Sistemas de evaluación de tierras y elaboración de modelos de aptitud de uso agrícola, para distintos escenarios climáticos, en un sector de la subregión pampa arenosa (Provincia de Buenos Aires, Argentina)

La Pampa Arenosa ha sido escenario de cambios en el uso del territorio que respondieron principalmente al aumento de las precipitaciones a partir de la década del 70. La evaluación de las tierras es una etapa crítica en la planificación del uso sustentable. Por este motivo, se analizaron distintos sistemas de evaluación de tierras y se desarrollaron modelos expertos que consideren los factores ambientales heredados y las variaciones climáticas, para el sector de dunas longitudinales de la Pampa Arenosa en la Provincia de Buenos Aires, a escala 1: 50.000, considerando a los partidos de Nueve de Julio, Carlos Casares, Pehuajó y Trenque Lauquen. Las tierras fueron clasificadas por Capacidad de Uso, Indice de Productividad (IP) y se generaron sistemas expertos, utilizando el programa ALES, para los tipos de utilización de las tierras (TUTs) : maíz, soja y trigo. La homogeneidad de las series climáticas de precipitaciones se determinó mediante el test de Rachas. La aplicación del test de Pettitt permitió identificar la existencia de un cambio abrupto en las precipitaciones y el este de Mann Kendall mostró una tendencia creciente en relación a la precipitación anual. Las tierras con severas (clase III) y muy severas limitaciones (clase IV), fueron las más frecuentes ocupando el 42,6 por ciento y 29,8 por ciento respectivamente del área. Se comprobó que el IP de las tierras se incrementó con el aumento de las precipitaciones, alcanzando su máxima expresión climática en el período posterior al cambio abrupto. Las tierras de moderada capacidad productiva con valores de IP entre 65-51 ocuparon la mayor superficie de área de estudio. Los modelos expertos según los TUTs presentaron una aptitud de uso de las tierras variable, condicionada por la capacidad de retención hídrica de los suelos. Los modelos expertos fueron sensibles a las variaciones climáticas y el cambio abrupto en las precipitaciones.

El desarrollo tecnológico y la evolución de la frontera agrícola en el período 1961-2009

Se analizó la evolución de la frontera agrícola argentina y su relación con el cambio tecnológico sucedido para el período 1961-2009, en particular de los activos fijos tangibles como la maquinaria agrícola, además de los cambios en la función de producción. Se buscó verificar la existencia de una relación funcional importante de largo plazo entre el aumento del capital fijo tangible y los cambios en la función de producción, para explicar la evolución de la frontera agrícola. Si bien la frontera agrícola manifestó un crecimiento, lo hizo en mayor medida la superficie sembrada con granos por efecto de sustitución en el uso de la tierra y de la deforestación. Mientras que la superficie agrícola total creció un 4 por ciento; la superficie dedicada a cultivos primarios creció un 32,1 por ciento, y dentro de ésta, la dedicada exclusivamente a granos, lo hizo un 108 por ciento. Por su parte la superficie de bosque nativo disminuyó constantemente pasando de 37 a 29,6 millones de ha. En cuanto a la productividad, el rendimiento por hectárea de granos (cereales y oleaginosas) manifestó un crecimiento del 166 por ciento. En este contexto, se aplicó una metodología cuantitativa descriptiva, se relevaron y sistematizaron las variables relevantes y se formuló un modelo econométrico para determinar la relación funcional del crecimiento de la frontera agrícola y la tecnología. La constante incorporación de innovaciones tecnológicas y los cambios en la función de producción, se manifestaron en un crecimiento de la frontera agrícola, en la productividad de los granos y en la participación relativa de la superficie sembrada con granos. Además, se verificó la existencia de una relación funcional importante de largo plazo entre el aumento del capital fijo tangible y el uso de insumos por hectárea que explicaron los cambios en la función de producción, y su impacto sobre el aumento de la productividad y la evolución de la frontera agrícola en Argentina.

Sistemas de evaluación de tierras y elaboración de modelos de aptitud de uso agrícola, para distintos escenarios climáticos, en un sector de la subregión pampa arenosa (Provincia de Buenos Aires, Argentina)

La Pampa Arenosa ha sido escenario de cambios en el uso del territorio que respondieron principalmente al aumento de las precipitaciones a partir de la década del 70. La evaluación de las tierras es una etapa crítica en la planificación del uso sustentable. Por este motivo, se analizaron distintos sistemas de evaluación de tierras y se desarrollaron modelos expertos que consideren los factores ambientales heredados y las variaciones climáticas, para el sector de dunas longitudinales de la Pampa Arenosa en la Provincia de Buenos Aires, a escala 1: 50.000, considerando a los partidos de Nueve de Julio, Carlos Casares, Pehuajó y Trenque Lauquen. Las tierras fueron clasificadas por Capacidad de Uso, Indice de Productividad (IP)y se generaron sistemas expertos, utilizando el programa ALES, para los tipos de utilización de las tierras (TUTs): maíz, soja y trigo. La homogeneidad de las series climáticas de precipitaciones se determinó mediante el test de Rachas. La aplicación del test de Pettitt permitió identificar la existencia de un cambio abrupto en las precipitaciones y el este de Mann Kendall mostró una tendencia creciente en relación a la precipitación anual. Las tierras con severas (clase III)y muy severas limitaciones (clase IV), fueron las más frecuentes ocupando el 42,6 por ciento y 29,8 por ciento respectivamente del área. Se comprobó que el IP de las tierras se incrementó con el aumento de las precipitaciones, alcanzando su máxima expresión climática en el período posterior al cambio abrupto. Las tierras de moderada capacidad productiva con valores de IP entre 65-51 ocuparon la mayor superficie de área de estudio. Los modelos expertos según los TUTs presentaron una aptitud de uso de las tierras variable, condicionada por la capacidad de retención hídrica de los suelos. Los modelos expertos fueron sensibles a las variaciones climáticas y el cambio abrupto en las precipitaciones.

El desarrollo tecnológico y la evolución de la frontera agrícola en el período 1961-2009

Se analizó la evolución de la frontera agrícola argentina y su relación con el cambio tecnológico sucedido para el período 1961-2009, en particular de los activos fijos tangibles como la maquinaria agrícola, además de los cambios en la función de producción. Se buscó verificar la existencia de una relación funcional importante de largo plazo entre el aumento del capital fijo tangible y los cambios en la función de producción, para explicar la evolución de la frontera agrícola. Si bien la frontera agrícola manifestó un crecimiento, lo hizo en mayor medida la superficie sembrada con granos por efecto de sustitución en el uso de la tierra y de la deforestación. Mientras que la superficie agrícola total creció un 4 por ciento; la superficie dedicada a cultivos primarios creció un 32,1 por ciento, y dentro de ésta, la dedicada exclusivamente a granos, lo hizo un 108 por ciento. Por su parte la superficie de bosque nativo disminuyó constantemente pasando de 37 a 29,6 millones de ha. En cuanto a la productividad, el rendimiento por hectárea de granos (cereales y oleaginosas)manifestó un crecimiento del 166 por ciento. En este contexto, se aplicó una metodología cuantitativa descriptiva, se relevaron y sistematizaron las variables relevantes y se formuló un modelo econométrico para determinar la relación funcional del crecimiento de la frontera agrícola y la tecnología. La constante incorporación de innovaciones tecnológicas y los cambios en la función de producción, se manifestaron en un crecimiento de la frontera agrícola, en la productividad de los granos y en la participación relativa de la superficie sembrada con granos. Además, se verificó la existencia de una relación funcional importante de largo plazo entre el aumento del capital fijo tangible y el uso de insumos por hectárea que explicaron los cambios en la función de producción, y su impacto sobre el aumento de la productividad y la evolución de la frontera agrícola en Argentina.

Diagnóstico de la condición física en diferentes momentos de una rotación agrícola - ganadera bajo siembra directa

La integración de la producción de cultivos anuales con la producción animal puede ser una alternativa interesante para aumentar la capacidad reguladora del sistema de producción tanto en lo que se refiere a la variabilidad climática como económica. El objetivo del presente trabajo fue evaluar la condición física de un suelo en diferentes momentos de la rotación agrícola-ganadera. Se muestreó una consociación de suelos (Hapludol Éntico y Thaptho-árgico) en la localidad de Pehuajó, provincia de Bs. As. Los tratamientos se basan en diferentes momentos de la rotación agrícola-ganadera: 1- `AG`: segundo año agrícola desde última pastura; 2- `FA`: final de la fase agrícola; 3- `PA`: segundo año de pastura, con 3 repeticiones para cada uno. Para caracterizar los suelos se determinó: textura, densidad de partícula y carbono orgánico total (COT) y sus fracciones. Se midió la densidad aparente (DA), la resistencia a la penetración (RP), y se calculó la porosidad total (PT) hasta la profundidad de 30 o 40 cm. Se determinó la estabilidad estructural del suelo (EE) y el índice visual a campo de la estructura (IVC) a partir de la recolección de monolitos no disturbados (20x20 cm). Los resultados arrojaron que los suelos bajo análisis tuvieron un alto contenido de COT, carbono orgánico resistente (COR) y carbono orgánico particulado (COP) para el tipo de suelo, observándose una gran variabilidad dentro de cada tratamiento. A partir de los datos de DA (1,13 Mg m-3 a 1,50 Mg m-3 para el estrato analizado) y de RP (673 kPa a 3104 kPa para el estrato analizado, 2 años de pastura no habrían sido suficientes para mejorar el efecto de la fase agrícola. Se observaron efectos incipientes del pisoteo animal en pasturas y pastoreo de residuos registrado a través de la DA y RP, probablemente relacionado a alto contenido de CO. Se hallaron agregados con estructuras subangulares desde débiles a moderadas con raíces inter e intra-agregados en el tratamiento FA, mientras que el tratamiento AG se observaron estructuras masivas intercaladas con estructuras laminares apoyado en una estructura masiva, atribuible al efecto de SD en acción concomitante con el pisoteo animal. La EE medida en laboratorio reflejó lo hallado visualmente, presentando el siguiente orden decreciente: PA>FA>AG, correlacionándose significativamente con los IVC asignados a campo.

Transformaciones productivas de la ganadería vacuna a patir de la expansión agrícola : su impacto en la demanda de mano de obra y la explotación familiar

En la llanura pampeana, los últimos años han estado marcados por una constante expansión de la producción, asociada a la difusión de una agricultura de alto rendimiento. La actividad ganadera ha sido relocalizada y relegada a los peores terrenos en función de liberar tierras a la producción de granos. No obstante, resiste, manteniendo los niveles de stock a partir de rediseñar procesos e intensificar algunas etapas productivas. El presente trabajo analiza y evalúa las variaciones en la ganadería vacuna pampeana, a partir de las transformaciones en la agricultura y su impacto en la ocupación de mano de obra y el empleo rural. El estudio se realizó en el partido de Azul, Argentina, representativo de áreas mixtas pampeanas. La metodología empleada contempló una triangulación metodológica mediante la conjunción de análisis de datos de fuentes secundarias, básicamente cuantitativos, con instancias cualitativas, tales como entrevistas a informantes calificados y estudios de caso. Se verificó un proceso de intensificación productiva que si bien ha permitido sostener la actividad en menos superficie, no ha expandido el empleo y en términos cualitativos ha aumentado la presión sobre los trabajadores ya existentes. La mano de obra requerida es permanente en relación a la naturaleza de la actividad, pero no demanda nuevas capacidades y resulta más simple en términos de manejo de procesos. Los engordes concentrados, si bien plantean cierta temporalidad en la cantidad de animales terminados durante el año, prefieren personal permanente con flexibilidad y capacidad de rotación en las labores, antes que transitorios. En relación a las formas familiares, los que persisten, también han transformado sus sistemas productivos, demostrando su capacidad de adaptación. Han diseñado sistemas estables y con buena rentabilidad, pero sin lograr expandir la base laboral, ya sea de origen familiar o asalariada.

Relación productividad - diversidad dentro y entre niveles tróficos de un ecosistema de pastizal

Existe un interés histórico por las relaciones diversidad-productividad dentro y entre niveles tróficos y las relaciones diversidad-diversidad y productividad-productividad entre niveles tróficos. Sin embargo, no existe consenso en la forma de las relaciones, sus determinantes, los mecanismos subyacentes o la dirección causal entre las variables. El objetivo central fue analizar las relaciones mencionadas en un ecosistema de pastizal inundable a diferentes escalas espacio-temporales a lo largo de gradientes ambientales. Se realizaron dos experimentos observacionales a escala de comunidad y metacomunidad con respuestas de plantas, uno en lagos de Uruguay y otro en comunidades circundantes a lagos en Argentina y un experimento manipulativo en la matriz del pastizal de Argentina que integró respuestas de plantas e invertebrados. En los lagos la relación diversidad-productividad fue positiva y dependió de variables ambientales y de la escala espacial y temporal. En las comunidades circundantes la relación fue positiva, dependió de variables ambientales y la escala espacial, pero no de la temporal. En el experimento manipulativo, la disminución de la productividad de productores primarios redujo su diversidad. Contrariamente, la disminución de la diversidad aumentó la productividad, aunque sólo en condiciones iniciales de productividad primaria intermedia. Dentro de los niveles tróficos de consumidores las relaciones diversidad-productividad fueron positivas. Entre los niveles tróficos, las cascadas ascendentes estuvieron dadas por la productividad primaria y no por su diversidad: la disminución de la productividad primaria redujo la diversidad de herbívoros, aumentó la de omnívoros y no afectó la de carnívoros. La presencia de consumidores produjo una cascada descendente que disminuyó la diversidad y productividad primaria. En síntesis la relación diversidad-productividad primaria no solo es una propiedad del sistema, sino también una consecuencia de las variaciones ambientales, de la escala espacial y temporal y del sentido causal considerado. Además, la productividad primaria afecta a los consumidores y estos afectan la diversidad y la productividad primaria, pero no a su relación.

Estimación satelital de la productividad primaria neta aérea de la vegetación herbácea del Caldenal

En la Región del Caldenal es necesario generar cambios en la implementación de prácticas de manejo de la ganadería, desarrollar una actividad sustentable y, a su vez, evitar el mayor deterioro del ecosistema y sus servicios. Dichos cambios deberían incluir el uso racional del la vegetación herbácea, combinado con pasturas C4, actividad que en los últimos años se expandió en la región. Para lograr la complementariedad de dichos recursos y poder estructurar estrategias de manejo, debe conocerse su funcionamiento, estacionalidad y productividad. La información satelital provee la ventaja de otorgar gran cantidad y calidad de datos, en distintas escalas espaciales y temporales. El presente trabajo explora algunas posibilidades para la aplicación de dichas herramientas en la Región del Caldenal. La finalidad es proponer estrategias para conocer en forma sencilla la productividad primaria neta aérea del sistema, como determinante de la receptividad animal y el funcionamiento del ecosistema. Se utilizaron imágenes correspondientes a 60 potreros, distribuidos en seis localidades de la Región del Caldenal, Provincia de La Pampa, con bosque de caldén ("fachinal"), sabanas ("Caldenal"), pasturas de Eragrostis curvula y de Panicum coloratum. Con dichas imágenes se evaluó la variabilidad del Índice de Vegetación Normalizado (IVN) en el tiempo, relacionándolo con el funcionamiento ecosistémico (Capítulo 2), se propuso una metodología para discriminar el IVN de la vegetación herbácea y leñosa en los potreros de sabana (Capítulo 3) y se estimó la Productividad Primaria Neta Aérea de los distintos recursos, realizando comparaciones de estacionalidad y producción, y correlaciones con variables ambientales (Capítulo 4). El presente trabajo demuestra las potencialidades de uso de herramientas satelitales para estimar diferentes atributos de los recursos naturales y cultivados del Caldenal. El ajuste de dichas técnicas en la región resulta clave para el diseño de estrategias de manejo ganadero sustentables y conservación de los recursos.

Fertilización o reemplazo de especies : revisión bibliográfica de los efectos sobre la productividad del pastizal natural

Los pastizales son los ecosistemas terrestres más extensos que existen en el mundo y se estima que ocupan un área de 52,2 millones de kilómetros cuadrados. Su productividad primaria neta aérea (PPNA) es una propiedad fundamental ya que determina la cantidad de energía que se encuentra disponible para otros niveles tróficos y está controlada por la calidad del suelo y la cantidad el agua. Suele intervenirse el pastizal para lograr diversos objetivos, tales como, aumentar y concentrar o distribuir la PPNA durante el año y aumentar la calidad forrajera de las especies que lo componen. Este trabajo tiene por objetivo responder a dos cuestiones inherentes a la productividad primaria neta de los pastizales: la primera es evaluar el impacto de la fertilización sobre la producción de los pastizales con Nitrógeno (N), Fósforo (P) y ambos (N+P). Y la segunda es evaluar el efecto sobre la producción de biomasa aérea del reemplazo de las comunidades originales del pastizal por una o varias especies forrajeras, las cuales pueden ser exóticas o naturalizadas. Para conseguir estos objetivos se realizó una revisión bibliográfica y un análisis de los datos cuantitativos publicados en diferentes revistas científicas y técnicas con y sin referato. La productividad de los tratamientos de corrección de la fertilidad edáfica con N; N+P y P se diferenciaron estadísticamente (p menor a 0,0001) de la producción del pastizal natural. Al analizar, en promedio, el incremento de biomasa producido se destaca en primer lugar el tratamiento N+P con 1825 kg MS/ha/año, le sigue el tratamiento con N con 768 kg MS/ha/año y en último lugar es el tratamiento P con 531 kg MS/ha/año. En el rango de precipitación entre los 800 y 1.140 mm, similar a los de la región pampeana, la PPNA de las pasturas implantadas se diferenció estadísticamente, (p menor a 0,0001), mediante una prueba t, de la PPNA de los pastizales. La media de producción de los pastizales fue de 3.933 kg MS/ha/año y de las pasturas fue de 5.763 kg MS/ha/año. En la mayoría de los ensayos la productividad de la pastura bajo la misma precipitación fue superior a la del pastizal.

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.

Capacidad de uso del agua del subsuelo y productividad de dos genotipos de maní : efecto de la disponibilidad hídrica subsuperficial y la oferta fototermal.

En la región manisera de Córdoba, la combinación de distintos antecesores del maní en la rotación y la variabilidad de las lluvias otoñales determinan diferentes contenidos de agua en el subsuelo (60-200 cm). El agua sub-superficial debería contribuir a la toma de decisión entre una siembra temprana (mayor déficit hídrico en período crítico) o tardía (menor oferta fototermal en etapa reproductiva), así como a la elección del genotipo. Se realizó un experimento a campo durante 2008-2009 con (i) déficit hídrico desde R3 a partir de cultivos creciendo con dos niveles de agua disponible subsuperficial (ADC 70 por ciento y ADC 30 por ciento), (ii) dos épocas de siembra (21-oct. y 2-dic.), y (iii) dos genotipos (moderno ASEM y antiguo FLORMAN). Se midió periódicamente el contenido de agua edáfica para determinar (i) la velocidad aparente de profundización de las raíces (VAPR), (ii) la profundidad máxima de absorción de agua (PMA) y (iii) la tasa de absorción de agua (K). Además se midió: el rendimiento en grano, y sus componentes (número de granos y peso del grano) y las eficiencias en el uso de la radiación y del agua. La menor ADC penalizó doblemente la capacidad de uso del agua, disminuyendo la VAPR y PMA como también K. Esto siempre causó fuertes caídas en el rendimiento, principalmente por reducción en el número de grano, bien representadas por la respuesta de este último con la tasa de crecimiento del cultivo en el período crítico. Un menor tamaño de los destinos reproductivos provocó un efecto de retrocontrol de la actividad de la fuente, reduciendo la eficiencia del uso de los recursos agua y radiación. El rendimiento de ASEM superó al de Florman en todos los casos. Todas las combinaciones de ADC x genotipo en siembra tardía redujeron el rendimiento respecto a su contraparte de la fecha temprana, con excepción de ASEM ADC 70 por ciento Por lo tanto, el uso del genotipo ASEM combinado con buena provisión de agua en el subsuelo permite ampliar la ventana de fechas de siembra manteniendo el rendimiento del cultivo.

Efecto de variables ambientales sobre la productividad primaria neta aérea y la concentración de proteína bruta de gramíneas en sistemas silvopastoriles de ñire (Nothofagus antarctica) : creación de un modelo de simulación

Nothofagus antarctica (ñire) ocupa una importante superficie de los bosques de Patagonia Sur, siendo ampliamente usado como sistemas silvopastoriles con ganadería ovina y bovina. Sin embargo, en la mayoría de los casos el uso de estos bosques se realiza sin un manejo que permita optimizar la sustentabilidad del sistema. En esta tesis se estudió el efecto de distintas variables ambientales (temperatura, humedad del suelo, radiación) sobre la productividad y concentración de Proteína bruta (PB) de gramíneas en distintas situaciones de calidad forestal y coberturas de copas de bosques de ñire, así como también procesos asociados: descomposición y dinámica de nutrientes (mineralización-inmovilización) de residuos del estrato arbóreo y graminoso y mineralización de nitrógeno del suelo. La productividad de materia seca (MS) aérea de gramíneas (rango entre 135 a 1863 kg MS ha-1) estuvo positivamente asociada a la calidad forestal de los sitios, mientras que el efecto de las coberturas de copa dependió de la interacción con otras variables ambientales. Los valores de PB variaron principalmente según la cobertura de copa encontrándose los mayores valores en lugares más sombreados (transmisividades menor al 70 por ciento). La descomposición, tanto en hojas de ñire como en gramíneas, varió según el nivel de radiación, siendo mayores en los lugares con menor cobertura. Por otro lado, la dinámica de nutrientes no fue afectada por la CS o alguna variable estudiada. La mineralización de nitrógeno del suelo fue mayormente afectada por la humedad del suelo y el efecto de la cobertura de copa según la calidad del sitio forestal. Finalmente con los datos obtenidos e información de bibliografía se generó un modelo de simulación de productividad de MS y concentración de PB de gramíneas creciendo en bosques de ñire. El modelo generado después de ser sometido a diferentes pruebas se considera aceptable para ser usado como una herramienta de manejo sustentable en estos sistemas, aportando además nuevos conocimientos sobre las causales en la variación productiva y de calidad de los pastizales en bosques de ñire.

Seguimiento de la productividad forrajera mediante teledetección : desarrollo de una herramienta de manejo para sistemas de producción ganaderos

La productividad forrajera (PF) es una variable crítica para el manejo y la planificación de los sistemas de producción ganaderos. Sin embargo, las dificultades para cuantificarla a campo y la necesidad de manejar un marco conceptual robusto para utilizarla en la toma de decisiones hacen que habitualmente los sistemas de producción se manejen con una caracterización rudimentaria de esta variable. En esta tesis se desarrolló un sistema de seguimiento de la PF en tiempo real y a la escala de lote, basado en la lógica de la eficiencia en el uso de la radiación (EUR). Primero se diseñó y se puso en funcionamiento una versión preliminar del sistema, y luego se investigaron en mayor detalle dos aspectos críticos de su funcionamiento: la estimación de la fracción de radiación absorbida por el canopeo (fRFAA) a partir de índices de vegetación derivados de imágenes satelitales, y el comportamiento de la EUR ante variaciones del estrés ambiental, el manejo de la defoliación, y la escala temporal de observación. La metodología para implementar la versión preliminar del sistema de seguimiento forrajero se basó en estimar la fRFAA y la EUR. La primera fue estimada como una función no lineal del índice de vegetación normalizado del sensor MODIS. La estimación de la EUR se basó en calibraciones empíricas entre la PF estimada a campo y la radiación absorbida para dos recursos forrajeros: pasturas de loma y bajos de agropiro. Los resultados mostraron que la radiación absorbida predijo datos independientes de PF con precisión aceptable. El sistema fue implementado informáticamente en un software específico denominado Segf. En relación al primer aspecto de mejora del sistema, la estimación de la fRFAA, se estudió la absorción de radiación a campo con una barra de interceptación en cultivos de trigo (utilizados como modelo experimental) y se la correlacionó con distintos índices de vegetación calculados a partir del sensor espectral MODIS. Se encontró que los índices de vegetación explicaron entre 90 y 94 por ciento de las variaciones de fRFAA. El índice de vegetación mejorado presentó una relación más lineal que el clásico índice de vegetación normalizado, posiblemente debido a la ausencia de saturación del primero ante aumentos del área foliar. En relación al segundo aspecto de mejora del sistema, la variabilidad de la EUR, se realizó un experimento de un año sobre una pastura consociada de festuca y alfalfa sometida a distintos tratamientos. La EUR fue más estable que la fRFAA ante cambios de la disponibilidad de recursos y de intensidad de defoliación. Sin embargo, la EUR tendió a disminuir ante estrés hídrico (déficit y exceso), y a aumentar ante defoliación severa y sombreado. Además, la variabilidad de la EUR a lo largo del rebrote de la pastura y entre tratamientos dependió de la escala temporal de observación o cálculo: fue más variable al considerar períodos de 12 días que al considerar todo el período de rebrote o la estación (45 y 90 días respectivamente). Como resultado de la tesis, los productores agropecuarios y sus asesores cuentan con un sistema capaz de estimar mes a mes la PF de sus lotes para una serie temporal de aproximadamente diez años. Actualmente 1.478.000 ha ganaderas están bajo seguimiento mediante un sistema basado en esta tesis. Esto implica un cambio cualitativo de disponibilidad de información y representa una oportunidad para tomar mejores decisiones de manejo, a la vez que concientiza sobre el uso racional del forraje para maximizar su crecimiento. Adicionalmente, la base de datos de PF generada, extraordinariamente amplia en su cobertura espacial y temporal, será de utilidad para trabajos de investigación sobre los patrones espacio-temporales de PF.

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.

Agricultura de precisión para la corrección de ambientes con elevado valor de sodio intercambiable

En los últimos años la suba de los precios de los principales granos, y sobre todo de la soja, junto con el aumento del valor del capital tierra, ha despertado en los productores del mundo y del Uruguay la necesidad de producir cada vez más eficientemente, y obtener la mayor producción posible por superficie. Al mismo tiempo, tanto la preocupación por la sustentabilidad de los sistemas productivos, como por la contaminación ambiental impulsa a los empresarios rurales a buscar tecnologías, que maximicen la eficiencia de uso de los insumos en general, preservando el medio ambiente La agricultura por ambientes o de precisión parece ofrecer soluciones a esta problemática. El manejo de cultivos diferenciando por las características del ambiente de producción, tiene como objetivos reducir costos, aumentar la productividad y hacer un uso más eficiente de los insumos (Bongiovanni, 2004). Mediante el conocimiento de la forma en que varían los rendimientos y el modo en que se relacionan con características intra-chacra, sería posible modificar el actual manejo uniforme de los cultivos hacia uno que considere los requerimientos específicos de cada sitio del campo. Así se realizaría lo necesario en el lugar y momento correctos, en la forma adecuada, lográndose mejorar los beneficios económicos y/o reducir el impacto en el ambiente (Plant, 2001). En este marco el manejo de nutrientes y limitantes químicas de suelo toma un papel prioritario al ser los fertilizantes y enmiendas los principales costos de producción agrícolas, y por los potenciales riesgos de contaminación asociados a ellos. Una de las limitantes de la producción de cultivos es la presencia de sodio (Na) en cantidades relativamente altas. Excepto en el cultivo de arroz, el Na es considerado un nutriente beneficioso para los cultivos, dentro de ciertos rangos. Hay especies adaptadas a la presencia de Na. Sin embargo, la mayoría de los cultivos de secano presentan cierto grado de susceptibilidad a este elemento. Muchos trabajos muestran la efectividad de la aplicación de yeso para disminuir los efectos del problema de Na en el complejo de intercambio de cationes de los suelos Costa y Godz (1999). En Uruguay existen escasos estudios que relacionen el nivel del sodio en el suelo con el rendimiento de los cultivos. Dada la superficie ocupada por este elemento en algunos de los suelos predominantes en la zona agrícola de Uruguay se planteó este trabajo, con el objetivo de realizar una caracterización y diferenciación de ambientes, y evaluar el impacto de la aplicación sitio-especifica de yeso agrícola en los ambientes afectados por sodicidad. Las hipótesis planteadas en este trabajo experimental fueron: Hipótesis 1: la utilización de herramientas de agricultura de precisión (ejemplo, análisis de imágenes satelitales; monitores de rendimiento; relevamiento plani-altimétrico; sensores remotos montados en aviones no tripulados (Unmanned Aerial Vehicle o UAV), entre otros permite diferenciar ambientes en base a su potencial de productividad. Hipótesis 2: la aplicación de yeso agrícola en ambientes de bajo potencial, donde existen suelos con elevados niveles de Na intercambiable, pueden ser mejorados en su condición química (reducción del PSI). El objetivo de este trabajo fue reducir los niveles de Na intercambiable en el suelo mediante la aplicación de yeso.