En el Chaco Árido
Sistemas silvopastoriles Ings. Agrs. Carlos Carranza y Marcela Ledesma INTA Villa Dolores, Córdoba
En este artículo se discuten algunas de las implicancias de la existencia de árboles en los sistemas ganaderos de las zonas áridas. Bajo un enfoque ecosistémico, se analizan algunos aspectos del funcionamiento del sistema, relacionados al ciclo de agua y nutrientes, flujo de energía y producción por estratos, que se consideran básicos para el diseño y manejo de sistemas silvopastoriles en el Chaco Árido En los ecosistemas áridos, el agua y los nutrientes son los principales factores limitantes de los procesos biológicos. En una estructura estratificada de vegetación, como la de los bosques del Chaco Árido, se utilizan de manera más eficiente los recursos disponibles, aéreos y subterráneos, y se generan numerosos hábitat que favorecen la biodiversidad. Tanto las complejas relaciones de competencia por recursos, como las de facilitación entre los componentes de la comunidad, modelan un sistema de alta heterogeneidad espacial en cuanto a composición florística, fenología, productividad y distribución de biomasa de las especies. Estos sistemas pueden mostrar mayor estabilidad y resiliencia. Su producción biológica es mucho mayor que su producción económica por ser proveedores de numerosos bienes y servicios sin valor de mercado. En la Argentina, existe una tendencia hacia la transformación de los ecosistemas de bosques secos del área central mediante desmontes totales seguidos de siembra de pasturas de alta producción, con la finalidad de habilitar tierras para la ganadería. En estos sistemas, la mayor parte de la producción biológica primaria se traduce en producción económica al transformarse en carne. Esta práctica produce homogeneización espacial, alta pérdida de biodiversidad e ineficiencia en el aprovechamiento de recursos, ya que gran parte ellos no son aprovechados de manera conveniente. Son sistemas más frágiles porque sólo son estables bajo una reducida gama de condiciones ambientales y son demandantes de subsidios energéticos para su funcionamiento, lo cual agrega incertidumbre económica al riesgo ambiental. Cuanto más árido sea el ambiente, más crítica puede resultar la sostenibilidad de estos sistemas. En la actualidad, se difunde como alternativa productiva los desmontes selectivos o, más precisamente, la eliminación selectiva de arbustos. Así se constituyen sistemas silvopastoriles de
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dos estratos: árboles y pastos. Mediante el mantenimiento de esa estructura se espera canalizar la mayor producción biológica del sistema hacia los componentes económicamente más productivos, resguardando la mayoría de los beneficios que aporta el sistema multiestrata para su funcionamiento y estabilidad. En este artículo se discuten brevemente las principales interacciones que se producen en un sistema silvopastoril y en un sistema pastoril en el Chaco Árido, con relación a los recursos agua, nutrientes y luz, relacionándolas a su vez con la producción. Se diferencian dos microambientes en el sistema silvopastoril: las zonas ubicadas “bajo” la proyección de las copas de los árboles y las zonas ubicadas “entre” la proyección de las copas de árboles próximos. En esta etapa el análisis no incluye el componente animal. Se presentan resultados procedentes de sistemas reales, de experimentación y bibliográficos. ÁREA DE ESTUDIO El Chaco Árido argentino ocupa unas 8 millones de hectáreas en las provincias de Córdoba, San Luis, La Rioja y Catamarca. Se registran precipitaciones anuales medias que van desde 350 mm en su extremo occidental, a 500 mm en el extremo oriental, y un déficit hídrico de entre 500 y 800 mm. La formación original es un bosque abierto de tres estratos, dominado por Aspidosperma quebracho blanco (quebracho blanco) y Prosopis spp (algarrobos), un estrato arbustivo alto dominado por leguminosas y zigofiláceas y un estrato herbáceo donde predominan gramíneas megatérmicas. El sobreuso de sus recursos naturales ha llevado a un progresivo empobrecimiento de la estructura vegetal en gran parte del territorio. En la actualidad, alrededor del 90% de la superficie de monte está ocupada por bosque de rehache, fundamentalmente de Prosopis flexuosa DC (algarrobo negro) y estepas arbustivas de baja productividad económica. Históricamente, esta región fue produc-
tora de maderas, combustibles vegetales y ganado, principalmente bovino y caprino, en sistemas de producción comúnmente llamados de “ganadería de monte”. EL AGUA Es el principal factor condicionante de los procesos biológicos en zonas áridas. La humedad acumulada en el suelo, en un momento dado, depende del balance entre aportes y pérdidas de agua del sistema. De los ingresos por precipitación, el árbol intercepta una fracción, de la cual una parte es retenida en la estructura del árbol y luego evaporada y otra escurre por follaje, ramas y troncos hasta llegar al suelo. La magnitud de la intercepción depende fundamentalmente de la arquitectura de los árboles y de las características de la precipitación (lámina e intensidad). Un estudio realizado en Chancaní, Oeste de Córdoba, en el que se midió durante dos años la intercepción de lluvia por algarrobos adultos, determinó un valor medio de intercepción del 22 % y un 3 % de escurrimiento por ramas y tronco. Entre las pérdidas de agua, las principales causas son la evapotranspiración (ET) y la escorrentía. En cuanto a la ET, que indica el consumo de agua por las plantas, se debe considerar que los algarrobos son freatófitos facultativos, o sea que tienen la posibilidad de tomar agua de napas freáticas. Sin embargo, cuando hay disponibilidad de humedad en los horizontes superficiales, pueden competir por ése recurso con los pastos. En el estrato herbáceo, la ET depende de la demanda atmosférica y de la disponibilidad de agua en el suelo. La demanda atmosférica disminuye bajo la sombra, al evitar el calentamiento de las hojas (por disminución de la radiación directa y por el efecto refrigerante de la propia transpiración del árbol) y al disminuir la influencia de los vientos. En Chancaní, mediciones de humedad bajo dosel de Prosopis flexuosa y en un pastizal abierto, realizadas durante dos años, mostraron que la humedad del suelo en el perfil superior del pastizal fue similar o levemente superior a la del suelo bajo árboles inmediatamente después de una lluvia, pero decayó mucho más rápidamente en los días posteriores, siendo más alta la humedad bajo los árboles en las muestras tomadas luego de seis o más días desde la precipitación. Las pérdidas de humedad en el pastizal llegaron a triplicar las pérdidas registradas bajo la canopia. Cuando las precipitaciones fueron intensas, la humedad del horizonte de 30 a 60 cm fue mayor
bajo algarrobo, debido a una importante infiltración relacionada con la mejor estructura del suelo bajo la canopia, que redujo la escorrentía. Mediciones de humedad del suelo hasta 1 m de profundidad en parcelas experimentales propias, en la localidad de San Miguel, realizadas durante dos años en la época de crecimiento estival, indicaron que siempre hubo mayor disponibilidad de agua en las zonas ubicadas entre copas de algarrobos. Las zonas bajo copa tuvieron también mayor humedad que el pastizal puro, aunque sin diferir estadísticamente (Figura 1) FERTILIDAD Y ESTRUCTURA DEL SUELO Un buen indicador de la presencia y diversidad de vida en el suelo, que se traduce en fertilidad potencial, es la actividad biológica global, que mide la respiración del suelo (mg CO2/gr de suelo). Investigaciones realizadas en el área de estudio encontraron tendencias hacia una mayor actividad biológica en desmontes selectivos que en monte natural y que en pastizales puros. A su vez, bajo la copa de árboles, hubo una actividad significativamente mayor que en los interespacios, debido a mayor presencia de mantillo. Varios trabajos realizados en esta región o similares, dan cuenta de mayor fertilidad bajo el área de influencia de la canopia, por mayor contenido de materia orgánica, N y P, y mayor capacidad de intercambio catiónico,. Investigaciones en el área de Chancaní, encontraron mayor cantidad de N total, N en biomasa microbiana, N contenido en la broza y mayores valores de mineralización neta bajo copa de algarrobo que en los interespacios, que en el pastizal puro y que bajo arbustos de jarilla (Larrea divaricata). En el pastizal puro, la baja calidad de la broza indujo procesos de inmovilización del N prolongados, mientras que la mejor relación Carbono-Nitrógeno de la broza de algarrobo, estimuló la mineralización y un más rápido ciclaje del nitrógeno en el sistema. Los algarrobos, árboles leguminosos, pueden establecer relaciones simbióticas con bacterias del género Rhizobium, capaces de fijar N atmosférico. Se han aislado cepas de estas bacterias, de buena infectividad y efectividad, en plantines de Prosopis flexuosa, P. chilensis y P. alba, aunque no hay datos de cantidad de N aportado por los árboles adultos en la región bajo estudio. Hay antecedentes de evaluaciones hechas en el hemisferio norte, con Prosopis glandulosa, donde se estimó que el 60% del N total en los primeros 30 cm de suelo, provenían de fijación atmosférica.. Los resultados de análisis de suelo en la parcela
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Figura 1: Contenido medio de humedad del suelo hasta 1 m de profundidad en intervalos de 20 cm, en cuatro fechas de la temporada 2003-2004, y en tres situaciones: Bajo dosel de algarrobo, entre algarrobos y en un pastizal puro, en la localidad de San Miguel.
experimental de la localidad de San Miguel, se corresponden con los antecedentes planteados (Tabla 1). La mayor cantidad de fósforo bajo la copa de algarrobos en los perfiles superficiales del suelo, es coincidente con otros estudios realizados en Chancaní. En este caso, los autores lo relacionaron a la calidad de la broza, debido a la posibilidad que tienen los árboles de redistribuir nutrientes desde capas profundas. Con respecto a la estructura de suelo, ésta resulta mejor bajo dosel arbóreo, lo cual se ha atribuido a la calidad de la broza de leñosas y a las condiciones microambientales bajo la canopia. La broza de pastos, posee mayoría de carbono orgánico lábil, que es descompuesto en un corto período, en la estación húmeda posterior a su senescencia y caída. En la broza de leñosas, la riqueza en polifenoles (taninos y ligninas) restringe la descomposición y permite una más rápida restauración y acumulación de formas estables de carbono orgánico en el suelo. A su vez, la acumulación, es favorecida por la sombra, al haber menor radiación directa y menor calentamiento del suelo. Bajo condiciones de mayor ari-
dez, como en el Monte Central en Mendoza, se observó que el 54% del suelo bajo los árboles estaba cubierto por mantillo, mientras que en las abras sólo había un 10% de cobertura. LA LUZ La luz disponible es utilizada de manera eficiente cuando los otros recursos no son limitantes. Los árboles, inevitablemente interceptan parte de la radiación. Las gramíneas predominantes en el Chaco Árido, tienen sistema fotosintético C4. Esto significa que necesitan cantidades relativamente altas de luz para que la asimilación de CO2 compense las pérdidas por respiración y que, aún a muy altos valores de radiación, siguen aumentando la asimilación. Las especies con este metabolismo son altamente productivas en condiciones de mayor luminosidad, cuando nutrientes y disponibilidad de agua no son limitantes. Estas condiciones se dan en regiones de climas mésicos, donde la presencia de árboles generalmente disminuye la producción de pasto. A medida que los climas son más áridos, la posibilidad de producción de estas especies se desplaza a zonas
Tabla 1: Valores de materia orgánica, nitrógeno total, y fósforo bajo y fuera de la proyección de copas de algarrobo, en parcela experimental de San Miguel, al oeste de Córdoba. Muestras tomadas a 3 años de un desmonte selectivo.
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Figura 2: Respuesta de la producción de biomasa de Setaria lachnea y Trichloris crinita a distintos niveles de luz y agua en el suelo.
de luminosidad intermedia, pero con mejores condiciones hídricas por menor demanda atmosférica y mayor humedad de suelos, y mayor disponibilidad de nutrientes. En un experimento llevado a cabo en la Estación Forestal Villa Dolores de INTA, con pastos nativos C4, bajo condiciones controladas de luz y agua de suelo, se observó que los tratamientos sometidos a mayor estrés hídrico durante la temporada de crecimiento, acumularon mayor biomasa bajo los tratamientos intermedios de sombra, que en el tratamiento de plena luz (Figura 2). La disponibilidad de luz afecta además la distribución de asimilados en la planta. Al aumentar los niveles de sombra, los pastos tienden a acumular mayor biomasa aérea que radicular. En el experimento citado, Trichloris crinita y Setaria lachnea, presentaron una relación significativamente negativa entre disponibilidad de luz y biomasa aérea/biomasa subterránea . Otros efectos de la sombra, son la menor asignación de asimilados hacia órganos reproductivos y modificaciones fenológicas, con una más lenta entrada en fase reproductiva, que repercute en un mayor contenido porcentual de nitrógeno (figura 3) y en un ciclo biológico más largo. La interceptación de la radiación incidente sobre el suelo, atenúa las temperaturas extremas. En el Monte mendocino, la insolación plena en las abras provocó elevadas temperaturas en la superficie del suelo durante el período estival, con registros superiores a los 50ºC al mediodía, mien-
tras que bajo la canopia de árboles no superó los 30ºC. En el invierno, los árboles atemperaron las mínimas, ya que nunca se registró una temperatura inferior a cero bajo canopia, en tanto que en las abras alcanzó –5ºC. PRODUCCIÓN PRIMARIA La producción de madera del algarrobal en el área de estudio ha sido estimada en 1m3/ha/año. Esta producción corresponde a bosques espontáneos, sin manejo silvicultural, en los que permanece el estrato arbustivo y se registra competencia intra e interespecífica. La producción de frutos de alto valor forrajero puede ser importante en los años secos, ya que la fecundación es afectada por lluvias en la floración. La producción de biomasa de herbáceas es variable, y depende de manera fuerte de la densidad de arbustos y del grado de degradación del suelo. La eliminación del estrato arbustivo genera una alta disponibilidad de nutrientes durante la primera etapa post-intervención. Una proporción de los nutrientes que estaban inmovilizados en la biomasa arbustiva, se mineralizan y pasan a estar disponibles para la vegetación remanente. En un principio, la alta disponibilidad de nutrientes y la eliminación de la competencia ejercida por los arbustos, generan un aumento brusco en el crecimiento de árboles y pastos, para luego disminuir hasta alcanzar un nuevo equilibrio, donde
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Figura 3: Variación del contenido de Nitrógeno total en forraje acumulado de Trichloris crinita y Setaria lachnea, sometidos a distinta incidencia de Radiación Fotosintéticamente Activa (RFA)
se establecen nuevas interrelaciones entre los componentes de los dos estratos. La figura 4, muestra la diferencia entre el valor real y el valor esperado del incremento del área de la base del fuste de árboles individuales, en un desmonte selectivo de Chancaní y en un área de monte adyacente, para árboles de la misma categoría de tamaño y bajo la misma situación original de competencia. Los pastos, con una mayor ocupación de los horizontes superficiales del suelo, por su sistema de raíces fibrosas, son más eficientes en capturar recursos libres, lo que se manifiesta en un rápido aumento en la producción durante el primer año posterior a la intervención, como se muestra en la tabla 2. Cuando el sistema se estabiliza, los microhábitat que se generan permiten la ocupación por una mayor diversidad de especies de pastos, dependiendo de la habilidad competitiva de cada especie para ocuparlos. En la parcela de San Miguel, con una cobertura arbórea del 20 %, se obtuvo una biomasa acumulada de 1255 Kg MS de forra-
je/ha. Las áreas bajo cobertura arbórea, produjeron 1700 Kg MS de forraje/ha, y las áreas sin cobertura arbórea 1125 Kg MS de forraje/ha. La figura 5, muestra la participación específica. Se observan especies con alta preferencia por ocupar espacios bajo las copas, como Setaria lachnea y Setaria leucophila, especies que ocupan preferentemente espacios fuera de la copa, como Trichloris crinita y Pappophorum caespitosum, y especies que producen indistintamente en los dos microambientes, como Digitaria californica. Si se analizan los modelos de fotosíntesis de Setaria lachnea y de Trichloris crinita, (figura 6) podemos explicar en parte su habilidad para adaptarse a diferentes ambientes, aunque ambas sean especies C4. La mayor pendiente inicial de la curva de Setaria lachnea (eficiencia cuántica) y la intercepción de la abscisa en un valor mayor (punto de compensación lumínica), sugieren una mejor adaptación de esta especie a ambientes sombreados. Esta producción y distribución ocurrió en un lote
Figura 4: Diferencia entre el Incremento de Área Corriente real y el Incremento de Área Corriente teórico (IACr IRAt) para los árboles del lote desarbustado y el lote de monte en la localidad de Las Oscuras. (P>F = 0,001 para ANOVA de medidas repetidas).
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Tabla 2: Producción acumulada de Materia Seca de gramíneas (Kg M.S. ha-1 año-1) en dos lotes desarbustados, previo al tratamiento (año "0") y durante los dos primeros años posteriores al mismo.
clausurado al pastoreo durante los tres primeros años posteriores a la eliminación de arbustos. El pastoreo seguramente introducirá nuevos factores que modificarán la distribución. Mediante manejo sería posible hacer prevalecer las especies forrajeras más valiosas, ocupando espacios donde en forma natural son escasas. De hecho, distribuida casi exclusivamente en los claros, produjo más biomasa en condiciones experimentales, expuesto a valores intermedios de luminosidad, cuando los valores de índice de humedad variaron entre 0,10 y 0,20, que fueron los valores encontrados en el lote de San Miguel (figura 2).
En las condiciones ambientales del Chaco Árido, la presencia de árboles permite una mayor producción de forraje y mejora algunas variables que hacen a la sostenibilidad del sistema. La presencia de arbóreas es determinante para el ciclo de nutrientes y la estructura del suelo. Árboles y pastos compiten por los recursos, pero la interacción de las variables que influyen sobre la producción hacen prevalecer relaciones de facilitación.
CONCLUSIONES Figura 6: Fotosíntesis neta en función de Radiación Fotosintéticamente Activa, de Setaria lachnea (Asimilación máxima (a) 28.33; Punto de compensación (c) 14.12; Eficiencia cuántica (b) 0.089) y Trichloris crinita (Asimilación máxima (a) 40.44; Punto de compensación (c) 38.38; Eficiencia cuántica (b) 0.035).
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Figura 5: Producción y participación porcentual por especie en una parcela con 22 % de cobertura de algarrobo negro, en la parcela completa, bajo la copa de los árboles, y fuera de su influencia.
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