un paisaje no cultivado a cultivado sobre la productividad dependieron de las características estructurales y funcionales de la vegetación bajo ambos tipos de uso. Así, el reemplazo trajo aumentos en la productividad en Asia, Australia, Sudamérica (cuando se consideraron las prácticas de riego), y disminuciones en Norteamérica y África. La contextualización de las condiciones pasadas o actuales de los ecosistemas permitió adquirir una base empírica para interpretar procesos clave involucrados en las interacciones entre sociedad y naturaleza. Visiones comparativas como las seguidas en esta tesis por lo tanto ayudarían a explorar caminos alternativos y estrategias de manejo de ecosistemas en un mundo con demandas crecientes por alimento, y en donde sostener o incrementar el capital natural y social es el gran desafío. En este sentido, se analiza la situación actual del Chaco Sudamericano en comparación con las restantes regiones, y se señalan aquellos aspectos fundamentales que llevarían a procesos de degradación de los ecosistemas ante los cambios en el uso a los que está sujeta esta región.

Análisis arquitectural de Paspalum vaginatum y diferenciación morfológica de dos ecótipos

Se analizó en detalle la morfología vegetativa de Paspalum vaginatum Sw., una Poaceae constituyente de pastizales naturales de Argentina y utilizada para céspedes, con el propósito de efectuar su análisis arquitectural. Se evaluó en forma comparada la dinámica del crecimiento de un ecótipo nativo (N) versus uno comercial (C) bajo las mismas condiciones ambientales. Para ello, se cultivaron al aire libre plantas en maceta obtenidas por clonación, a partir de esquejes, de un individuo de cada ecótipo, durante dos veranos consecutivos. Se analizó en cada caso el patrón arquitectural, y se cuantificaron las tasas de producción de entrenudos y de diferentes categorías de vástagos, la tasa de cobertura vegetal y el esfuerzo reproductivo. Ambos ecótipos presentaron ejes plagiótropos de 2º, 3º y 4º orden estoloníferos y rizomatosos, que llevaron en toda su extensión una vasta zona de innovación de la cual emergieron ramificaciones axilares ortótropas de hasta 5º orden. Los vástagos ortótropos que florecieron constaron de una zona de entrenudos cortos con catafilos y hojas de transición, una zona de entrenudos largos con hojas de follaje y una unidad de floración. Los dos ecótipos mostraron diferencias significativas en las siguientes variables cuantitativas: proporción de ejes plagiótropos vs. ortótropos, tasa de producción de entrenudos, proporción de vástagos floríferos vs. vegetativos, cobertura vegetal y distribución espacial del canopeo. El ecótipo C produjo mayor número de entrenudos por unidad de vástago mientras que el ecótipo N lo superó en esfuerzo reproductivo y cobertura total y mostró también mayor plasticidad de respuesta a la heterogeneidad ambiental en relación con la partición de recursos hacia los diferentes meristemas.

Analyzing weed community changes in extensive farming systemas of the pampas through a functional approach

p.121-130

Preliminary studies on the effect of the increased biodiversity on the population dynamics of Caliroa cerasi L. (Hymenoptera: Tenthredinidae), and its natural enemy Trichogramma minutum R. (Hymenoptera: Trichogrammatidae) in a sweet cherry (Prunus avium L.) orchard in Virch (Southern Patagonia Argentina)

p.25-36

Analyzing weed community changes in extensive farming systemas of the pampas through a functional approach

p.121-130

Intercambios de masa y energía entre la vegetación y la capa límite atmosférica en dos ecosistemas de Argentina

Dentro del contexto del Cambio Global ha surgido el interés en conocer y entender la dinámica de los ecosistemas. La técnica Eddy Covariance (EC)es utilizada a nivel global para el registro continuo de los intercambios turbulentos de masa y energía en una diversidad de ecosistemas, con sensores montados en torres micrometeorológicas y en plataformas móviles. Así mismo, el empleo de modelos atmosféricos de mesoescala suma un aporte a la compresión de los procesos de intercambio suelo-atmósfera dentro de la Capa Límite Atmosférica. Lo enunciado anteriormente motivó la elaboración de la presente tesis en la cual se planteó caracterizar los intercambios turbulentos, estudiando su variabilidad sobre un bosque seco nativo y uno implantado en Argentina y evaluar el desempeño del modelo BRAMS-4.2 en alta resolución en reproducir estos intercambios. A partir de los valores observados, se encontró que la concentración media diaria y los flujos de CO2 presentaron un marcado ciclo diurno. El valor medio de las concentraciones en el bosque implantado fue igual a 736.2 ± 42.4 mg/m3 y en el bosque nativo igual a 641.9 ± 22.4 mg/m3. Los flujos de CO2 presentaron una amplitud media mayor en verano igual a 1.42 mg/m2s (0.27 mg/m2s)en el bosque implantado (bosque nativo). Los flujos de calor latente registrados en el bosque implantado fueron mayores a los registrados en el bosque nativo. La implementación del sistema de sensores instalados a bordo del avión Sky Arrow 650 ERA permitió realizar mediciones en los primeros metros de la atmósfera. El modelo BRAMS-4.2 supo reproducir razonablemente bien distintas variables meteorológicas así como también los flujos de masa y energía. Los resultados obtenidos en esta tesis son un aporte para ampliar el conocimiento sobre los intercambios turbulentos entre la vegetación y las capas bajas de la atmósfera en distintos ecosistemas de Argentina.

Parámetros biológicos y poblacionales de dos especies de Neotoxoptera Theobald (Homoptera: Aphidoidea) sobre ciboulette (Allium schoenoprasum L.) en condiciones de laboratorio

p.99-104

Influencia del suelo y la fertilización nitrogenada sobre el contenido cuali - cuantitativo de alcaloides de Festuca c.v. El Palenque

p.69-77

Distribución de fertilizantes marcados con 15 N en la rotación ajo - moha

p.105-110

Comportamiento fenológico de variedades de arroz cultivadas en La PLata

p.157-166

Preliminary studies on the effect of the increased biodiversity on the population dynamics of Caliroa cerasi L. (Hymenoptera: Tenthredinidae), and its natural enemy Trichogramma minutum R. (Hymenoptera: Trichogrammatidae) in a sweet cherry (Prunus avium L.) orchard in Virch (Southern Patagonia Argentina)

p.25-36

Respuesta del cultivo de maíz a la fertilización nitrogenada en la pampa ondulada, campañas 1980-81 - 1983-84 : modelos predictivos y explicativos

p.65-84