¿Cómo influye la agriculturización sobre la calidad edáfica y los stocks de carbono en el Chaco Subhúmedo?

Desde fines de la década del ’70 se viene dando en el país un avance de la frontera agropecuaria (Gasparri y Grau, 2009; Viglizzo y Jobbagy, 2010). El Chaco Subhúmedo y Semiárido de la provincia de Santiago del Estero tiene una de las mayores superficies de bosques nativos y desde 1997 ocurrió un notable aumento de la superficie desmontada (Albanesi et al., 2003; Volante et al., 2009). El cambio del uso de la tierra influye sobre las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo (Lal, 1993).

La pérdida de los bosques no solo reduce los stocks de carbono en la vegetación sino también causa pérdidas importantes del carbono orgánico del suelo (Neill et al., 1998; Post y Kwon, 2000; Desjardins et al., 2004). El bosque chaqueño posee un 60% del C acumulado en la biomasa área y un 40% en el primer metro del suelo, y por la gran superficie que ocupa en la Argentina constituye un gran reservorio de carbono (Gasparri et al., 2008). Por la introducción de la agricultura se puede perder hasta un 50 % de materia orgánica del suelo después de 20 a 30 años en los bosques de America tropical, hasta llegar a un nuevo equilibro (Eswaran et al., 1993). En el E del Chaco Subhúmedo se han detectado reducciones en los niveles de la materia orgánica en los primeros centímetros, sobre todo de su fracción lábil (Álvarez y Lavado, 1998; Roldán et al., 2000; Albanesi et al., 2003; Sánchez et al., 2006; Barbero et al., 2010). Los principales motivos que generaron dicha disminución fueron la deforestación sumada al monocultivo de soja y algodón, el aumento de los años de agricultura y el manejo inadecuado.

Asimismo, la intensidad y estacionalidad de las lluvias, el paisaje suavemente ondulado, la fragilidad del ambiente y el clima subtropical predisponen a una mayor degradación física de los suelos (Prause et al., 1997; Venialgo et al., 2002; Albanesi et al., 2003). En la región a mediados de la década del ‘90 se produjo la adopción de la siembra directa. Esta técnica se adoptó en el país por los bajos costos de producción, por la posibilidad de incorporar áreas menos productivas (Satorre, 2005; Derpsch et al., 2010), por el ahorro de tiempo operativo y por la nula remoción del suelo que permite reducir la erosión, recuperar la estabilidad de los agregados, conservar el agua y aumentar el secuestro de carbono (Panigatti et al., 2001; Díaz Zorita et al., 2002; Viglizzo et al., en Viglizzo y Jabbagy, 2010). Pese a tener muchas ventajas, la siembra directa puede impactar negativamente sobre algunas propiedades físicas del suelo superficial (densidad aparente, resistencia a la penetración), ya que se reduce la formación mecánica de macroporos y se tiende a la formación de estructuras de tipo laminar y masiva (Sasal et al., 2006; Strudley et al. 2008; Álvarez et al., 2009; 2012). Esto se debe al tránsito de las maquinarias pesadas que producen compactación excesiva, sobre todo cuando el suelo se encuentra húmedo (Botta et al., 2004).

El objetivo del presente trabajo fue determinar la calidad física y el stock de carbono orgánico (CO) de los suelos del Chaco Subhúmedo con distinta cantidad de años de uso agrícola desde el desmonte (menos de 10 años bajo agricultura y más de 20 años de agricultura), tomando como referencia la situación de bosque nativo.

El muestreo se llevó a cabo en lotes de establecimientos del este del Departamento Moreno de la provincia de Santiago del Estero (Figura 1). Este área se encuentra dentro de la región natural Chaco subhúmedo y ocupa una franja meridional que bordea el límite Este del Chaco semiárido (Vargas Gil, 1988). Las precipitaciones anuales varían de 700 mm a 1000 mm. La temperatura media anual es de 21°C. Los suelos más representativos son los Haplustoles, Argiustoles y Ustifluventes (Vargas Gil, 1988). 

Se seleccionaron sitios bajo siembra directa continua por distintos periodos a partir del desmonte (menores a 10 años y mayores a 20 años) y en distintos suelos (Haplustoles y Argiustoles típicos). Se muestrearon cuatro situaciones de cada combinación suelo y manejo. También se muestreó la situación de monte nativo sobre los Haplustoles, suelo predominante del área bajo estudio. Se determinó el CO por combustión húmeda con el método de Walkley-Black (Nelson y Sommers, 1996) hasta los el metro de profundidad.

Se calculó la relación de estratificación del CO (ESCO) (Franzluebbers, 2002) como la relación entre el contenido de 0-5 cm respecto de 5-20 cm. Los contenidos de carbono del suelo se calcularon a profundidad fija y a masa constante de suelo (Neill et al., 1997), para aislar el efecto de diferencias en la densidad de los suelos. 

En las mismas situaciones se determinaron las siguientes propiedades físicas edáficas: 

1. Densidad aparente (DA): se determinó por el método del cilindro, tomando muestras hasta el metro de profundidad, con 4 submuestras tomadas a lo largo de una transecta y 4 repeticiones en cada lote.

2. Resistencia a la penetración (RP): Se determinó hasta los 40 cm a intervalos de 5 cm de profundidad con un penetrómetro de golpe, modelo INTA Villegas con punta cónica de 60º (Burke et al., 1986), realizándose 4 determinaciones por
lote. A la par se determinó el contenido hídrico gravimétrico (CHG) a dos profundidades (0-20 y 20-40 cm). 

3. Infiltración (IF): A través del método rápido de la USDA (1999), se registraron datos de infiltración en cuatro posiciones dentro de cada lote. 

Estas dos últimas determinaciones se realizaron solo en los lotes bajo agricultura.

Se realizó análisis de la varianza (ANOVA) y se utilizó la Prueba LSD (p≤0.05) para la comparación de medias, previa comprobación del supuesto de normalidad mediante el Test de Shapiro Wilks (modificado).

No se encontraron diferencias significativas entre los suelos analizados y no existe interacción suelo x uso. En el bosque nativo, la DA aumenta con la profundidad, en superficie (0-20 cm) en promedio el valor es de 0.88 g cm-3 y en el estrato
más profundo (80-100 cm) la DA es de 1.14 g cm-3, es decir que hay un aumento del 30%.

Los lotes agrícolas no siguen dicha tendencia, sus densidades son mayores en superficie (0-20 cm) y en profundidad (80-100 cm) y los menores valores se encuentran en el estrado de 20 a 80 cm (Figura 2). El aumento de la DA con profundidad
se atribuye a una disminución de la materia orgánica, y a la compactación que se produce por el peso de los estratos superiores (Yamashita et al., 2008). La mayor densidad observada en los primeros 20 cm de los suelos agrícolas se debe al
tránsito agrícola (Willhelm et al., 2004) y al menor contenido de CO.

Hasta los 60 cm hay diferencias significativas entre las tres situaciones analizadas (p<0.05), por lo que existe un efecto del uso sobre la DA de los suelos que va decreciendo en profundidad. Los suelos con más de 20 años de uso agrícola
poseen una DA de 1.20 g cm-3 en los primeros 20 cm, un 7% mayor que los suelos de con pocos años de uso (1.12 g cm-3) y un 36% por arriba de los valores que posee el bosque nativo (0.88 g cm-3). En el estrato de 20 a 60 cm los lotes con
más años de uso tienen una DA de 1.13 g cm-3, 6% más que los de menor uso (1.07 g cm-3) y 16% más que la situación prístina (0.97 g cm-3). De 60 a 80 cm la DA para las tres situaciones es de 1.0 9 g cm-3 y de 80 a 100cm de 1.15 g cm-3 (Figura 2).

Los bajos valores encontrados en la situación prístina se debe principalmente a sus altos contenidos de materia orgánica, que ayuda a mantener la estabilidad de los agregados, predominando una estructura granular (Foto 2). El aumento de la
DA a medida que pasan los años puede llegar a afectar la exploración radical, situación observada en los primeros centímetros del suelo con larga historia agrícola como un crecimiento horizontal de las raíces secundarias y engrosamiento de la raíz principal (Foto 1). Esto podría estar asociado a la presencia de estructura laminar (Foto 2) en los primeros centímetros del suelo (0-15 cm). El valor de 1.20 g cm-3 en los lotes con más de 20 años de uso no alcanza el valor crítico de 1.5-1.6 g cm-3 propuesto por Reynolds et al. (2002) para  suelos arcillosos y Rojas (2012) para la región, que impedirían la extensión de las raíces. Rojas (2012) y Coria (2004), también afirman que el cambio del uso del suelo en la ecorregión Chaqueña provoca una aumento de la DA relacionada con pérdidas de carbono orgánico, lo que evidencia una caída de la calidad física. Los valores obtenidos en este trabajo son menores que las densidades obtenidas por Rojas (2012) pero mayores a las de Coria (2004). 

Se observa una reducción significativa en el CO de los lotes agrícolas con respecto a la situación prístina (cortina de bosque nativo) hasta los 60 cm. Entre el 40% (lotes agrícolas) y el 49% (bosque nativo) del CO se encuentra en los primeros 20 cm de suelo. Para el estrato de 0 a 5 cm la disminución en el CO fue de un 54%, mientras  

que para el horizonte subsuperficial fue del 64% (Figura 3). Estos resultados coinciden con los obtenidos por Rojas (2012) en la región, pero difieren con los obtenidos por Albanesi et al. (2003), quien no encontró diferencias significativas para
el horizonte superficial.

Los contenidos de CO hasta el metro de profundidad se ordenaron de la siguiente manera: El bosque tiene secuestrado en promedio 120.7 t ha-1 y los lotes agrícolas entre 72 y 77 t ha-1, un 40% menos (Figura 4). El contenido de CO está relacionado con el aporte de carbono de la vegetación, como se observa en la Foto 3 la cobertura es mayor en el bosque debido a un mayor aporte y una mayor productividad primaria neta. En la región pampeana Sainz Rozas et al. (2011)
afirman que la reducción del CO respecto al suelo prístino oscila del 36 al 53%, lo cual ubica a la región estudiada en el medio de este rango de variación. Esta pérdida de CO es explicada por

el menor aporte de los cultivos al suelo (Álvarez, 2006) y por la mayor susceptibilidad a la erosión (Andriulo y Cardone, 1998). La ESCO fue menor en el monte (Figura 5), hecho atribuible a la presencia de vegetación leñosa permite una mayor homogeneidad en la distribución de la materia orgánica en el perfil, debido al patrón de distribución radical.

Los suelos con más años de uso agrícola presentaron una infiltración media menor (126 mm 

h-1) que los suelos con menor antigüedad (153 mm h-1) y se encontró una relación logarítmica negativa con la DA (p<0.05) (Figura 6). 

La RP (0-40 cm) estuvo linealmente relacionada 

con el CHG (r2=0.34) (Figura 7). Los valores de RP corregidos a CHG de 28 dag kg-1 fueron significativamente (p<0,05) más altos en los suelos con más de 20 años de uso agrícola en el estrato de 10 a 40 cm (Figura 8). 

Por debajo de los 15 cm, tanto los Argiustoles como los Haplustoles con más de 20 años de uso, presentaron valores de RP por arriba de los 2 MPa (Figura 8). Esto indicaría una compactación debido al continuo tránsito de las maquinarias. Esta consecuencia ha sido también observada en la región por otros autores (Venialgo et al.,1998; Restelli et al., 1998). Los valores inferiores a 1.5 MPa en la profundidad de 0-10 cm, se pueden atribuir al mayor contenido de materia orgánica en esa profundidad.

Analizando la función lineal de la Figura 7, se pone de manifiesto que el valor crítico de 2 MPa se alcanza con CHG menores a 27 dag kg-1. Algunos lotes a pesar de presentar una elevada humedad poseen resistencias críticas y estos coinciden con suelos de larga historia agrícola. 

 

Se observa un importante cambio en la calidad física edáfica por el uso agrícola. Las propiedades físicas y el stock CO de fueron indicadores sensibles al cambio de uso de la tierra operado en la región estudiada. No hubo diferencias de comportamiento entre los suelos Argiustoles y Haplustoles. Se recomienda la aplicación de medidas preventivas de la compactación por tránsito de maquinaria, y propiciar mecanismos de agregación biótica que permitan mejorar la agregación del suelo.