Mecanismos de tolerancia a sequía y sus efectos sobre la habilidad competitiva de pastos de la estepa patagónica

En zonas áridas y semiáridas, las estrategias evolutivas de uso del agua determinan la posibilidad de coexistencia, entre especies vegetales. El objetivo propuesto de evaluar si existen diferencias en los niveles de tolerancia a sequía entre pastos que coexisten en un sistema semiárido patagónico, y si dichas diferencias determinan su capacidad de competir por el agua y el resultado de esa competencia a largo plazo. Se estudiaron 4 especies de pastos: Bromus pictus, Poa ligularis, Pappostipa speciosa y Festuca pallescens. En dos experimentos controlados P. speciosa fue la especie más tolerante (menor efecto de la sequía sobre la biomasa), la menos plástica y la de menor crecimiento potencial. En el otro extremo, B. pictus fue la menos tolerante, más plástica y con mayor crecimiento potencial. P. ligularis junto con F. pallescens, esta última proveniente de un ambiente con mayor productividad, resultaron ser especies de plasticidad y crecimiento potencial intermedios. En un experimento de dos años de duración en el campo, la especie menos tolerante (B. pictus) mostró menor habilidad competitiva que la más tolerante (P. speciosa) solamente cuando la disponobilidad de agua era baja y su competidora era de mayor tamaño. Mediante modelos de Markov, basados en mapas sucesivos de vegetación, de parcelas permamentes clausuradas al pastoreo, se observó para una ventana temporal de 7 años que la especie más representada en la comunidad climáxica no era ni la más tolerante ni la de mayor crecimiento potencial. Las especies mostraron diferencias claras de dinámica: la menos frecuente (B. pictus) persiste gracias a su permanencia en cada sitio ocupado; la más frecuente (P. ligularis), en cambio, mediante una elevada movilidad (colonizando suelo desnudo y reemplazando a vecinas), mientras que P. speciosa, de frecuencia intermedia, presentó una combinación entre permanencia y movilidad. Estos pastos mostraron diferencias funcionales en el uso del agua, señalando al gremio de los pastos perennes patagónicos como un grupo más heterogéneo de lo que pensaba. Las diferencias en el uso del agua implicarían una diferenciación funcional de los nichos de las especies posibilitando su coexistencia.

Crecimiento compensatorio en juveniles de la langosta de agua dulce pinzas rojas Cherax quadricarinatus (Decapoda, Parastacidae) y sus aplicaciones al cultivo

Un adecuado manejo alimenticio es determinante en el éxito en la acuicultura, dado que el consumo de alimentos influye directamente en el crecimiento y en la conversión alimenticia de los organismos. En una producción semi-intensiva e intensiva, los costos de alimentación representan hasta el 80 por ciento del total y por esta razón un manejo alimenticio alternativo al habitualmente empleado (alimentación diaria) puede ser una estrategia viable para reducir dichos costos. Explorar el crecimiento compensatorio en los organismos después de una reducción en la cantidad de alimento suministrado es una herramienta que puede ser utilizada para dicho fin. Los juveniles tempranos de la langosta de agua dulce Cherax quadricarinatus presentaron la capacidad de compensar tanto un moderado como prolongado periodo de restricción alimenticia (alimentación intermitente)y los mecanismos involucrados fueron la hiperfagia y la mayor conversión alimenticia. La recuperación del crecimiento fue total o parcial, dependiendo de la extensión del periodo de alimentación diaria post-restricción (periodo de recuperación). La aplicación de un período de recuperación fue imprescindible para inducir la capacidad compensatoria en esta especie. De los factores que modulan el crecimiento compensatorio, se observó que las dietas altamente proteicas no afectan dicha capacidad, así como las tres temperaturas ensayadas (inferior a la óptima, óptima y superior a la óptima, para el crecimiento de la especie). La talla tampoco afectó dicha capacidad, pero, influye en la severidad de la respuesta del periodo restricción y consecuentemente en el tiempo de recuperación. La restricción no causó severas alteraciones en la estructura, composición bioquímica y actividad de las enzimas digestivas de la glándula digestiva, lo que refleja que estos juveniles no presentarían deficiencias nutricionales. La alta supervivencia observada en los juveniles que compensan es otro indicador de que tanto la restricción alimenticia como la propia compensación no causan posteriores daños en el organismos.

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.

Conocimientos y criterios para la evaluación de la calidad y concentración energética de los forrajes ensilados

El valor energético de los alimentos se determina mediante experimentos con animales pero que consumen gran cantidad de recursos económicos y humanos. La evaluación energética en la práctica rutinaria de laboratorio depende de la existencia de métodos de estimación basadas sobre parámetros químicos o valores de digestibilidad in vitro capaces de predecir adecuadamente la digestibilidad in vivo. El objetivo general fue generar conocimientos y criterios que mejoren la evaluación de la calidad de los forrajes ensilados y contribuir al desarrollo de ecuaciones de predicción de la digestibilidad de la materia seca (DMS) y de la energía metabolizable (EM) de los forrajes ensilados, utilizando como método de referencia a la digestibilidad obtenida in vivo con ovinos. Las fracciones analíticas como (a) FDN(mo), LIG/FDA y almidón resultaron fundamentales para el desarrollo de las ecuaciones pero otras variables derivadas de la PG fueron necesarias para reducir la magnitud de los errores de la predicción. Las tasas de PG y los tiempos en que éstas ocurrieron fueron de mayor utilidad que las PGA (i.e. Tmax, µ50 y T50). Los parámetros de la cinética de PG de los residuos insolubles en agua y detergente neutro (i.e. RIA y RIDN) permitieron mejorar la precisión de la predicción de DMS y EM reduciendo los errores de los modelos hasta 21.3 g/kg MS y 0.10 Mcal/kg MS, respectivamente (i.e DMS=450 + 10.8*RIA(Tmax) + o.6*(Lig/FDA), R²(aj) =0.94; EM=2.97 - 0.022*RIA(T50 - 0.007*(FDA) + 0.008*(Lig/FDA), R²(aj) =0.89). Las ecuaciones para predecir DFDN presentaron pobres niveles de ajuste (i.e. RDS mayora 40 g/kg FDN). Sería necesario continuar explorando las razones de la variabilidad en los resultados obtenidos. La aplicación de las ecuaciones propuestas requiere la utilización de las fracciones analíticas en base seca corregida por liofilización así como la incubación de los ensilajes en fresco pero molidos con hielo seco.

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.

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

Variabilidad espacial de la co-limitación de agua y nitrógeno, efecto sobre la eficiencia de uso de agua y nitrógeno en maíz

El rendimiento en grano del cultivo de maíz (Zea mays L.) se encuentra principalmente limitado por agua y nitrógeno (N), presentando la oferta de ambos recursos una importante variabilidad espacial y temporal. Debido a esto, sería esperable la existencia de colimitaciones de agua y N (CAN) que generarían variaciones intra-lote en la eficiencia de uso de agua (EUA) y del N (EUN). El objetivo de esta tesis fue evaluar el efecto de la variabilidad espacial y temporal de la co-limitación de agua y N sobre la EUA y EUN en el cultivo de maíz en lotes de producción en dos campañas agrícolas consecutivas. Se realizaron ensayos de fertilización nitrogenada por zonas de manejo (ZM) para evaluar la variabilidad espacial en dos lotes de producción (Lote 1 en campaña 2011/12 y Lote 2 en campaña 2012/13) y simulaciones de largo plazo para estudiar la variabilidad temporal de la CAN y su efecto sobre la EUA y la EUN. La EUA y EUN se asociaron estrechamente con la CAN, aunque la EUA resultó más sensible a los cambios en la CAN. Sin embargo, la relación entre la EUA y EUN con la CAN, difirió entre los Lotes evaluados. En el Lote 1 el aumento de la CAN generó aumentos en EUN y disminuciones en EUA, mientras que en el Lote 2 ocurrió lo opuesto. Los niveles de CAN variaron espacial y temporalmente, y se incrementaron con el aumento de la dosis de N. De acuerdo con esto, la CAN puede manejarse a través de la fertilización, sin embargo la dosis a la cual se obtiene la máxima co-limitación varió de acuerdo al lote considerado y a la ZM. La relación encontrada entre EUA y CAN resultó más estable en el tiempo que la relación entre la EUN y la CAN, esta relación podría utilizarse para realizar prescripciones de N por ZM de acuerdo con la disponibilidad de agua al inicio el cultivo.

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.

Métodos de determinación de parámetros que estiman la disponibilidad de agua-aire en sustratos para plantas y su relación con la respuesta vegetal

Las propiedades físicas e hidráulicas de los sustratos para plantas son las más importantes en relación con la disponibilidad de agua-aire para las raíces. En la Argentina el estudio de sustratos es incipiente y la definición de un protocolo nacional específico es de fundamental importancia para el desarrollo del sector. Como forma de contribución, se propuso como uno de los objetivos, comparar evaluativamente 10 métodos de referencia internacional, para distintos parámetros, sobre perlita (P), 2 turbas (T) y tierra mejorada. Los valores obtenidos resultaron función del método y del sustrato estudiado y no se pudo establecer una equivalencia, en la mayoría de los casos. El método EN13041 resultó el recomendado para una caracterización física completa en el rango 0-100 hPa, mientras que el método utilizando el 'porómetro' diseñado por la NCSU (North Carolina State University) se recomienda para las propiedades físicas en valores próximos a 0-10 hPa. En una segunda parte fueron comparadas las curvas de retención de agua (CR), según 4 métodos de laboratorio en 2 sustratos (80 por ciento P+20 por ciento T; 20 por ciento P+80 por ciento T) con valores in situ en un cultivo de Primula polyantha bajo cubierta. Se midieron potencial agua en hoja y conductancia estomática como forma de evaluar los resultados de los 4 métodos y la modelización de conductividad hidráulica no saturada, en base a los cuales, se diseñaron 4 tratamientos de riego para cada sustrato. No se encontraron diferencias significativas en la respuesta hídrica de las plantas, por lo que se puede decir que los 4 métodos son apropiados de igual forma para el manejo del riego. Cuando se las sometió a tratamiento de sequía se observó una tolerancia diferencial en los individuos, presentando las plantas tolerantes mayor contenido hídrico que las sensibles. Las CR in situ presentaron mayor contenido hídrico que las CR de laboratorio, asociados con la compactación del sustrato y evidenciando el efecto de las raíces. La CR según EN13041 en 20 P+80 T, fue la más cercana a las mediciones in situ, útil para una interpretación agronómica

Operating water balance model for agriculture (OWBA)

p.31-47

Los excesos de agua edáfica y su relación con el ENSO en la región Pampeana

p.161-167

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

p.1-12

Disponibilidad de agua para los cultivos en la región oriental de la Argentina en el período 1961 - 2000

p.169-180

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