Sistemas silvopastoriles en el Chaco Arido

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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