Carbono en suelos pampeanos : efectos de la vegetación y el uso

Numerosos trabajos alrededor del Mundo han demostrado cambios en los contenidos de carbono orgánico por el uso y algunos han reportado cambios en los niveles de carbono de carbonatos. También se ha reportado que la vegetación afecta la distribución vertical del carbono orgánico en el suelo. Sin embargo, el tipo de vegetación está asociado al clima y tipo de suelo y los efectos independientes de estas variables sobre la estratificación del carbono no han sido determinados. El objetivo de esta tesis fue establecer los patrones de variación del carbono orgánico y de carbonato secuestrado en superficie y en profundidad en suelos de la Región Pampeana en función de las condiciones ambientales, de vegetación y de manejo y establecer modelos empíricos predictivos de la capacidad de secuestro de carbono de los agrosistemas. Se muestrearon 82 establecimientos de la Región Pampeana, seleccionando en cada uno 5 situaciones: arboledas, parques, pasturas, suelos agrícolas y bajos. Se muestreó por estratos de 25 cm hasta 1 m de profundidad y se determinó la densidad aparente, pH, conductividad eléctrica, carbono orgánico y de carbonatos. Se ajustaron funciones para describir la acumulación de carbono en el perfil. Los contenidos de carbono orgánico promedio hasta 1 metro fueron: arboledas 131 t ha-1, parques 101 t ha-1, pasturas 90 t ha-1, suelos agrícolas 86 t ha-1 y bajos 70 t ha-1. Las arboledas aumentaron significativamente el contenido de carbono hasta 1 metro respecto de los parques, tomados como tratamiento control, mientras que el uso agrícola redujo el carbono orgánico en el estrato 0-50 cm, y estos efectos fueron encontrados en todos los tipos de suelo No se encontró efecto significativo del uso del suelo sobre el carbono de carbonatos. El modelo potencial fue el que mejor describió la estratificación del carbono orgánico en profundidad y se pudo ajustar en casi todos los sitios adecuadamente (R2 menor a 0,92). El parámetro B de este modelo, que describe la tasa de acumulación del carbono con la profundidad, no difirió entre tratamientos. La vegetación y el uso del suelo no afectaron la distribución vertical del carbono en la Región Pampeana. El parámetro B promedio fue 0,56 y puede ser usado para hacer estimaciones del contenido de carbono en profundidad disponiendo de datos de contenido superficial. Empleando redes neuronales artificiales se generó un modelo predictivo de los niveles de carbono orgánico de los suelos que explica 66 por ciento de la variación.

Biological parameters and glomalin levels as quality indicators in a soil implanted with exotic forest species in Argentine Patagonia

p.83-88

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.

Condición física de los suelos limosos bajo siembre directa : caracterización, génesis y manejo

En el norte de la región pampeana durante los últimos 20 años se produjo un importante reemplazo de los sistemas de labranza convencional (LC)por los de siembra directa (SD). Los impactos sobre el suelo de dicho reemplazo no han sido aún bien identificados, dificultando la adopción de estrategias de manejo adecuadas. El primer objetivo de esta Tesis fue la identificación de indicadores edáficos para monitorear la calidad de los suelos. Los suelos agrícolas (LC y SD)presentaron 23 por ciento menos de contenido de carbono orgánico y mayor densidad aparente y compactación relativa que los cuasi-prístinos. En relación a LC, la SD disminuyó la inestabilidad estructural pero aumentó en 0,77 MPa la resistencia a la penetración en los primeros centímetros. La tasa de infiltración (TI)fue similar en SD que en LC en suelos francos, pero en los suelos franco limosos y franco arcillo limosos SD presentó menores valores, estando asociados a la presencia de estructuras laminares. El segundo objetivo fue identificar los factores que se relacionan con la presencia de estas estructuras. Su frecuencia fue mayor en zonas de mayor tránsito (cabeceras de lote)y fue menor luego del doble cultivo trigo/soja de segunda. En 12 ensayos de campo y tres campañas agrícolas, se halló que la descompactación mecánica mejoró la calidad física de los suelos manejados con SD e incrementó en promedio 6,2 por ciento los rendimientos de maíz. La perdurabilidad de la descompactación no llegó al año, debido a la recompactación del suelo durante la cosecha del maíz. A partir de variables de fácil determinación (carbono orgánico, contenido de arena y sistema de manejo), se ajustaron ecuaciones de edafotransferencia para estimar la densidad máxima de los suelos y el contenido hídrico crítico. Argentina es el segundo país del mundo con mayor superficie en SD. Ello genera un escenario estratégico para el estudio y evaluación del efecto de este sistema de manejo sobre la evolución de la calidad de los suelos, detectando potenciales problemáticas. La presente tesis aporta información novedosa sobre el impacto de la SD en la calidad física de los suelos y, en especial, demuestra la interacción entre la textura de los suelos y el comportamiento de la infiltración en SD. Este comportamiento se asocia a la conformación de una estructura laminar desfavorable. Su conformación estaría relacionada tanto con factores naturales como antrópicos (tránsito de maquinaria). A partir de los resultados de esta Tesis, se recomienda monitorear la calidad física de los suelos controlando periódicamente su tasa de infiltración y su resistencia a la penetración evitando las generalizaciones acerca de una evolución favorable de la calidad del suelo tan solo por presentar una alta estratificación del componente orgánico. La calidad física mejora cuando el manejo con SD se combina con presencia de raíces vivas y tránsito agrícola controlado.

Variaciones temporales en las determinaciones de Ca, Mg y K intercambiables

p.317-323

Remediación biótica y abiótica de un suelo contaminado con cobre, cinc y cromo : monitoreo biológico

El suelo, al ser uno de los sistemas clave para el desarrollo de las sociedades, puede resultar contaminado antrópicamente con metales pesados (MP), amenazando su funcionalidad. En función a la creciente preocupación que esto significa, en esta tesis se planteó, de modo general, evaluar el efecto remediador que presentan ciertas enmiendas orgánicas e inorgánicas, así como especies del género Sesbania en las propiedades químicas y biológicas de un suelo contaminado con Cu, Zn, y Cr. De todos los ensayos realizados en el transcurso de la misma, se pudo observar que cada MP interaccionó de manera diferente con los componentes del suelo, que además esa interacción con la matriz del suelo se vió influenciada por la presencia simultánea de otros metales. Asimismo, tanto la movilidad, como la disponibilidad de los mismos se vio afectada por la implementación de estrategias de remediación. También, la fitorremediación asistida, que incluye la combinación de estrategias in situ, resultó ser una alternativa interesante no solo para inmobilizar los metales en el suelo, sino para obtener sinergias que recuperen la calidad biológica, química y física del suelo. Se concluye que el uso combinado de enmiendas y especies vegetales nativas, es una estrategia práctica aceptable desde el punto de vista económico y ecológico, y que permite le recuperación de la calidad del suelo

Relaciones suelo planta de crisantemos (Dendranthema grandiflora) en maceta

p.365-372

Medición de la capacidad de nitrificación mediante la técnica de incubaciones in situ en suelos cultivados con maíz

p.101-114

La percepción de la calidad del suelo por parte de los productores en una prueba piloto en el área pampeana

p.97-106

Evaluación de plásticos para invernaderos

p.83-89

Tolerancia a la inundación de especies gramíneas forrajeras megatérmicas : bases ecofisiológicas relacionadas con su instalación y producción

La inundación es un factor importante que afecta la implantación y producción de especies forrajeras en ecosistemas de pastizales anegables. Chloris gayana K. y Panicum coloratum L. son dos gramíneas tropicales cuyo uso como forrajera en ambientes templados se ha incrementado recientemente. En esta tesis se realizaron dos experimentos para evaluar la tolerancia de estas especies a eventos de inundación en los estadíos de plántula (implantación, Exp. 1)y de planta adulta (producción, Exp. 2). En el primer experimento plántulas de dos semanas de ambas especies fueron sometidas a tratamientos i)control, ii)sumersión parcial (SP)y iii)sumersión completa (SC)por 14 días, seguidos de un período de recuperación de 12 días. Ambas especies presentaron aerénquima constitutivo en sus raíces, que aumentó considerablemente bajo tratamientos de sumersión. La altura de plántulas sólo difirió de los controles en SC: C. gayana aumentó su altura rápidamente emergiendo del agua mientras P. coloratum no creció, manteniéndose siempre bajo el agua. La respuesta de "escape. exhibida por C. gayana se asoció a una asignación preferencial de biomasa hacia la parte aérea y un marcado alargamiento de las láminas foliares. P. coloratum no mostró cambios en la asignación de biomasa y sus hojas fueron más pequeñas. La biomasa final de C. gayana fue similar bajo SP y SC; mientras que P. coloratum redujo notablemente la biomasa bajo SC incluso al final del experimento, indicando que los daños provocados fueron persistentes. Así, C. gayana parece ser más prometedora para su implantación en pastizales propensos a inundaciones de mayor intensidad. En el segundo experimento se evaluó tolerancia a inundación de plantas adultas en diferentes momentos del ciclo de crecimiento (inundación invernal durante el reposo vegetativo vs. inundación primaveral durante el rebrote). Plantas de 10 meses (mayor a 30 cm altura)fueron sujetas a tratamientos (i)control (ii)inundación invernal por 50 días durante el reposo vegetativo (I), (iii)inundación primaveral por 20 días durante el rebrote (P)y (iv)inundación continua por 70 días (I+P). Luego, se dejaron crecer las plantas por 30 días para evaluar su recuperación. La inundación durante el invierno provocó una reducción del 43-57 por ciento en la biomasa aérea y radical de C. gayana; mientras que P. coloratum no fue afectado. C. gayana mostró una leve mejor tolerancia a la inundación primaveral en comparación a P. coloratum mientras que cuando fue inundada en ambos períodos se detectaron efectos aditivos depresores sobre su biomasa, efecto que en P. coloratum no fue registrado. Al final del período de recuperación las plantas de ambas especies lograron recuperarse completamente, alcanzando una biomasa equivalente a los controles independientemente del tratamiento previo de inundación. Estos resultados sugieren que ambas especies son tolerantes a la inundación en fase adulta, con un compromiso en la reducción de biomasa que no supera el 30 por ciento. Se concluye que ambas especies resultan promisorias para su introducción en los pastizales anegables de la Pampa Deprimida, destacándose C. gayana para sitios donde la intensidad de inundación puede comprometer la sumersión completa en las primeras fases del establecimiento de las plantas.

Rehabilitación de suelos salino - sódicos : evaluación de enmiendas y de especies forrajeras

La salinización de los suelos es uno de los problemas más graves de degradación en el mundo. En la Argentina hay aproximadamente 85.000.000 ha afectadas por exceso de sales y sodio. La generación de productos orgánicos como residuo de procesos industriales es vista con interés para la recuperación de suelos salino-sódicos. Por otra parte, en producciones extensivas se generan productos orgánicos con potencial de bioremediación como los biosólidos de Feedlot (BF)y los Efluentes de Tambo (BT). El objetivo de esta tesis fue investigar posibles estrategias de rehabilitación de suelos salino-sódicos, a través de la evaluación de la aplicación de enmiendas biológicas (Biosólidos de feedlot y Efluentes de tambo)y químicas (Yeso)con el fin de modificar las propiedades químicas de suelos Natracuoles y mejorar la productividad primaria de gramíneas forrajeras perennes. Para esto, se llevaron a cabo dos ensayos, uno bajo condiciones de invernáculo y otro a campo. En los dos ensayos los tratamientos fueron: testigo (T), aplicación de 8 t de materia seca (MS)ha-1 de BT, aplicación de 8 t MS ha-1 de BF y aplicación de 12 t ha-1 de Y. En invernáculo se evaluó la respuesta en biomasa aérea y radical de Thinopyrum ponticum (agropiro alargado). En el ensayo de campo se evaluó el comportamiento de las enmiendas sobre las propiedades químicas del suelo, utilizándose cobertura vegetal de cebada (Hordeum vulgare L.)y sorgo para silaje (Sorghum sudanense). En invernáculo se comprobó que los BT, los BF y el Y incrementaron la MS aérea y radical de T. ponticum. En el ensayo a campo, se comprobó que los BT, los BF y el Y, no tuvieron efecto alguno sobre las propiedades químicas del suelo. La variabilidad observada en la materia seca (MS)de S. sudanense se explicó en un 49 por ciento por el Porcentaje de Sodio Intercambiable (PSI)del suelo y la profundidad del horizonte A. Se concluye que los BT, los BF y el Y incrementaron la MS aérea y radical de agropiro bajo condiciones de invernáculo, pero a campo, no fueron efectivos en la remediación de la salinidad y la sodicidad del suelo debido a la elevada variabilidad edáfica y a la sequía ocurrida durante el período experimental, condiciones que impidieron la lixiviación de sodio intercambiado por calcio y el exceso de sales solubles, y la consecuente remediación. La falta de respuesta observada a campo fue atribuida, además a la decobertura superficial del suelo por la labranza, particularmente en suelos con delgado horizonte A

Eficiencia agronómica de fósforo : efecto de fuentes líquidas y sólidas en suelos con presencia de calcáreo de Entre Ríos

La respuesta a la fertilización fosfatada es generalizada en la región pampeana argentina. Los fertilizantes, al ser aplicados al suelo, se disuelven y reaccionan con constituyentes del suelo y con compuestos del fertilizante, dando fosfatos menos solubles. Las fuentes de P utilizadas también determinan las reacciones producidas, lo que podría influir en la disponibilidad de P para las plantas. En Entre Ríos existen sectores dentro de los lotes donde el pH es alcalino y la presencia de carbonato de calcio es importante, pudiendo afectar la disponibilidad de P, tanto en suelos del orden Molisol como Vertisol. Para evaluar el efecto de distintas fuentes de P se realizaron ensayos de campo, invernadero y laboratorio; incluyendo análisis de suelos y mediciones en el cultivo de trigo. En el suelo Vertisol (con alrededor de 10 por ciento de carbonato de calcio)el P extraído con extractantes suaves (P Bray I y Pmia)fue menor con una fuente de reacción alcalina (fosfato di amónico - FDA), correspondiéndose con mayor cantidad de P unido al calcio. En el suelo Molisol (con 3 por ciento de carbonato)las diferencias inducidas por fuentes no fueron significativas al evaluar los valores de Bray I y Mehlich III frente al agregado de P. Sin embargo, al igual que en el suelo Vertisol, el Pmia fue mayor cuando se utilizaron las fuentes súper fosfato triple (SFT)y polifosfato de amonio (PFA)frente a FDA, y esta última presentó mayor P unido al Ca. Para ambos suelos, no se observaron ventajas en el crecimiento, rendimiento y eficiencia agronómica del cultivo de trigo por el uso de alguna fuente en particular; pero el P absorbido por el cultivo, la concentración de P en tejido y la eficiencia de recuperación del P del fertilizante fue mayor cuando se agregó P con las fuentes SFT y PFA. Estos resultados sugieren que la reacción que produce el fertilizante al disolverse en el suelo con alta presencia de carbonato de calcio libre es la que condiciona la cantidad de P que queda en la solución del suelo.

Deficiencias de fósforo y potasio en maíz : efectos sobre el área foliar, crecimiento y absorción de nutrientes

El manejo agronómico del fósforo (P) y del potasio (K) guarda similitudes, en gran medida por su baja movilidad en el suelo. Hay pocos estudios que aborden los procesos que se ven afectados en el cultivo de maíz (Zea mays L.) en situaciones de deficiencias de P, K o de ambos en conjunto. Para determinar los efectos de las deficiencias de estos nutrientes, se establecieron dos ensayos en cultivos de maíz en condiciones de campo, en estaciones de crecimiento consecutivas (2011-2012 y 2012-201393). Los tratamientos consistieron en combinaciones de distintos niveles de fertilización fosfórica y potásica. De manera contraria a lo hipotetizado, la deficiencia de P disminuyó el crecimiento temprano en el ciclo del cultivo, mientras que la deficiencia de K redujo el crecimiento hacia fines del ciclo. La deficiencia de P disminuyó la expansión foliar, con pocos efectos sobre la senescencia. Por el contrario, las deficiencias de K afectaron la senescencia marcadamente, con un menor efecto sobre la expansión foliar. Las deficiencias de P disminuyeron tanto la fracción de la radiación fotosintéticamente activa interceptada (FPAR) como la eficiencia en el uso de la radiación (EUR). En cambio las deficiencias de potasio solo afectaron la FPAR. El índice de cosecha no fue afectado por las deficiencias de P y K. Las deficiencias de P disminuyeron el número de granos en mayor magnitud que el peso de los mismos, mientras que las deficiencias de K afectaron de manera similar ambos co mponentes. Las deficiencias de P no modificaron las relaciones estequiométricas con K o su curva de dilución, y viceversa. Las deficiencias de P cambiaron la curva de dilución de nitrógeno, provocando disminuciones en la concentración de nitrógeno a la misma biomasa aérea total. La interacción entre los efectos de P y de K, sobre el rendimiento y otras variables, fue sinérgica, ya que la respuesta a la adición combinada de los dos nutrientes fue mayor que la suma de las respuestas individuales.

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.