Modelos explicativos y predictivos de la productividad, disponibilidad y calidad de forraje basados en sensores remotos

La productividad primaria neta aérea (PPNA) y la biomasa y la calidad forrajeras son clave en los sistemas pastoriles. Dada su variación espacial y temporal, contar con descripciones de dicha variación y con herramientas de monitorización facilita y perfecciona su manejo. Los sensores remotos permiten estimar frecuente y detalladamente la PPNA pero no la biomasa y la calidad. El objetivo de esta tesis es mejorar el conocimiento sobre la PPNA y las posibilidades de monitorización de los recursos forrajeros en general y los de la Pampa Deprimida en particular. Primero, se presentan patrones de variación de la PPNA de los principales recursos forrajeros y modelos de prospección de la PPNA primaveral para distintas unidades de vegetación. Segundo, se presentan modelos de estimación de la biomasa y calidad forrajera basados en sensores remotos y generados mediante ensayos en condiciones controladas y a campo. La variación espacial de la PPNA fue explicada por la precipitación a escala regional, los suelos a escala subregional y los suelos y el pastoreo a escala local. Entre recursos, las pasturas de loma tuvieron mayor PPNA que los pastizales de bajo; dicha diferencia aumentó con la precipitación media. Entre escalas, la variación espacial fue mayor a escala regional y la temporal fue mayor a escala local. La PPNA primaveral se relacionó con variables ambientales de meses previos diferentes según los pastizales estuvieran dominados por especies invernales o estivales, y según las pasturas fueran de suelos profundos o someros. Las estimaciones de la biomasa y calidad forrajera fueron satisfactorias en general, aunque imprecisas bajo ciertas condiciones experimentales como sequía, fertilización, y presencia de biomasa senescente, que requirieron modelos específicos. La estimación de la biomasa total a campo mediante un modelo basado en estimaciones independientes de la biomasa fotosintética y la no fotosintética resultó precisa a lo largo de un año. Los resultados aportan información acerca de los controles ambientales de la PPNA en pastizales subhúmedos y representan un avance en la estimación de la biomasa y calidad forrajera mediante sensores remotos

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

Productividad del cultivo de soja bajo diferentes ambientes semiáridos pampeanos

La región subhúmeda pampeana presenta una gran heterogeneidad en sus ambientes productivos, que se caracterizan por sus limitaciones en cuanto a la disponibilidad de agua para los cultivos y a su vez, por grandes diferencias en la capacidad de retención de este recurso de los suelos. Los objetivos del presente trabajo fueron estudiar el efecto del ambiente sobre la productividad de la soja (Glycine max (L.) Merrill) en el este de La Pampa y evaluar la eficiencia en el uso del agua (EUA) y el uso consuntivo para cada ambiente. Las evaluaciones fueron llevadas a cabo en suelos Ustisamentes Típicos (Loma) y Haplustoles Énticos (Bajo) ubicados en el establecimiento "Loma Arisca", aledaño a la localidad de Intendente Alvear (La Pampa). Los rendimientos variaron de forma significativa (p menor a 0.05) entre ambientes siendo 3.948 kg/ha para el bajo y 1.275 kg/ha para la loma. La EUA también difirió significativamente entre ambientes (p menor a 0.05) observándose valores de de 6.8 Kg/ha/mm para el bajo y 2.3 kg/ha/mm para la loma. En esta región subhúmeda, el rendimiento de la soja fue afectado positivamente por el ambiente bajo y las diferencias en productividad entre ambientes estuvieron asociadas a la disponibilidad inicial de agua.

La lixiviación de nitratos en la Región Pampeana : análisis de procesos y factores determinantes

La fertilización nitrogenada es esencial para satisfacer la demanda global de alimentos, pero es uno de los principales causantes de contaminación de acuíferos subterráneos con nitratos a nivel mundial y nacional. El objetivo de esta tesis fue determinar los principales factores condicionantes de la distribución y lixiviación de nitratos en suelos de la Pampa Ondulada y analizar los destinos del nitrógeno (N) de los fertilizantes. Se determinó a campo el contenido de nitratos en suelos en diferentes situaciones productivas y se realizaron experimentos a campo e invernáculo con fertilizantes marcados isotópicamente (15N) para evaluar los destinos del mismo. Se utilizó el modelo NLEAP para simular la acumulación y lixiviación de nitratos en diferentes suelos. La precipitación pluvial fue el principal factor que determinó la lixiviación de nitratos en maíz, regulando la absorción de N por el cultivo y su desplazamiento vertical. La dinámica de los nitratos presentó pulsos de acumulación en el perfil o salida del mismo, cuando las precipitaciones fueron escasas o elevadas, respectivamente. La materia orgánica del suelo fue el principal destino del fertilizante ante un estrés hídrico en maíz, seguido por su acumulación en las plantas. Lo inverso ocurrió cuando no existió estrés hídrico. El N lixiviado, derivado del fertilizante aplicado en una determinada campaña agrícola fue mínimo, en relación a las pérdidas del N de fuentes preexistente en el suelo. Los Argiudoles (texturas más finas) fueron más susceptibles a sufrir pérdidas por lixiviación que los Hapludoles (texturas más gruesas). De acuerdo con el modelo utilizado, el período crítico para la ocurrencia de lixiviación de nitratos fue entre dos cultivos de verano. La inclusión de un cultivo de cobertura en dicho período redujo las pérdidas por lixiviación, incrementando la disponibilidad de N para un cultivo posterior. La retención del N del fertilizante en los residuos del cultivo de cobertura y en la materia orgánica del suelo podría atenuar la lixiviación de nitratos sólo en un corto plazo. El modelo de simulación utilizado fue apto para estimar situaciones de pérdidas de N, cuando las dosis de fertilización fueron las normales en la región.

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.

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

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

Effect of agricultural management and weeds on feeding groups of nematode in Soybean

p.71-81

Satisfaction water index as corn yield estimate

p.1-16

Variability in water and nitrogen availability at plot scale and its effect on Maize (Zea Mays L.) production

p.21-30

Sequía e inundación en la hiperllanura pampeana : una mirada desde el lote al municipio

p.71-77

Recomendaciones de fertilización en maíz según la forma algebraica del modelo predictivo empleado

p.155-164

Variación fenotípica del comportamiento vegetativo, reproductivo y germinativo de poblaciones de Paspalum dilatatum Poir

Paspalum dilatatum Poir.(pasto miel.), es una gramínea forrajera nativa de producción estivo-otonal, que se halla en la pampa deprimida integrando comunidades de loma, media loma o bajo, sujetas periodicamente a inundaciones y sequias, o pastoreo continuo. Con el objetivo de analizar los componentes de la variación se realizaron estudios recíprocos, simulando ambientes de inundación, capacidad de campo (capacidad de campo) y sequía en semillas y plantas provenientes de poblaciones de loma (A) y bajo (C). Se analizó el comportamiento germinativo de las semillas cosechadas de los mencionados tratamientos, con y sin pretratamiento con agua a 4ºC e igual concentración salina que el agua de inundación de la región. Se hallaron diferencias significativas, al analizar todos los factores se destaca el comportamiento contrastante entre poblaciones cuando las semillas fueron pretratadas y procedieron de ambientes con sequía. Adicionalmente se halló que el pretratamiento permitió observar diferencias entre las poblaciones que sin el pretratamiento no se manifestaron. Se evaluaron las diferencias en crecimiento vegetativo y reproductivo para cada una de las poblaciones en los tratamientos inundación, capacidad de campo y sequía. En esfuerzo reproductivo, se observa que las plantas de loma, en el tratamiento de capacidad de campo producen la mayor cantidad de semillas/unidad de biomasa total producida, respecto de las plantas provenientes de la población de bajo. Estas, no presentan diferenciación en cuanto a los ambientes inundación y capacidad de campo. Las diferencias halladas en comportamiento vegetativo, tanto para la biomasa aérea como para la relación T/R, entre otros, indicarian la existencia de ecotipos de altos y ecotipos de bajos de la misma especie resultado de presiones selectivas diferentes en altos y bajos.

Deficiencia de agua en el suelo crítica para el rendimiento del trigo en la región pampeana argentina

p.1-12

Respuesta de los rendimientos de trigo y maíz a la variación del almacenaje de agua en el suelo en la Región Pampeana

p.177-183

Sequía e inundación en la hiperllanura pampeana : una mirada desde el lote al municipio

p.71-77