Calibración del modelo Cropsyst para simular el balance hídrico en cultivos invernales del centro oeste de Entre Ríos

El trabajo tiene por objetivo calibrar el modelo CropSyst para simular la producción de materia seca y el balance hídrico de los cultivos de trigo (Triticum aestivum L.) ciclo largo y ciclo corto, colza (Brassica napus), lino (Linum usitatissimum) y arveja proteica (Pisum sativum) en el centro oeste de Entre Ríos. Adicionalmente, se incluyó un análisis de sensibilidad de parámetros que podrían tener, a priori, un mayor impacto sobre el crecimiento y desarrollo y en especial sobre el balance hídrico. La optimización de Cropsyst se realizó utilizando datos obtenidos de un experimento a campo, realizado con un diseño en bloques completos al azar, con cuatro repeticiones. Los parámetros medidos fueron: fenología, humedad del suelo, radiación interceptada por el cultivo, biomasa, índice de área foliar, área foliar específica y rendimiento. Durante el proceso de calibración se utilizó un procedimiento iterativo para optimizar las salidas de crecimiento y desarrollo de los cultivos. Una vez optimizado el modelo agronómico se procedió a evaluar las predicciones relacionadas con el contenido de agua (cm-3 cm-3) por capas y la lámina de agua total (mm) hasta una profundidad de 50 cm. En relación con el contenido de agua se tomaron dos fechas aproximadas de observación y registro, seleccionadas en base al período crítico de cada especie y la lámina de agua total se evaluó durante todo el ciclo de los cultivos. A los efectos de simular la infiltración de agua en el suelo se usaron dos métodos incluidos en modelo: el método en cascada y el método de las diferencias finitas. En general, Cropsyst brindó estimaciones razonables en cuanto a la biomasa, intercepción de radiación y rendimiento. Las predicciones del contenido de agua en el suelo para cada profundidad resultaron poco satisfactorias. Sin embargo, cuando se consideró la lámina de agua a 50 cm. las predicciones fueron más aceptables. Con relación al análisis de sensibilidad, los parámetros evaluados no mostraron cambios significativos en la simulación del agua en el suelo ni en el resto de los indicadores analizados, sugiriendo que mejores ajustes en la predicción del contenido de agua deberían lograrse seleccionando otro tipo de parámetros. La revisión y adaptación de las funciones de pedo-transferencia para estimar los límites máximos y mínimos de almacenaje de agua en el suelo probablemente mejore los resultados obtenidos en este trabajo.

Contenidos de materia orgánica y condición física de un Kandiudult de Misiones bajo diferentes sistemas de preparación del terreno forestal y bosque nativo

Las propiedades físicas de los suelos de ambientes subtropicales húmedos fueron tradicionalmente menos estudiadas que los de zonas templadas. Una característica de los primeros es su menor resiliencia frente a un disturbio. Un aspecto poco explorado es qué sucede con los suelos cuando la selva nativa es reemplazada por una plantación forestal o un ciclo forestal por otro. La forestación es una de las principales actividades económicas de la provincia de Misiones, y la preparación de terreno uno de los momentos de mayor impacto al suelo. En esta tesis se evaluaron sobre un suelo Kandiudult tratamientos que incluyeron: a) conservación de residuos (CRes), b) subsolado (Sub), c) con quema de residuos en escollera (Qsub), d) uso de rastra (Rast), e) con quema de residuos en escollera (Qrast), y f) conservación de residuos sin plantación (Reg Nat). Todos estos contrastados con el bosque nativo (NcP). Se halló que al cuarto año de la plantación, el contenido de materia orgánica (MO) fue significativamente mayor donde se conservaron los residuos, con mayor stock de C (55 Mg.ha-1). Sin embargo este aumento de MO no logró equiparar al suelo bajo BNcP. El contenido hídrico retenido en capacidad de campo varió en similar dirección que la MO. La densidad aparente fue una las propiedades físicas más sensibles a los tratamientos, con valores significativamente más bajos hasta 30 cm de profundidad en suelo bajo Sub (1,36 Mg.m-3). El tratamiento bajo Rast presentó los mayores valores de densidad aparente (1,50 Mg.m-3). Los tratamientos afectados por quema tuvieron valores de densidad aparente más bajos que otros tratamientos (1,42 Mg.m-3). De cualquier manera, puede afirmarse que el manejo forestal causó la densificación de la superficie del suelo, comparando con los menores valores de densidad del suelo bajo BNcP (1,17 Mg.m-3). Los valores de compactación relativa calculados en base a la densidad máxima en ensayos Proctor fueron cercanos al 90 por ciento, lo cual indica la alta compactación de los suelos. La inestabilidad estructural del suelo, medida por el cambio de diámetro medio ponderado de agregados (CDMP), no se vio afectada por el reemplazo de la selva por la plantación forestal, ni por el método de preparación del terreno. La tasa de infiltración no mostró diferencias entre tratamientos, pero si reducciones importantes respecto del bosque nativo (1638 cm.h-1). Como conclusión, y dada la falta de impactos físicos severos sobre los suelos bajo plantación forestal, puede recomendarse la conservación de los residuos sobre la superficie como método de preparación, pues es el único que permite realizar secuestro efectivo de CO en los suelos.

Optimización en el uso de los recursos hídricos y nutricionales por el tabaco Virginia en el departamento de Chicoana (Salta)

El aprovechamiento de los nutrientes y el agua por el tabaco en lotes de pequeños productores de Chicoana (Salta) puede ser optimizado según lo sugieren diagnósticos preliminares. El objetivo de esta tesis fue investigar la dinámica de los nutrientes y el agua con el fin de optimizar el uso de dichos recursos. La dinámica de los nutrientes y el agua se investigó en condiciones de campo mientras que el ajuste de dichos factores para el tabaco se desarrolló en condiciones controladas. Los estudios de campo se realizaron en 13 lotes de pequeños productores los cuales fueron separados en dos grupos AP y BP (alta y baja producción). Antes y durante el cultivo se determinaron en suelo: textura, N-nitratos, N, P y K total y en planta: N, P y K absorbido y materia seca en planta entera, hoja, tallo y raíz del tabaco. En condiciones controladas se aplicó un diseño factorial (n=3) : MO inicial, fertilización según modelo zonal y nivel de riego. A cosecha, se evaluaron MS y N, P y K absorbidos. Los resultados mostraron que la MS, N, P y K absorbido en AP resultaron significativamente superiores a BP. La oferta de nutrientes fue muy superior a la demanda generándose excedentes en el balance de N. Las dosis de K y P aplicadas fueron superiores a las recomendadas aunque no se observaron excedentes en el suelo. El muy bajo nivel de P absorbido pudo deberse al escaso desarrollo radicular. El estudio de la dinámica del agua mostró que la disminución del 30 por ciento de rendimiento pudo relacionarse con el riego deficitario. El estudio en condiciones controladas demostró que los criterios utilizados (modelo generado en la zona y umbrales de humedad) permiten optimizar el uso de los nutrientes y el agua por el tabaco en lotes de pequeños productores de Chicoana.

Factores condicionantes de la evolución estructural de suelos limosos bajo siembra directa : efecto sobre el balance de agua

La evolución estructural de los suelos y su relación con la dinámica del agua son aspectos clave en la sustentabilidad de los agro-ecosistemas. La siembra directa (SD) combinada con la simplificación de secuencias de cultivos, generan la necesidad de estudiar nuevos aspectos de la degradación física de suelos cultivados. El objetivo de esta tesis fue identificar factores condicionantes de la evolución estructural de suelos limosos bajo SD y analizar las consecuencias de la presencia de estructura laminar y otras estructuras asociadas sobre el balance de agua. Se aplicó el método del perfil cultural en distintos sitios de la pampa húmeda norte y se realizaron ensayos de campo (tránsito, cobertura, secuencias) y laboratorio (humedecimiento-secado, intervalo hídrico óptimo) para modelar la evolución de la estructura laminar, identificar sus factores formadores y cuantificar su efecto sobre el funcionamiento hídrico. El desarrollo de estructura laminar está generalizado en la pampa húmeda norte. Su proporción en el perfil está asociada con el número de años bajo SD. El tránsito agrícola y la cobertura superficial no afectaron su evolución. La estructura laminar se forma por fisuración por humedecimiento-secado de una estructura masiva subyacente. La distribución de macroporos de esta estructura y su estabilidad, afectan la microfisuración y la formación de agregados elongados. Las raíces contribuyen con el crecimiento lateral y la exploración de la capa superficial del suelo por impedimento en su profundización cuando la densidad aparente es crítica (mayor a1,44 Mg m-3). La estructura laminar altera el patrón de drenaje y aumenta el escurrimiento superficial en función de su proporción en el perfil del horizonte A. La secuencia de cultivos implementada bajo SD condiciona su formación y en consecuencia el funcionamiento hídrico del suelo. Las ecuaciones generadas permitirán identificar secuencias de cultivos que mejoren la captación de agua para aumentar rendimientos y minimizar riesgos ambientales.

El reemplazo de pastizales anegadizos por plantaciones de álamos con suelos drenados en el Bajo Delta del río Paraná : cambios físicos y biogeoquímicos en el suelo y el ecosistema

En los humedales del Bajo del Paraná, el drenaje de los suelos, endicamiento y forestación constituyen el cambio de uso más característico. A partir del muestreo de suelos y vegetación en parcelas pareadas de pastizales anegadizos y plantaciones forestales que los reemplazaron tras el drenaje de los suelos, se exploraron los cambios en el volumen y contenido de materia orgánica del suelo y el balance del ecosistema de carbono, nitrógeno (N), fósforo (P), potasio, calcio y magnesio. El estrato de suelo orgánico original se redujo y el suelo mineral perdió volumen (-82 por ciento de porosidad en 0-10 cm de profundidad). Contrarrestó parcialmente estos efectos el aumento del contenido de materia orgánica (1,3 Mg C ha(-1) año(-1) favorecidos por el ingreso de raíces de álamos al suelo drenado (hídrico y libre de raíces en los pastizales). Comparadas con los pastizales, las forestaciones acumularon más carbono y nutrientes en la biomasa aérea y menos en broza y raíces. El balance final fue neutro para carbono y nitrógeno y negativo para fósforo (-0,7 Mg ha (-1) principalmente en los estratos profundos de suelo. Para el calcio, potasio y magnesio las ganancias en el suelo profundo, posiblemente asociadas a los cambios en el balance hídrico (mayor consumo freático, menor aporte superficial), determinaron balances positivos. La relación N/P en hojas de pastos y álamos (7 vs. 18) indicó el cambio de condiciones de limitación por nitrógeno a fósforo. En poco más de una década el drenaje, endicamiento y forestación de pastizales anegadizos redistribuyó el almacenamiento de carbono y nitrógeno sin afectar su magnitud, cambió las limitaciones nutricionales, y generó cambios físicos y químicos en los suelos. Estas modificaciones pueden acentuarse en plazos más largos influenciando la productividad y los servicios ecosistémicos de estos humedales.

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

Cambios en el uso de la tierra y el balance de agua en ecosistemas semiáridos : el desmonte selectivo en el Chaco árido analizado a diferentes escalas espaciales

La deforestación a gran escala de los bosques secos de Argentina es un ejemplo de la intensificación del uso de la tierra que está sufriendo el planeta. Aprovechando la aplicación de una técnica de manejo que elimina grandes extensiones de vegetación arbustiva (rolado), este trabajo evaluó cómo los cambios en la estructura de la vegetación afectaron el balance hídrico y la productividad de un bosque seco del centro de la provincia de San Luis, Argentina. Mediante experimentos a campo (escala de parcela) y usando imágenes satelitales (escala de paisaje) se realizaron comparaciones de la dinámica del agua y de la dinámica de la vegetación en sitios pareados de bosque/desmonte. A escala de parcela, la eliminación de los arbustos produjo un aumento en la cobertura de los pastos y en la biomasa radical fina del primer metro de suelo. A lo largo del tiempo, los sitios deforestados presentaron cada vez menores cantidades de sal en los primeros metros del perfil pero también menores cantidades de agua, sugiriendo un lixiviado de sales, que elevó el potencial osmótico y permitió una reducción del potencial mátrico de magnitud similar. A escala de paisaje, el desmonte produjo una caída en la productividad total, acortando la estación de crecimiento hasta 3 meses. El cambio en la proporción leñosas/herbáceas incrementó el albedo (de 0.8 a 0.12) y la temperatura superficial (entre 1.5- 4°C dependiendo de la fecha) y redujo la evapotranspiración en un 30 por ciento. La sabanización de este ecosistema ilustra cómo, al simplificarse las comunidades vegetales, los flujos de agua se pueden modificar al punto de alterar la dinámica de las sales, las que a su vez pueden producir a mediano plazo efectos suficientes sobre la vegetación como para alterar el balance hídrico y llevar el sistema hacia un funcionamiento hidrológico diferente.

Cambios en las reservas de materia orgánica del suelo y sus fracciones granulométricas : efecto de la secuencia de cultivo, del sistema de labranza y de la fertilización nitrogenada

Los cambios producidos en los sistemas de cultivo de la Pampa Ondulada en las últimas décadas fueron masivamente adoptados sin una evaluación previa de su posible impacto sobre las reservas de materia orgánica del suelo (MOS) en el largo plazo. Por este motivo se propuso como objetivos evaluar el efecto de ocho sistemas de cultivo luego de 25 años (25 años de maíz-trigo/soja (M-T/S) bajo siembra directa (SD) y bajo labranza con arado de cincel (LV), 4 años de soja laboreada convencionalmente (LC) + 21 años de trigo/soja (T/S) bajo SD y LV, 8 años de soja LC + 17 años de monocultivo de maíz (M) bajo SD y LV y 8 años de soja LC + 17 años de monocultivo de soja (S) bajo SD y bajo LV) y estimar el impacto de la fertilización nitrogenada bajo SD en las secuencias M-T/S, T/S y M sobre las reservas de carbono (C) y nitrógeno (N) orgánico del suelo y sus fracciones granulométricas, utilizando ensayos de larga duración ubicados en un Argiudol típico. Se adoptó la metodología de fraccionamiento granulométrico para evaluar el efecto de las prácticas de manejo sobre las fracciones de la MOS, luego de su comparación con la de fraccionamiento densimétrico, a pesar de que los resultados mostraron que ambas metodologías midieron aproximadamente la misma cantidad de fracciones lábiles de C y que podrían utilizarse indistintamente. Además, se estudió la evolución del C en cuatro secuencias de cultivo (M-T/S, T/S, M y S) bajo SD y LV desde el inicio de cada secuencia hasta 2004 en los mismos experimentos. Luego de 25 años, solamente las secuencias de cultivo más intensificadas bajo SD (25 años de M-T/S y 4 años de soja bajo LC + 21 años de T/S) presentaron reservas de MOS superiores a las logradas con LV. El efecto de largo plazo de la intensificación de la secuencia de cultivo sobre las reservas de C y N fue más importante que el efecto del sistema de labranza. La fertilización nitrogenada bajo SD no produjo cambios en las reservas de MOS. Las pérdidas de C dependieron de la cantidad de C inicialmente presente en cada secuencia de cultivo, de los aportes diferenciales de C de cada secuencia y de las entradas diferentes de N. Un aporte de 4 Mg C ha-1 año-1 puede mantener las reservas de COS en 41 Mg ha-1 para una masa de suelo de 2500 Mg ha-1.

Operating water balance model for agriculture (OWBA)

p.31-47

Contenidos de materia orgánica y condición física de un Kandiudult de Misiones bajo diferentes sistemas de preparación del terreno forestal y bosque nativo

Las propiedades físicas de los suelos de ambientes subtropicales húmedos fueron tradicionalmente menos estudiadas que los de zonas templadas. Una característica de los primeros es su menor resiliencia frente a un disturbio. Un aspecto poco explorado es qué sucede con los suelos cuando la selva nativa es reemplazada por una plantación forestal o un ciclo forestal por otro. La forestación es una de las principales actividades económicas de la provincia de Misiones, y la preparación de terreno uno de los momentos de mayor impacto al suelo. En esta tesis se evaluaron sobre un suelo Kandiudult tratamientos que incluyeron a)conservación de residuos (CRes), b)subsolado (Sub)c)con quema de residuos en escollera (Qsub), d)uso de rastra (Rast)e)con quema de residuos en escollera (Qrast), y f)conservación de residuos sin plantación (Reg Nat). Todos estos contrastados con el bosque nativo (NcP). Se halló que al cuarto año de la plantación, el contenido de materia orgánica (MO)fue significativamente mayor donde se conservaron los residuos, con mayor stock de C (55 Mg.ha-1). Sin embargo este aumento de MO no logró equiparar al suelo bajo BNcP. El contenido hídrico retenido en capacidad de campo varió en similar dirección que la MO. La densidad aparente fue una las propiedades físicas más sensibles a los tratamientos, con valores significativamente más bajos hasta 30 cm de profundidad en suelo bajo Sub (1,36 Mg.m-3). El tratamiento bajo Rast presentó los mayores valores de densidad aparente (1,50 Mg.m-3). Los tratamientos afectados por quema tuvieron valores de densidad aparente más bajos que otros tratamientos (1,42 Mg.m-3). De cualquier manera, puede afirmarse que el manejo forestal causó la densificación de la superficie del suelo, comparando con los menores valores de densidad del suelo bajo BNcP (1,17 Mg.m-3). Los valores de compactación relativa calculados en base a la densidad máxima en ensayos Proctor fueron cercanos al 90 por ciento, lo cual indica la alta compactación de los suelos. La inestabilidad estructural del suelo, medida por el cambio de diámetro medio ponderado de agregados (CDMP), no se vio afectada por el reemplazo de la selva por la plantación forestal, ni por el método de preparación del terreno. La tasa de infiltración no mostró diferencias entre tratamientos, pero si reducciones importantes respecto del bosque nativo (1638 cm.h-1). Como conclusión, y dada la falta de impactos físicos severos sobre los suelos bajo plantación forestal, puede recomendarse la conservación de los residuos sobre la superficie como método de preparación, pues es el único que permite realizar secuestro efectivo de CO en los suelos.

Cambios en la biodisponibilidad de cromo en un suelo inducidos por la incorporación de materia orgánica

p.145-151

Calibración y aplicación del balance versátil de humedad de suelo en la región semiárida de Córdoba

p.29-40

Crecimiento y partición de materia seca en Senecio madagascariensis Poiret (Compositae)

p.213-225

Validación de un modelo de balance hidrológico versátil para maíz en condiciones de semiáridez

p.125-132

Papas Chips XI : materia seca, peso específico, rendimiento y fijación de aceite, parámetros de calidad

p.145-150