Respuesta anatómica y fisiológica de especies de Nothofagus de Patagonia austral ante la variación de temperatura, humedad, CO2 y nutrientes

Tesis para optar al grado de Doctor de la Universidad Nacional de La Plata, en abril de 2021Tomando los bosques nativos de Nothofagus de la Patagonia austral como objeto de estudio, se han desarrollado diversas investigaciones en los distintos capítulos de la tesis, para evaluar la respuesta de estas especies ante diversas situaciones de estrés abiótico y poder así predecir sus posibles respuestas al cambio climático a nivel funcional, estructural y de producción. Como aspectos principales, en esta tesis se han analizado los factores edáficos y climáticos que más afectan la productividad de los bosques de N. antarctica en Patagonia austral, cómo es la respuesta de esta especie al estrés hídrico y al crecimiento en condiciones climáticas variables, si existen alteraciones a nivel de anatomía foliar en respuesta a un incremento de CO2 atmosférico y cuál es la tasa de reabsorción de nutrientes de Nothofagus antarctica y N. pumilio de la Patagonia austral. En el Capítulo dos se ha evaluado la influencia de factores edáficos y variables climáticas en la productividad de 48 bosques de N. antarctica, estimada mediante la altura de los árboles dominantes. Los datos de productividad medidos junto con una serie de variables edáficas y climáticas, se integraron en un modelo matemático que permite relacionar la productividad de los bosques estudiados con las variables mencionadas. Las cuatro variables más importantes para el modelo resultaron ser la altitud, la temperatura, la textura del suelo y por último la homogeneidad temporal (o estacionalidad) de la temperatura, concluyéndose un efecto predominante a nivel de productividad, de las variables edáficas y aquellas relacionadas con la temperatura y una menor importancia de la disponibilidad hídrica. La respuesta funcional de plántulas de diferentes procedencias de N. antarctica al estrés hídrico, factor cada vez más habitual en las condiciones actuales de calentamiento global, se estudió en detalle en el Capítulo tres de la tesis, como herramienta preliminar para estimar la supervivencia y sostenibilidad de los bosques de esta especie. Se llevaron a cabo experimentos de ecofisiología con cuatro procedencias ambientalmente contrastantes de N. antarctica, en condiciones controladas de invernadero. Entre los resultados obtenidos se observaron diferencias a nivel de tasa de fotosíntesis y conductancia estomática entre las distintas procedencias, pero sólo cuando las plantas estaban en condiciones de buena disponibilidad hídrica. Estos estudios permitieron caracterizar las respuestas funcionales a la sequía de las distintas procedencias de N. antarctica, concluyéndose que esta especie posee una gran capacidad de regulación osmótica. Las características anatómicas de las hojas y físicoquímicas de las superficies foliares de N. antarctica y N. betuloides fueron estimadas tras cultivar las plantas en condiciones normales y a altos niveles de CO2 atmosférico. Manteniendo las plantas en condiciones de buena disponibilidad hídrica, nutrición y fotoperiodo desde el inicio del periodo experimental, se impuso un tratamiento de 400 ppm (control) y otro de 800 ppm de CO2 a varios individuos de estas dos especies de Nothofagus. Tras un periodo de crecimiento en las citadas condiciones de CO2 ambiental, se tomaron muestras de hojas y se llevaron a cabo diversos estudios anatómicos con microscopía electrónica de barrido, transmisión y microscopía óptica. También se midieron los ángulos de contacto de tres líquidos con diferente grado de polaridad y apolaridad, para estimar la mojabilidad y posteriormente la energía libre de las superficies foliares y los parámetros relacionados. Se observó un efecto diferencial del crecimiento en altos niveles de CO2 atmosférico entre las 2 especies y en la proporción de los tejidos del haz y del envés de las hojas (por ejemplo, un incremento del espacio apoplástico o espesor de la epidermis o cutícula), Mediante microscopía electrónica de transmisión se apreciaron también incrementos en la presencia de cloroplastos en las células de mesófilo de las hojas de N. antarctica de plantas crecidas en altos niveles de CO2 atmosférico y daños en los cloroplastos de ambas especies. En cuanto a la mojabilidad, energía libre superficial y concentración de ceras de las superficies del haz y el envés de las plantas evaluadas, se observaron diferencias a nivel de especie y en algunos casos por efecto de las altas condiciones de CO2 atmosférico. También se observaron diferencias en cuanto a la topografía de las superficies y presencia de estructuras tales como estomas, tricomas o venas. Se concluye que las hojas de N. antarctica tienen mayor potencial para captar agua depositada sobre ellas como lluvia, rocío o niebla que N. betuloides. En el Capítulo cinco de la tesis, se estudió la tasa de reabsorción de nutrientes y elementos minerales en árboles de N. antarctica y N. pumilio pertenecientes a bosques localizados en 3 condiciones edafo-climáticas distintas de la Patagonia austral Argentina. La tasa de reabsorción de la mayoría de los elementos estudiados no varió entre especies en ninguna de las parcelas experimentales. Sin embargo, se observaron variaciones en relación a los distintos lugares de estudio para la eficacia del proceso de resorción de la mayoría de los macronutrientes, algunos micronutrientes y elementos traza en el caso de N. antarctica, mientras que N. pumilio no mostró diferencias. Por otro lado, indistintamente de la especie o lugar de estudio, algunos elementos tales como el boro, cobre, hierro o aluminio no se reabsorbieron. Se concluye que ambas especies tienen una estrategia similar de reabsorción cuando coexisten en el mismo lugar, pero no se han observado indicios de una mayor reabsorción de nutrientes en condiciones más limitantes a nivel climático y edáfico.Considering Nothofagus native forests of southern Patagonia as central topic, several investigations have been developed, as shown in the different chapters of the thesis, with the aim of evaluating the response of these species to diverse abiotic stress factors, and thus making it possible to predict their possible response to climate change at a functional, structural and production level. The main aspects examined in this PhD thesis are how the edaphic and climatic factors affect the productivity of N. antarctica forests in South Patagonia, how is the response of this species to water stress and growth under variable climatic conditions, if there are alterations in leaf anatomy in response to an increased atmospheric CO2 levels, and what is the rate of nutrient reabsorption these two species of Nothofagus from Southern Patagonia. In Chapter two, the influence of soil factors and climatic variables on the productivity of different N. antarctica forests, estimated by the height of the dominant trees, has been evaluated. The measured productivity data, together with a series of soil and climate variables, were integrated into a mathematical model that relates the productivity of the studied forests with the mentioned variables in a theoretical way. The four most important variables for the model were: altitude, temperature, soil texture and finally the seasonality of temperature. The main finding was to recognise the predominant effect of the soil and temperature variables on productivity was that the availability of water was less important. The functional response of N. antartica seedlings of different provenances to water stress, an increasingly common factor under current global warming conditions, was studied in detail in Chapter three of the thesis, as a preliminary tool for estimating the survival and sustainability of this species' forests. Ecophysiological experiments were carried out with four different N. antarctica provenances under controlled greenhouse conditions. Among the results obtained, differences were observed in the rate of photosynthesis and stomatal conductance between the different provenances, but only when the plants were kept under sufficient water availability conditions. These studies enabled the characterisation of functional responses to drought of the different provenances N. antarctica, concluding that this species has a great capacity for osmotic regulation. The leaf anatomical features and physical-chemical characteristics of the leaf surfaces of N. antarctica and N. betuloides were estimated after growing the plants under normal conditions and at high levels of atmospheric CO2. Keeping the plants in conditions of good water availability, nutrition and photoperiod from the beginning of the experimental period, a treatment of 400 ppm (control) and another one of 800 ppm of CO2 was imposed on several individuals of these two Nothofagus species. After a period of growth under the aforementioned environmental CO2 conditions, leaf samples were taken and various anatomical studies were carried out using scanning electron microscopy, transmission and optical microscopy. The contact angles of three liquids with different degrees of polarity and apolarity were also measured to estimate the wettability and subsequently, the free energy of the leaf surfaces and related parameters. A differential effect of growth at high levels of atmospheric CO2 between the two species and in the proportion of tissues in adaxial and abaxial leaf surfaces was observed (e.g. an increase in the apoplastic space or thickness of the epidermis or cuticle). Transmission electron microscopy also showed increases in the presence of chloroplasts in the mesophyll cells of leaves of N. antarctica plants grown under high levels of atmospheric CO2 and damage to the chloroplasts of both species. Regarding wettability, surface free energy and wax concentration of adaxial and abaxial leaf surfaces of the plants evaluated, differences were observed at the species level and in some cases due to high CO2 conditions. Differences were also observed in terms of surface topography and the presence of structures such as stomata, trichomes or veins. It is concluded that N. antarctica leaves have a greater potential to absorb water deposited as rain, dew or mist than those of N. betuloides.EEA Santa CruzFil: Bahamonde, Héctor Alejandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentina.Fil: Bahamonde, Héctor Alejandro. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; Argentina

Surface properties and permeability to calcium chloride of Fagus sylvatica and Quercus petraea leaves of different canopy heights

Plant surfaces have a considerable degree of chemical and physical variability also in relation to different environmental conditions, organs and state of development. The potential changes on plant surface properties in association with environmental variations have been little explored so far. Using two model tree species (i.e., Quercus petraea, sessile oak and Fagus sylvatica, beech) growing in ‘Montejo de la Sierra Forest,’ we examined various traits of the abaxial and adaxial surface of leaves of both species collected at a height of approximately 15 m (top canopy), versus 3.5–5.5 m for beech and sessile oak, lower canopy leaves. Leaf surface ultra-structure was analyzed by scanning and transmission electron microscopy, and the surface free energy and related parameter were estimated after measuring drops of 3 liquids with different degrees of polarity and apolarity. The permeability of the adaxial and abaxial surface of top and bottom canopy leaves to CaCl2 was estimated by depositing 2 drops of 3–4 ml per cm2 and comparing the concentration of Ca in leaf tissues 24 h after treatment, and also Ca and Cl concentrations in the washing liquid. Higher Ca concentrations were recorded after the application of CaCl2 drops onto the veins and adaxial blade of top canopy beech leaves, while no significant evidence for foliar Ca absorption was gained with sessile oak leaves. Surprisingly, high amounts of Cl were recovered after washing untreated, top canopy beach and sessile oak leaves with deionised water, a phenomenon which was not traced to occur on lower canopy leaves of both species. It is concluded that the surface of the two species analyzed is heterogeneous in nature and may have areas favoring the absorption of water and solutes as observed for the veins of beech leaves.Fil: Bahamonde, Héctor Alejandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentina. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; ArgentinaFil: Fernández, Victoria. Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Montes, Forestal y del Medio Natural. Departamento de Sistemas y Recursos Naturales; EspañaFil: Gil, Luis. Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Montes, Forestal y del Medio Natural. Departamento de Sistemas y Recursos Naturales; Españ

Sheep faeces decomposition and nutrient release across an environmental gradient in Southern Patagonia

In Southern Patagonia, most of the land ranging from the mountains to the sea in contrasting environmental conditions is devoted to extensive sheep farming. Existing estimations indicate that in ecosystems under livestock use, around 85% of the nitrogen (N) returning to the soil is through animal feces and urine. However, there is a lack of information concerning the rate of nutrient return into the soil from animal feces in Southern Patagonia. In this study, we evaluated the rate of sheep faeces decomposition and nutrient (N, P, Ca and K) release in three different ecological areas of Southern Patagonia, representing a West to East environmental gradient. Samples of fresh sheep dung were collected in the field, processed in the laboratory and located in three ecological areas and subsequently collected periodically during 820 days. The remaining organic matter (OM) of decomposing faeces did not vary between the three ecological areas. At the end of the trial (820 days), the rate of OM decomposition averaged 63% of the initial amount. According to the linear regressions performed, the time to reach 100% OM decomposition fluctuated between 3.7 and 4.2 years. Nutrient dynamics followed a common general trend, since nutrients were released during the first stages of decomposition, and then, fluctuations between nutrient immobilisation and release were observed. The prevailing environmental conditions among the ecological areas evaluated did not seem to involve a measurable effect on sheep faeces decomposition and nutrient release. The results obtained in this work may be useful for quantifying the return of organic matter and nutrients from sheep faeces to the soil in Southern Patagonia.La mayor parte de la tierra en la Patagonia austral está dedicada a la actividad ganadera ovina extensiva, desde la cordillera al mar, en condiciones ambientales contrastantes. Hay estimaciones que indican que en ecosistemas con uso ganadero, alrededor de 85% del nitrógeno (N) retorna al suelo como heces y orina (en mayor proporción por las heces). Sin embargo, no existen estudios de retorno de nutrientes por heces en Patagonia sur. En este trabajo evaluamos la tasa de descomposición de heces de oveja y su liberación de nutrientes (N, P, Ca y K) en tres áreas ecológicas que representan un gradiente ambiental de oeste a este en la Patagonia austral. Se colectaron muestras frescas de heces de oveja en el campo, se procesaron en laboratorio y se instalaron en tres áreas distintas. Luego fueron colectadas de manera periódica durante 820 días. La materia orgánica remanente (MO) de las heces en descomposición no varió entre las tres áreas ecológicas estudiadas. Al final del ensayo (820 días), la MO descompuesta en promedio fue 63% de la cantidad inicial. Las regresiones lineales muestran que el tiempo para alcanzar 100% de la descomposición de la MO fluctuó entre 3.7 y 4.2 años. La dinámica de nutrientes siguió una misma tendencia general ya que fue liberada en las primeras etapas del proceso y después se registraron fluctuaciones entre inmovilización y liberación de nutrientes. Los resultados obtenidos en este trabajo pueden ser útiles para cuantificar el retorno de materia orgánica y nutrientes desde las heces de oveja al suelo, en las condiciones ambientales de la Patagonia austral.EEA Santa CruzFil: Bahamonde, Héctor Alejandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentina. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; ArgentinaFil: Gargaglione, Veronica Beatriz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentina. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; Argentina.Fil: Peri, Pablo Luis. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentina. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Nutrient resorption in two co existing Nothofagus species in southern Patagonia.

Nutrient resorption understood as the “movement” of nutrients from leaves prior to abscission towards other tissues or internal stores has been suggested to be a key component of nutrient conservation in deciduous forest species (Ares and Gleason 2007). This strategy allows plants to use these nutrients for new growth or store, hence decreasing their dependence on soil nutrient availability. Native forests in southern Argentine Patagonia cover approximately 1.2 million ha, corresponding more than 95% of these forests to the southern beeches Nothofagus pumilio (lenga) and Nothofagus antarctica (ñire) (Peri et al. 2016). In general, both deciduous species occupy places with different environmental conditions. N. pumilio forest are mostly found as pure stands in well drained soils, while N. antarctica, a more plastic and rustic species, is displaced to more unfavourable site conditions including rocky or poorly drained soils, and more xeric zones in the limit with the Patagonian steppe. Nevertheless, there are small transitional areas where both species can coͲexist using the same sources of resources. The objective of this study was to compare nutrient resorption of both species growing together in two contrasting situations of environmental conditions and forest productivity.EEA Santa CruzFil: Bahamonde, Héctor Alejandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentina.Fil: Bahamonde, Héctor Alejandro. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; Argentina.Fil: Fernández, Victoria. Technological University of Madrid. School of Forest Engineering. Forest Genetics and Ecophysiology Research; EspañaFil: Mattenet, Francisco Javier. Consejo Agrario Provincial de Santa Cruz. Dirección Provincial de Bosques; Argentina.Fil: Peri, Pablo Luis. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentina.Fil: Peri, Pablo Luis. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; Argentina.Fil: Peri, Pablo Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina

Mineral elements in grasses growing in contrasting environmental conditions in southern Patagonia

The importance of grasses and graminoids for sheep nutrition in Argentinean Patagonia is widely recognized. Focusing on sheep nutrition, we assessed the concentration of mineral elements in grasses growing in three ecological areas of southern Patagonia, representing a vegetation and climate gradient. With the aim of establishing potential relationships, tissue concentrations of several essential and non-essential elements for plants were determined, analyzing also soil properties. Soil and plant tissue mineral element concentrations varied between ecological areas and also depending on the particular element. The results obtained provide novel information about the nutritional characteristics of the main feeding source for sheep in southern Patagonia, but further trials will be required for improving our understanding of mineral element nutrition in relation to sheep production.EEA Santa CruzFil: Bahamonde, Héctor Alejandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentina. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; ArgentinaFil: Fernández, Victoria. Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Montes, Forestal y del Medio Natural. Departamento de Sistemas y Recursos Naturales; EspañaFil: Mattenet, Francisco Javier. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; ArgentinaFil: Peri, Pablo Luis. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentina. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Essential Nutrient and Trace Element Foliar Resorption of Two Co-Existing Nothofagus Species Grown Under Different Environmental Conditions in Southern Patagonia

Nutrient resorption is crucial for mineral element conservation and efficiency of forest species, but knowledge on its significance and the mechanisms involved is still limited for most species and habitats. Focusing on the harsh conditions for plant growth and survival of southern Patagonia, a field study for comparing the rate of foliar resorption of macro-, micro-nutrients, and trace elements in coexisting Nothofagus pumilio and Nothofagus antarctica forests was performed. Forests located in three contrasting productivity sites (with different soil and climatic conditions) were selected, and mature, functional versus senescent leaves of both species were collected at two different dates of the growing season. Macro- (N, P, Ca, K, S, and Mg), micronutrients (B, Cu, Fe, Mn, Zn, and Ni), and trace elements (Al, Li, Pb, Rb, Sr, Ti, and Tl) were determined in foliar tissues. The mineral element concentrations of mature and senescent leaves were used for calculating the nutrient resorption efficiency (NuR). In general, and making an average of all sites and species, macro-nutrient resorption showed a decreasing trend for N > S = K > P > Mg, being Ca the only macro-nutrient with negative values (i.e., no resorption). Resorption of the majority of the elements did not vary between species in any of the evaluated sites. Variation across sites in nutrient resorption efficiency for most macronutrients, some micronutrients, and trace elements was observed for N. antarctica, whereas N. pumilio had a similar NuR for all experimental sites. On the other hand, regardless of the site or the species, some elements were not resorbed (e.g., B, Cu, Fe, Mn, Al, and Ti). It is concluded that both Nothofagus species performed similarly concerning their nutrient conservation strategy, when coexisting in the same mixed forest. However, no evidence was gained for an increased rate of foliar NuR in association with the sites subjected to more limiting soil and climatic conditions for plant growth.EEA Santa CruzFil: Bahamonde, Héctor Alejandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentina. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; ArgentinaFil: Fernández, Victoria. Universidad Tecnológica de Madrid. School of Forest Engineering. Forest Genetics and Ecophysiology Research Group; EspañaFil: Gyenge, Javier. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Agencia de Extensión Rural Tandil; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Mattenet, Francisco Javier. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; ArgentinaFil: Peri, Pablo Luis. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentina. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Respuesta de la vegetación al manejo por corte en fajas en un arbustal de Mulguraea tridens en Patagonia sur

En Santa Cruz, aproximadamente 2.83 millones de hectáreas conforman el matorral de mata negra, una estepa arbustiva dominada por el arbusto Mulguraea tridens, donde la ganadería ovina extensiva es la principal actividad productiva. En este trabajo se estudió el efecto de la aplicación de técnicas de manejo de corte en fajas removiendo la parte aérea de todos los arbustos. Los tratamientos evaluados fueron un arbustal sin intervenir (testigo) y fajas de corte de 4 y 8 m de ancho. Por un término de 3 años se midieron variables meteorológicas (humedad, precipitaciones, temperatura y viento), el efecto de los tratamientos sobre variables del suelo, capacidad de rebrote de los arbustos de M. tridens y aspectos relacionados al banco de semillas del suelo (BSS) como la germinación potencial y el reclutamiento de plántulas en el campo. La cobertura vegetal y productividad del pastizal fue evaluada en los años 1, 3 y 5 luego de aplicados los tratamientos. Los cortes en fajas aportaron entre 5700 y 8000 kg/ha de materia seca de broza a la superficie del suelo, lo que disminuyó su amplitud térmica entre 2 y 5 °C y aumentó su contenido de humedad entre 2.5 y 7.5% en los meses de primavera-verano. La productividad promedio del inter-coironal en el testigo fue 11.6 kg/ha de materia seca, mientras que en las fajas de corte se obtuvieron hasta 88.2 kg/ha de materia seca al quinto año de medición, posiblemente por un mejor aprovechamiento del agua del suelo ya que no se detectaron diferencias en el reclutamiento de las plántulas. No se observó un efecto significativo de los tratamientos sobre el BSS. Los arbustos mostraron capacidad de rebrotar desde las ramas, lo que brinda una mayor flexibilidad en el manejo a largo plazo y permite un esquema de rotación de los cortes en fajas.In Santa Cruz province, nearly 2.83 million hectares are occupied by a shrub steppe dominated by Mulguraea tridens (locally called matorral de mata negra), where the main activity is extensive sheep farming. This paper focuses on the effects of management practices such as removal in strips of the above ground shrub layer. The treatments were the control and the cutting of 4 and 8 m wide strips. Meteorological variables (humidity, rainfall, temperature and wind), the effect of treatments on soil variables, shrub regrowth capacity and aspects related to soil seed bank (SSB), potential germination and seedling recruitment in the field were monitored for a term of three years. The vegetation cover and grassland productivity was assessed after one, three and five years of treatments application. Shrub litter from cutting strip treatments varied between 5700 and 8000 kg/ha of dry matter, resulting in a decrease in soil range temperature (2-5 °C) and an increase in soil moisture (2.5-7.5%) during spring-summer months. Short grasses and herb productivity in the control was 11.6 kg/ha of dry matter and under strips management was up to 88.2 kg/ha of dry matter in the fifth year possibly due to better soil water use rather than seedling establishment. No significant effect of treatments on the SSB was observed. Shrubs showed ability to resprout, which provide flexibility in long term management allowing a rotational scheme of strips.EEA Santa CruzFil: Billoni, Sabrina L. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; ArgentinaFil: Peri, Pablo Luis. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Bahamonde, Héctor Alejandro. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentina

Banco de semillas en un arbustal nativo de la estepa bajo manejo.

Los arbustos, en general desempeñan un rol fundamental en la dinámica de parches actuando como facilitadores en la instalación de nuevas plantas (Sala y Aguiar 1995). El BSS es un componente importante de la dinámica vegetal y una estrategia de sobrevivencia de las especies a lo largo del tiempo, principalmente luego de procesos de disturbio (De Souza et al. 2006), ya que el reclutamiento de nuevos individuos depende no sólo de condiciones favorables para la germinación y el establecimiento, sino también de la disponibilidad de semillas que, a su vez depende de la producción y dispersión de las mismas (Aguiar y Sala 1997). La dinámica de las comunidades vegetales y sus respuestas frente a los disturbios podrían ser mejor comprendidas teniendo en cuenta diferentes aspectos del BSS tales como su densidad y composición, su persistencia en el suelo y su similitud florística con la vegetación establecida (Márquez et al. 2002). El manejo de arbustales en Patagonia, a través de la remoción de su parte aérea distribuidas espacialmente en fajas de diferentes anchos, podría afectar la dinámica del BSS. El objetivo de este trabajo fue evaluar la germinación potencial del BSS y la instalación de plántulas in situ frente a 3 tratamientos de corte en faja en el arbustal de mata negra.EEA Santa CruzFil: Billoni, Sabrina L. Universidad Nacional de la Patagonia Austral. Unidad Académica Río Gallegos; Argentina.Fil: Peri, Pablo Luis. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentina.Fil: Peri, Pablo Luis. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; Argentina.Fil: Peri, Pablo Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina.Fil: Bahamonde, Héctor Alejandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentina.Fil: Bahamonde, Héctor Alejandro. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; Argentina

Simulation model of dry matter production and crude protein concentration of grasses growing in Nothofagus antarctica (G. Forster) Oerst. forests under silvopastoral use

Nothofagus antarctica (ñire) ocupa una importante fracción de los bosques de la Patagonia Austral y suele ser usado en sistemas silvopastoriles. Se carece, sin embargo de información que permita hacer un uso óptimo y sustentable de estos sistemas. En este trabajo se modeló la producción de materia seca (MS) y la variación en la concentración de proteína bruta (PB) de gramíneas en sistemas silvopastoriles en bosques de ñire, considerando variables ambientales (temperaturas de aire y suelo, humedad de aire y suelo, calidad de sitio, cobertura de copas, entre otras) y aplicando información propia y existente. El modelo se focalizó a la escala de rodal; se consideró una población homogénea y coetánea de ñire bajo las condiciones del sur de la Patagonia (Santa Cruz y Tierra del Fuego). Un análisis de sensibilidad mostró que los parámetros más influyentes fueron la clase de sitio sobre MS y la temperatura del suelo sobre PB. Al comparar valores reales y simulados se encontró una correlación lineal significativa para MS (R=0.52; P<0.001, subestimación media de 22%) y PB (R=0.47; P<0.001, sobreestimación media de 24%). Los resultados de las simulaciones son coherentes con los antecedentes empíricos respecto al efecto del ambiente y el manejo del rodal sobre la MS y PB del sotobosque y sugieren que el modelo es aceptable para ser usado como una herramienta orientadora del manejo de los pastizales en bosques de ñire.Nothofagus antarctica (ñire) occupies a significant fraction of the Southern Patagonian forests and are often used as silvopastoral systems. It lacks, however the information to make optimal and sustainable use of these systems. In this work we modeled the production of dry matter (DM) and the variation in the concentration of crude protein (CP) of grasses in silvopastoral systems in ñire forests, considering environmental variables (air and soil temperature, air humidity, soil moisture, site quality, crown cover, including) and applying existing and own information. The model was focused on the scale of stand considering a homogeneous and coeval population of ñire under conditions of southern Patagonia (Santa Cruz and Tierra del Fuego). Model sensitivity analysis showed that the most important parameter were the stand site quality on DM and the soil temperature on the CP. We found a significant lineal correlation for DM (R=0.52; P<0.001, average underestimation 22%) and CP (R=0.47; P<0.001, average overestimation 24%) when real and estimated values from the model were compared. The results of the simulations were coherent with empirical data in regard to the environmental variables and management of the stand affecting DM and CP of the understory, and suggest that the model is acceptable for use as a guiding tool in the management of understory grasses in ñire forests.EEA Santa CruzFil: Bahamonde, Héctor Alejandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentina. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; ArgentinaFil: Peri, Pablo Luis. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentina. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Mayo, Juan Pablo. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; Argentin

Response of vegetation to management by cuttings along strips in a Mulguraea tridens shrubland in southern Patagonia

En Santa Cruz, aproximadamente 2.83 millones de hectáreas conforman el matorral de mata negra, una estepa arbustiva dominada por el arbusto Mulguraea tridens, donde la ganadería ovina extensiva es la principal actividad productiva. En este trabajo se estudió el efecto de la aplicación de técnicas de manejo decorte en fajas removiendo la parte aérea de todos los arbustos. Los tratamientos evaluados fueron un arbustal sin intervenir (testigo) y fajas de corte de 4 y 8 m de ancho. Por un término de 3 años se midieron variables meteorológicas (humedad, precipitaciones, temperatura y viento), el efecto de los tratamientos sobre variables del suelo, capacidad de rebrote de los arbustos de M. tridens y aspectos relacionados al banco de semillas del suelo (BSS) como la germinación potencial y el reclutamiento de plántulas en el campo. La cobertura vegetaly productividad del pastizal fue evaluada en los años 1, 3 y 5 luego de aplicados los tratamientos. Los cortes en fajas aportaron entre 5700 y 8000 kg/ha de materia seca de broza a la superfiie del suelo, lo que disminuyósu amplitud térmica entre 2 y 5 °C y aumentó su contenido de humedad entre 2.5 y 7.5% en los meses de primavera-verano. La productividad promedio del inter-coironal en el testigo fue 11.6 kg/ha de materia seca, mientras que en las fajas de corte se obtuvieron hasta 88.2 kg/ha de materia seca al quinto año de medición, posiblemente por un mejor aprovechamiento del agua del suelo ya que no se detectaron diferencias en el reclutamiento de las plántulas. No se observó un efecto signifiativo de los tratamientos sobre el BSS. Los arbustos mostraron capacidad de rebrotar desde las ramas, lo que brinda una mayor flexibilidad en el manejo a largo plazo y permite un esquema de rotación de los cortes en fajas.In Santa Cruz province, nearly 2.83 million hectares are occupied by a shrub steppe dominated by Mulguraea tridens (locally called matorral de mata negra), where the main activity is extensive sheep farming. This paper focuses on the effects of management practices such as removal in strips of the above ground shrub layer. The treatments were the control and the cutting of 4 and 8 m wide strips. Meteorological variables (humidity, rainfall, temperature and wind), the effect of treatments on soil variables, shrub regrowth capacity and aspects related to soil seed bank (SSB), potential germination and seedling recruitment in the field were monitored for a term of three years. The vegetation cover and grassland productivity was assessed after one, three and five years of treatments application. Shrub litter from cutting strip treatments varied between 5700 and 8000 kg/ha of dry matter, resulting in a decrease in soil range temperature (2-5 °C) and an increase in soil moisture (2.5-7.5%) during spring-summer months. Short grasses and herb productivity in the control was 11.6 kg/ha of dry matter and under strips management was up to 88.2 kg/ha of dry matter in the fifth year possibly due to better soil water use rather than seedling establishment. No significant effect of treatments on the SSB was observed. Shrubs showed ability to resprout, which provide flexibility in long term management allowing a rotational scheme of strips.Fil: Billoni, Sabrina Loreley. Universidad Nacional de la Patagonia Austral. Unidad Académica Río Gallegos; ArgentinaFil: Peri, Pablo Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de la Patagonia Austral. Unidad Académica Río Gallegos; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria; ArgentinaFil: Bahamonde, Héctor Alejandro. Universidad Nacional de la Patagonia Austral. Unidad Académica Río Gallegos; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria; Argentin