Estudio de una estrategia alternativa de ingeniería genética para incrementar la fijación biológica de nitrógeno atmosférico

Para satisfacer los altos rendimientos que impulsan la agricultura moderna la aplicación de fertilizantes nitrogenados ha sido fundamental. Dado que la base de la producción industrial de los fertilizantes químicos esta basado en el uso de combustibles fósiles, estos, actualmente, incrementan el costo económico debido a la disminución constante de las reservas de petróleo. Además, dada la baja eficiencia en el uso del fertilizante aplicado por parte de las plantas y el alto impacto ambiental debido a la emisión de óxido nitroso, resulta necesario emprender la búsqueda de nuevas estrategias para aumentar la concentración del nitrógeno fijado. Una de las propuestas para disminuir la aplicación de fertilizantes es el uso de microorganismos fijadores de nitrógeno; que ya son ampliamente utilizados en leguminosas por su capacidad de establecer asociaciones simbióticas; las cuales, lamentablemente, aún no han sido encontradas entre los principales cultivos de cereales. El objetivo del presente trabajo es la producción de una técnica de ingeniería genética que permita obtener bacterias fijadoras de nitrógeno recombinantes capaces de asociarse a distintos cultivos vegetales incrementando la productividad de los mismos. Para ello, los genes que sintetizan la nitrogenasa (nif), que están co-localizados en una isla genómica, en Pseudomonas stutzeri A1501 se transfirieron, vía el cósmido recombinante X940, a un promotor del crecimiento vegetal, Pseudomonas protegens Pf-5. La bacteria recombinante obtenida, P. protegens Pf-5 X940, fue capaz de crecer en medios de cultivo deficientes en nitrógeno o con el agregado de amonio; mostró una alta actividad nitrogenasa, liberando al medio de cultivo cantidades significativas de amonio y presentó expresión de los genes nif, sugiriendo que el proceso de fijación, en esta bacteria, es constitutivo. Las inoculaciones de especies vegetales (arabidopsis, alfalfa, festuca alta y maíz) con Pf-5 X940 aumentaron la concentración de amonio en el suelo y la productividad de las plantas en condiciones deficientes de nitrógeno. Estos resultados inician un nuevo camino hacia la producción efectiva de inoculantes recombinantes para la fijación de nitrógeno en un amplio rango de cultivos

Riesgo de pérdida de nitratos por lixiviación en fertilizaciones nitrogenadas según manejo uniforme y sitio-específico del cultivo de maíz (Zea mays L.)

Cuando los suelos presentan variabilidad edáfica pronunciada a escala de lote y se fertiliza en forma uniforme en base a una dosis promedio de nitrógeno (N), existirán sectores sub-fertilizados y otros sobre-fertilizados que se asocian a un alto riesgo de pérdidas de N por lixiviación. El manejo sitio-específico (MSE) de la fertilización nitrogenada se sustenta en la capacidad de reconocer zonas de manejo para adecuar la aplicación de N a cada unidad reconocida. El objetivo general de esta Tesis fue evaluar la eficacia del MSE en minimizar el contenido de N residual y potencialmente lixiviable, y mejorar la eficiencia en el uso del N del maíz según zonas de manejo. Se determinó el contenido de agua y nitratos del suelo (2-3 m) en tratamientos de fertilización nitrogenada según manejo uniforme (MU) y MSE, previo a la fertilización y a poscosecha del maíz, durante dos años experimentales. La lixiviación de N fue estimada con el modelo NLEAP (Nitrate Leaching and Economic Analysis Package) mediante experimentos de simulación bajo distintos escenarios climáticos. Se observó una reducción del 32 por ciento del N residual en zonas de baja productividad de maíz con MSE de N, respecto del MU, únicamente en el segundo año experimental. Al ponderar el contenido de N residual por la proporción de las zonas de manejo a nivel lote, el MSE logró reducir un 18 por ciento el N residual en promedio en ambos años experimentales. En términos generales, se detectaron diferencias a favor del MSE, respecto del MU, en las eficiencias de uso de agua y N del maíz. Los experimentos de simulación evidenciaron una mayor lixiviación de nitratos con MU que con MSE a nivel lote en todos los escenarios climáticos estudiados del primer año experimental. El MSE de N puede ser considerado como una práctica conservacionista que optimice la eficiencia de uso del agua y N, a la vez de maximizar los rendimientos. Además, puede facilitar la identificación de aquellas áreas dentro del lote con mayor susceptibilidad a las pérdidas de N por lixiviación. La proporción de las zonas de manejo resulta un factor espacial imprescindible para determinar el riesgo potencial de lixiviación de nitratos a nivel lote

Efectos directos e indirectos del herbicida glifosato sobre los hongos micorrícicos arbusculares en pastizales de la pampa deprimida

Los hongos micorrícicos arbusculares (HMA) son simbiontes obligados, con un importante rol en el crecimiento de las plantas y en la estructura de la comunidad vegetal. El impacto del glifosato sobre los HMA no ha sido evaluado en pastizales naturales pampeanos, donde es aplicado para promover especies invernales anuales. Se propuso como hipótesis general que el glifosato afectaría negativamente a los HMA directamente sobre las estructuras del hongo expuestas al herbicida, e indirectamente al dañar el vigor de la planta hospedante (dependiendo esto último de la especie vegetal). Primeramente, se evaluó la viabilidad de las esporas y su capacidad de colonizar raíces en suelos de un pastizal de la Pampa Deprimida tratados con la dosis recomendada a campo y con una dosis subletal para las plantas. Se detectó una disminución en la viabilidad de esporas incluso en la dosis subletal y una menor colonización radical y arbúsculos en plantas creciendo en suelos tratados con la dosis máxima. Luego, se discriminaron los efectos directos del glifosato de los indirectos sobre los HMA, utilizando Lotus tenuis y Paspalum dilatatum como plantas hospedantes. Los resultados mostraron que en ambas especies la viabilidad de esporas se vio afectada solamente por los efectos directos del glifosato, la colonización radical fue reducida tanto por los efectos directos como por los indirectos en igual medida, mientras que en el porcentaje de arbúsculos el efecto indirecto fue mayor. Por último, se evaluó el impacto a campo del glifosato sobre los HMA y la vegetación. La viabilidad de esporas se redujo cuando se aplicó la dosis máxima, siendo esta reducción distinta según la especie de HMA. La colonización radical no fue afectada, y el porcentaje de arbúsculos sólo se redujo en P. dilatatum y cuando se aplicó la dosis máxima. Respecto a la estructura de la vegetación, el glifosato provocó una reducción de la cobertura total y un aumento de la de dicotiledóneas no leguminosas. Los resultados respaldan la hipótesis general, ya que el glifosato afectó negativamente a los HMA tanto directa como indirectamente. Sin embargo, la identidad de la planta hospedante no influyó marcadamente los efectos indirectos. Esta práctica de manejo altera el funcionamiento de los HMA en el corto plazo y potencialmente en el largo plazo al alterar la comunidad vegetal. La información generada en esta tesis podrá utilizarse al momento de generar estrategias de manejo más sustentable en estos sistemas.

Efecto de la inoculación con hongos micorrícicos arbusculares en plantines de olivo sobre diferentes sustratos

El olivo es un cultivo que se encuentra en fase de expansión, siendo Catamarca una de las principales provincias productoras de Argentina. La meta de los viveros olivícolas es obtener cantidad, calidad y rápido crecimiento de plantines de olivo con el menor costo. El objetivo de este trabajo fue evaluar la mejor combinación hongo (cepa) - sustrato (características) en la producción de plantines de olivo. Para ello, se seleccionaron plantines en la etapa de endurecimiento, los cuales se colocaron en macetas con cuatro sustratos diferentes: arena (SA), arena/turba (SB), arena/turba/suelo de monte (SC) y suelo de monte (SD). Las plantas fueron inoculadas con dos cepas de micorrizas de la especie Glomus intraradices. Las variables evaluadas fueron: supervivencia, crecimiento, estado nutricional y porcentaje de colonización. Siendo el margen bruto la principal variable económica analizada. Los resultados muestran que la inoculación con HMA y las características de los sustratos no afectan la supervivencia de plantines de olivo en etapa de cría, pero la inoculación influye positivamente en crecimiento y estado nutricional. Sin embargo, el sustrato utilizado es el principal factor que determina el tiempo de obtención de las plantas, ya que sus características físicas y químicas condicionan las variables de crecimiento, nutrición y costos productivos. La madurez fisiológica junto a la fertilidad química de los sustratos disminuyen la infectividad de los HMA.

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

Aplicación anticipada de fósforo : efectos sobre la disponibilidad del nutriente, eficiencia de uso y rendimiento.

Tradicionalmente el P es colocado en la línea de siembra, aunque las cantidades que pueden agregarse son relativamente bajas por razones operativas y riesgos de fitotoxicidad. Las aplicaciones al voleo podrían presentar una menor eficiencia, pero permiten agregar mayores dosis. Localmente existen experiencias que comparan aplicaciones en línea y anticipadas al voleo con una única dosis, pero no hay estudios que evalúen comparativamente las aplicaciones al voleo a la siembra y antes de la siembra con un rango de dosis. El tiempo prolongado de contacto entre el nutriente y el suelo incrementaría los procesos de fijación, aunque esto podría ser compensado por una mayor incorporación. Los objetivos de este trabajo fueron evaluar cambios del P disponible a inicios del ciclo del cultivo de maíz, las respuestas y eficiencias agronómicas y de recuperación del P para las distintas dosis, momentos y formas de aplicación de fertilizante fosforado. Para responder a los objetivos se realizaron tres ensayos de campo en Hapludoles del Partido de Junín y se evaluaron 9 tratamientos: del 0 a 8 corresponden a un factorial con cuatro dosis (10, 20, 30 y 40 kg P ha -1) aplicados al voleo y dos momentos (anticipado -90 días antes de la siembra del maíz- y al momento de la siembra), un testigo y un tratamiento con P en línea (con la dosis de 20 kg P ha-1). Se midieron: contenido de P disponible, biomasa aérea, contenido de P absorbido y rendimiento de maíz. Con la fertilización anticipada hubo una tendencia a menores contenidos de P de 0-5 cm a inicios del ciclo del cultivo, pero no se observaron diferencias en crecimiento de maíz en ningún estado fenológico. No se detectaron diferencias en rendimiento, sin embargo se observó una tendencia a respuestas superiores con las aplicaciones a la siembra sólo con las dosis más altas. Se registraron efectos de las dosis sobre la producción de biomasa aérea, el rendimiento en grano y el contenido de P disponible. Las eficiencias de recuperación (ERP) y eficiencias agronómicas (AE) no difirieron entre momentos de aplicación, sin embargo las EA fueron un 26 por ciento superiores con las aplicaciones a la siembra. Las ERP medias halladas, por el método de la diferencia, fueron de 6,5 por ciento con el cultivo en sexta hoja (V6) y 3,2 por ciento en madurez fisiológica (MF). No se detectaron diferencias según el método de ubicación del P.

Estudio del sistema de agronegocios del jabalí en Argentina : antecedentes y situación actual desde la perspectiva de los negocios agroalimentarios

La carne de jabalí es apreciada por sus características organolépticas y nutricionales. El principal consumidor es Europa (Italia, Alemania y Francia) , seguido por Japón. En Argentina, esta especie se adaptó en gran parte del territorio y a diferentes situaciones ecológicas. Asimismo, la crianza en cautiverio, aprovechamiento, elaboración, distribución, precios y características nutricionales no son de amplio conocimiento. El propósito de este trabajo es realizar un diagnóstico del sistema de agronegocios del jabalí en Argentina a fin de identificar los puntos fuertes y débiles y a partir de allí, proponer acciones para dar soluciones a las problemáticas actuales. Se utiliza como metodología el abordaje de la epistemología fenomenológica y el método EPESA, lo cual permite contar con abordaje amplio y sistémico del agronegocio bajo análisis. También, se utiliza el marco teórico de la nueva economía institucional, siguiendo el abordaje de Joskow y sus tres vías de aproximación. Si bien es una producción que posee ventajas comparativas (clima, suelo, extensión, alimento) que permitirían el desarrollo productivo y comercial del sistema, se observa que la informalidad limita la implementación de planteos productivos con mayores niveles de tecnología, registros y datos genéticos, lo que imposibilita la exportación. Por otra parte, existe un problema de reglamentaciones con respecto a la faena, dado que debe ser aprobada por FAUNA y por SENASA, teniendo distintos requerimientos y tiempos de carga y transporte. Esto genera incompatibilidades para la comercialización formal, incentivando a transacciones ilegales, baja transparencia, oportunismo ex ante y ex post de las transacciones y altos costos de transacción. Dado este ambiente de negocios descripto, las empresas bajo estudio en general trabajan con nichos de mercado y no tienen un panorama de ampliación productiva y comercial. Por tanto, la mejora del ambiente institucional es la primera acción a seguir a fin de vencer las limitaciones mencionadas.

Intensificación de las secuencias de cultivos en un molisol y un vertisol : cambios en la estabilidad estructural y en el almacenaje de C en agregados

Los actuales sistemas agrícolas de la Región Pampeana argentina presentan una elevada frecuencia de barbechos en las secuencias de cultivos lo que resulta en el desperdicio de recursos ambientales y en un mayor impacto de los procesos erosivos sobre la agregación y el almacenaje de carbono orgánico del suelo (COS). La intensificación de las secuencias de cultivos, por medio de la reducción de los períodos de barbecho es una alternativa para mejorar la eficiencia y productividad de dichos sistemas, aunque existe escasa información sobre su impacto en la agregación y en el almacenaje de COS en suelos con agentes de agregación contrastantes. El objetivo de esta tesis fue evaluar en un molisol y un vertisol los mecanismos involucrados en la consolidación de la estructura y en el almacenaje de COS ante cambios en el nivel de intensificación y en la composición de la secuencia de cultivos. A través de diferentes escalas de evaluación (lotes de producción, ensayos de campo, incubaciones en laboratorio) se analizó el impacto del tiempo de ocupación con cobertura vegetal viva y el efecto de la calidad y frecuencia de adición de residuos sobre la dinámica de la agregación y el almacenaje de COS. En comparación con el vertisol, el molisol demostró una mayor dependencia de agentes orgánicos de la agregación para la formación de agregados. Además, la agregación y el COS almacenado en los macroagregados se asociaron negativamente con la frecuencia de soja en las secuencias. En ambos tipos de suelo, la adición más frecuente de residuos vegetales permitió mantener elevadas las tasas respiratorias y de agregación en comparación con una única adición de residuos en ensayos de laboratorio. A pesar del menor impacto de las secuencias de cultivos en el vertisol y a la elevada variación temporal en la agregación detectada en los suelos, mantener el suelo ocupado por prolongados períodos de tiempo favoreció el mayor aporte de biomasa, la agregación y las ganancias de COS en macroagregados en ambos tipos de suelo.

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

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.

Evaluation of technologies of weed control in the sugarcane field

p.1-11

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

p.83-88

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

Decreased weed emergence in different crops scenarios under no tillage

p.179-190