Efectos del incremento experimental a campo de agua y nutrientes sobre procesos ecológicos y fisiológicos de la vegetación de la estepa patagónica

• Autores: Carbonell Silletta, Luisina Marta
• Año de publicación: 2020
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Bucci, Sandra Janet; Scholz, Fabián Gustavo
• Fuente: Carbonell Silletta, Luisina Marta. (2020) . Efectos del incremento experimental a campo de agua y nutrientes sobre procesos ecológicos y fisiológicos de la vegetación de la estepa patagónica. Tesis doctoral. Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco.
• Materia: CRECIMIENTO; EFICIENCIA HIDRAULICA; FERTILIZACION; FOTOSINTESIS; IRRIGACION; MINERALIZACION; POTENCIAL HIDRICO; RESPIRACION EDAFICA; TOLERANCIA A BAJAS TEMPERATURAS; TRANSPIRACION
• Institución: Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco

La temperatura media del aire y los regímenes de precipitación seguirán cambiando de acuerdo a los escenarios de cambio climático y las deposiciones de Nitrógeno atmosférico continuarán incrementando globalmente. Los ecosistemas áridos como las estepas están fuertemente limitados por la disponibilidad de agua y de nutrientes. Particularmente las estepas patagónicas, además, presentan limitaciones dadas por la asincronía entre la disponibilidad de agua y las temperaturas favorables para el crecimiento y por las altas intensidades y frecuencias de viento. A esto se le suman signos graves de deterioro ambiental como consecuencia del sobrepastoreo y la actividad petrolera y minera. Dado que los pastizales son en general la base de la actividad económica de la Región Patagónica a través de su uso para pastoreo esencialmente ovino, es importante conocer cómo las modificaciones en las entradas de agua y de Nitrógeno podrían afectar a este ecosistema. El objetivo principal de esta tesis fue evaluar las respuestas ecofisiológicas de pastos y arbustos y de procesos ecológicos que ocurren en el suelo en una estepa patagonica arbustiva-graminosa ante un aumento en las entradas de agua por precipitación y de Nitrógeno al suelo. Se utilizó un abordaje experimental a través de ensayos a campo bajo condiciones controladas de disponibilidad de agua y nutrientes, a gran escala y largo plazo en el SO de Chubut, iniciado en 2013 y que continúa en la actualidad. La adición de N (100 kg ha-1 año) estimuló las pérdidas de C desde el suelo por respiración, mientras que un incremento entre el 20-25% en la precipitación media anual solo produjo pulsos de emisión de CO2 a corto plazo. La fertilización provocó una fuerte inmovilización del N en el suelo. En general, el incremento en las precipitaciones y en la disponibilidad de N incrementó el consumo de agua por planta pero sin afectar su estado hídrico. A nivel de las hojas hubo un incremento de la resistencia a la pérdida de la capacidad de transportar agua tanto con la fertilización como con la irrigación. La fertilización con o sin adición de agua, aunque no la irrigación por sí sola, incrementaron el estado nutricional de las hojas de pastos y arbustos aumentando el contenido de N, pero no necesariamente el contenido de clorofilas y la fotosíntesis. Sin embargo, la irrigación estimuló la tasa de fotosíntesis debido al aumento en la difusión estomática de CO2. La fertilización redujo la resistencia a las bajas temperaturas de los pastos, sin embargo manteniendo aún grandes márgenes de seguridad en su tolerancia al congelamiento. Aunque la fertilización no modificó la tasa de fotosíntesis de los pastos, aumentó la productividad primaria área pero con un recambio de especies que consistió en una disminución de la especie con alta palatabilidad, Poa ligularis y en un aumento de Pappostipa humilis, menos palatable. Los arbustos incrementaron su crecimiento aéreo solo en el año excepcionalmente húmedo debido a un evento extremo natural de precipitación y la adición de nutrientes potenció este efecto, pero a su vez la fertilización aumentó la mortalidad de los arbustos.
Mean air temperature and precipitation regime will increase according to climatic changes sceneries as well as atmospheric Nitrogen deposition. Arid ecosystems, like steppes, are strongly limited by water availability and nutrient. Also and particularly patagonian steppes, are controlled by the asynchrony between water availability and favorable temperatures to plant growth and by strong and frequently winds around the year. In addition, patagonian steppes exhibit signals of degradation as consequence of overgrazing by sheep and oil activity. Domestic grazing is the most ubiquitous land use practice and constitutes one of the most important economic activities in the Patagonia Region. Thus it is crucial to know how changes in precipitation and N availability could affect the ecosystem functioning. The main objective of this thesis was to evaluate grasses and shrubs ecophysiological responses and soil ecological processes under increases in precipitation and soil N in a patagonian steppe. A large and long-term field manipulative experiment under water and N controlled conditions was carried out in a shrubby-grass steppe in the SO of Chubut since 2013 to present. Nitrogen addition (100 kg ha-1 year-1) stimulated soil C loss through respiration while an increment of 20 to 25% in mean annual precipitation only led to strong and short term soil CO2 efflux immediately after water pulses. Fertilization produced soil N-immobilization. In general, irrigation and N fertilization increased plant water use but plant water status was not affected. However, leaves increased the resistance to loss of water transport capacity under N and water addition. Nitrogen addition increased leaf N in grasses and shrubs although only in some species chlorophyll content and photosynthesis increased. On the other hand, irrigation increased photosynthetic rate due to higher stomatal conductance. Grasses exposed to higher soil N were more vulnerable to freezing temperature although they maintained large safety margins. Higher grass aboveground net primary productivity was observed under N addition but there was a change in species composition such that Poa ligularis, a palatable species, was partially replaced by Pappostipa humilis, a less palatable species. Shrubs only exhibited higher growth during a year exceptionally wet and N addition maximized the effect of higher water availability. Fertilization without water addition increased mortality of shrubs.
Fil: Carbonell Silletta, Luisina Marta. Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco. Facultad de Ciencias Naturales y Ciencias de la Salud. Departamento de Biología y Ambiente; Argentina.