INTRODUCCIÓN

En los últimos dos siglos, el hombre modificó los ecosistemas a tasas desconocidas, afectando la biodiversidad, los flujos de energía, la producción y distribución de bienes y servicios, en algunos de manera positiva y en otros negativamente (^{Augustine et al., 2018}). Todas estas alteraciones forman parte del fenómeno denominado Cambio Climático Global y representan un desafío para la comunidad científica, debido a la necesidad de brindar soluciones prácticas a estos problemas. Las actividades industriales y agropecuarias afectaron la concentración de dióxido de carbono (CO₂) en la atmósfera, a través de la quema de combustibles fósiles y la deforestación (^{Martino, 2007}; Augustine et al., 2018).

Diversos estudios científicos proponen y analizan metodologías para reducir las emisiones de CO₂ a la atmósfera y/o captar o secuestrar carbono en los ecosistemas (^{Lal, 2007}). Fijar carbono en los ecosistemas terrestres no solo contribuye a disminuir la concentración de CO₂ atmosférico, sino que incrementa las reservas de carbono y otros nutrientes del suelo, mejorando la fertilidad y la capacidad de producción de bienes y servicios (IPCC, 2003).

En la Provincia del Chaco (Argentina), la mayoría del territorio es de propiedad privada, las estrategias de manejo para aumentar el secuestro de carbono y la provisión de servicios ecosistémicos deben necesariamente ir acompañadas de planteamientos productivos atractivos (rentables) para los productores agropecuarios. Es importante conocer el historial de uso de la tierra, debido a que el uso inicial condiciona significativamente los cambios en las existencias de carbono en el suelo. No se producirá la misma fijación de carbono en un lugar si el uso inicial fue un cultivo, un pastizal o un bosque (^{Rodriguez et al., 2015}; Etchevers et al., 2016).

El almacenamiento de carbono en los suelos es el balance entre la incorporación de material vegetal muerto (hojarasca y raíces) y las pérdidas durante los procesos de descomposición y mineralización (respiración heterotrófica) (^{Reyes et al., 2008}).

El objetivo de esta investigación es evaluar el aporte de carbono de la biomasa de hojarasca y raíces en los usos de suelo más comunes en el oeste chaqueño de la Argentina..

MATERIALES Y MÉTODOS

El estudio se llevó a cabo en un área triangular de aproximadamente 250.000 hectáreas ubicadas en la porción oeste de la provincia del Chaco, Argentina, en la zona comprendida por las localidades de: J. J. Castelli (25°56'S y 60°37'O), Concepción del Bermejo (26°36'S y 60°56'O) y Río Muerto (26°18'S y 61^e39'O). Los establecimientos rurales de la zona se caracterizan por tener un 50% de cobertura forestal, con diferentes usos del suelo (agrícolas y ganaderos). La ganadería bovina (animales cruzas de razas Brahman, Braford y Brangus) se realiza sobre pastizales naturales manejando el rodeo (rebaño) con periodo de descanso del pastizal.

Esta región del Chaco tiene un relieve llano con suave pendiente hacia el sureste. El clima es subtropical continental, cálido, con estación seca marcada en invierno. La temperatura media anual es de 21,5°C (46°C en verano y 6°C en invierno), las precipitaciones medias anuales varían entre 700-800 mm con un régimen estival. El material originario de suelo es de tipo sedimentario, resultante de un transporte mixto eólico-hídrico denominados limo-loésicos (^{Morello et al., 2012}). Las especies más representativas del bosque nativo son: Schinopsis lorentzii (quebracho colorado santiagueño), Aspidosperma quebracho blanco (quebracho blanco), Ziziphus mistol (mistol), Prosopis ruscifolia (itín), Schinus molle (molle), Celtis tala (tala). Se utiliza en el sistema de manejo silvopastoril de un bosque nativo, una densidad aproximada de 140 árboles ha^-1, que tienen un arreglo natural, dado por la competencia inter específica sin intervención del hombre, considerando que los bosques de la zona evaluada provienen del raleo de especies por el aprovechamiento de la madera en el bosque nativo.

La sucesión de los ambientes más comunes en el oeste del Chaco, se inició particularmente del bosque nativo o de pastizal natural, y estos fueron cambiando de las siguientes maneras: a) a partir del bosque nativo que pasó a un manejo silvopastoril con pastura implantada de Panicum maximum cv. Gatton panic; b) bosque nativo que pasó a uso agrícola, principalmente cultivos de soja en siembra directa con diferentes rotaciones de gramíneas; c) ambientes de pastizal natural que cambiaron mediante la introducción de gramíneas subtropicales como P. maximum cv. Gatton panic implantadas mediante el pasaje del rolo triturador y posterior quema (^{Silberman et al., 2015}). Utilizando la variabilidad de los ambientes mencionados anteriormente, en el presente estudio se inició una evaluación de los mismos para observar lo que ocurre con la acumulación de carbono en hojarasca y raíces, en el período de junio 2011 a junio 2014.

Los tratamientos propuestos fueron los diferentes usos del suelo: Bosque nativo (BN), Pastizal natural de Elyonurus muticus (PN), Sistema Silvopastoril con las especies arbóreas más representativas del bosque, con pastura de P. maximum cv. Gatton panic (SSP), Campo agrícola: cultivo de soja con siembra directa (CA), y Pastura implantada de P. maximum cv. Gatton panic (PI)

En todos los usos del suelo estudiados se realizaron transectas diagonales equidistantes, donde se cavaron 3 calicatas de muestreo hasta los 0,6 m y se tomaron las muestras de suelo. La profundidad de muestreo fue definida en base a resultados obtenidos por ^{Céspedes Flores et al. (2012}) y además según las referencias bibliográficas a partir de esa profundidad del perfil de suelo, el carbono almacenado es menos susceptible a cambios y su modificación es a largo plazo, tal como lo fundamentan diversos autores (^{Piñeiro et al., 2006}; IPCC, 2014; ^{Rodriguez et al., 2015}).

En cada calicata se muestrearon los estratos: 0-0,05 m; 0,05-0,15 m; 0,15-0,3 m; 0,3-0,6 m. En

cada uso del suelo se estudió el contenido de carbono en raíces y hojarasca. La hojarasca (hojas senescentes depositadas sobre el suelo) fue muestreada por medio de la recolección en cada uso del suelo usando cuadros estandarizados de 1 m², luego se determinó la MS a 65°C.

El muestreo en el uso de CA fue antes de la cosecha, momento en el cual la biomasa vegetal es mayor y ya se produjo el mayor crecimiento de raíces del cultivo establecido, y en los demás usos del suelo fue en junio cuando las temperaturas son bajas y finalizó el período de crecimiento. Las raíces fueron separadas de la muestra de suelo por lavados, utilizando un tamiz con malla de 2 mm (^{Acosta et al., 2002}), y las raíces menores se excluyeron por no diferenciarse del material orgánico en descomposición (IPCC, 2003; ^{Trumper et al., 2009}). Luego se llevaron a estufa a 65°C hasta peso constante para determinar materia seca (MS).

El cálculo de contenido de carbono en la biomasa de hojarasca y raíces se realizó considerando que es el 45% de la MS, entonces según ^{Cruz-Flores y Etchevers (2011}), y el IPCC (2003):

C = B * 0,45;

dónde C = Contenido de carbono (kg ha^-1); B = Biomasa radical (kg MS ha^-1); 0,45 = constante, proporción de carbono en la biomasa vegetal, asumido por convención del IPCC.

Se utilizó un diseño en bloques completos al azar con 4 bloques representados por cada uno de los campos donde se encontraban todos los tratamientos (usos del suelo) y 3 repeticiones en cada uno. Con los datos se realizó un análisis de varianza y comparación de medias con un test de Tukey al 5%, utilizando el software estadístico InfoStat (^{Di Rienzo et al., 2012}).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los resultados obtenidos del contenido de carbono en hojarasca, muestran que los tratamientos PI y SSP fueron los de mayor retención de carbono, con valores de 670,7 y 944,1 kg ha^-1 respectivamente, diferenciándose significativamente (p < 0,05) con el resto de los tratamientos (Fig. 1). Entre los tratamientos de BN, PN y CA no se registraron diferencias significativas (p > 0,05) en la retención de carbono por la hojarasca. Cabe destacar que los valores tan bajos obtenidos en el tratamiento de BN se deben a que es un bosque nativo xerófilo, es decir son especies representativas de zona semiárida, que no generan demasiada biomasa, que al ser una zona de altas temperaturas la tasa de descomposición del material orgánico es mayor.

El tratamiento SSP no se diferenció significativamente del PI, debido a que el mayor aporte de la biomasa de hojarasca en el SSP lo realizó la pastura de P. maximum, y en menor grado los árboles xerófilos que crecen en el sitio; se debe tener en cuenta que el animal no sólo pastorea la pastura sino que ramonea los árboles, lo que propicia una reducción en la producción de hojarasca.

Los valores de hojarasca obtenidos fueron similares a los observados en trabajos por ^{Céspedes Flores et al. (2010}) quiénes estudiaron en el parque chaqueño húmedo un pastizal de Sorghastrum setosum y una pastura de Cynodon nlemfuensis, en concordancia con los valores de ^{Cruz-Flores y Etchevers (2011}) y ^{Schóning et al. (2006}). ^{D'acunto et al. (2012}) obtuvieron en la zona de La Pampa (Argentina) valores similares de carbono en usos agrícolas con cultivos de

Fig. 1: Carbon retained by litter in Native Forest (BN), Cultivated Field (CA), Natural Grassland (PN), Pasture (PI) and Silvopastoral System (SSP) in the western Chaco. Different letters indicate significant differences (p ≤ 0.05). 

sorgo, maíz y soja. El aporte de carbono en la hojarasca en el CA, con el sistema de labranza conservacionista se realizó un aporte importante al stock de carbono, lo cual puede deberse a que tratándose de una siembra bajo labranza cero el material senescente se acumula, ya que en un cultivo de soja lo que se recolecta es la semilla y no la planta entera, por lo cual campaña tras campaña y dependiendo de los grupos de maduración que se utilicen ese material senescente va acumulándose, no es como el caso de la pastura o de árboles que pueden ser ramoneados por ganado, y por lo tanto no se aporta al suelo. Los muestreos se realizaron en el momento de mayor aporte del cultivo, luego de la cosecha.

La distribución de la PI genera mayor cobertura y atenúa el efecto del clima sobre la hojarasca al ser una pastura monofítica de desarrollo más homogéneo, esto no se observó para el caso de PN en donde, debido a condiciones naturales del ambiente y del pastizal de E. muticus evaluado, habían amplios sectores con baja densidad de pastizal, ya que esta especie predominante forma matas, y el espacio intermata está cubierto por otras especies de menor volumen de biomasa tanto aérea como de hojarasca, pero de mayor calidad forrajera que el pastizal mencionado (^{Sánchez Cárdenas et al., 2008}).

En cuanto a los resultados del contenido de carbono de la biomasa radicular subterránea (Fig. 2) en BN el estrato de 0,05 m (3156,9 kg ha^-1) se diferenció significativamente (p < 0,05) de los estratos de 0,30 y 0,60 m (2495 y 2526 kg ha^-1). En el SSP el estrato de 0,05 m superó estadísticamente (2448,4 kg ha^-1) al resto de los estratos muestreados.

El CA fue el tratamiento que menos carbono retuvo en raíces. Presentó en comparación con los demás usos, para los estratos 0,05 m y 0,15 m (558 y 654 kg ha^-1, respectivamente) que se diferenciaron significativamente (p < 0,05) de los 0,60 m (379 kg ha^-1) de profundidad (Fig. 2).

Debería considerarse que el CA se trata de cultivo de soja, familia de las Fabaceae, tiene raíz pivotante a diferencia de las gramíneas o poáceas que presentan raíz fibrosa, por lo cual el aporte de carbono de las raíces es diferente, a su vez se debe tener en cuenta que se trata del oeste chaqueño, que es una región semiárida con suelos con bajo contenido de materia orgánica (1,08-1,06%) y que por las altas temperaturas y condiciones climáticas presenta una alta descomposición (^{Silberman et. al., 2015}) (Fig. 2).

En el tratamiento de PN se presentaron diferencias estadísticas (p < 0,05) de los 0,05 m y 0,15 m de profundidad respecto al resto de los estratos. En PI el estrato de 0,05 m (1834 kg ha^-1) fue significativamente superior al de los 0,30 m (1316 kg ha^-1) de profundidad (Fig. 2).

En todos los usos del suelo en los primeros dos estratos de suelo evaluados, se retiene aproximadamente el 80% de carbono, en concordancia con lo obtenido por Rodríguez et al. (2015), quienes hallaron los mayores valores de carbono en diferentes usos del suelo en los primeros 20 cm de profundidad en Balcarce, provincia de Buenos AireSn en Atntntitia. Bos testiltados obtenidos en el aporte de carbono de la biomasa adicular subterránea (Fig. 2), coincidieron con lo observado por ^{Ansín et al. (1999}), ^{Pucheta et al. (2004}) y ^{Cruz-Flores y Etchevers (2011}) con diferentes usos del suelo tanto ganaderos como agrícolas, quiénes encontraron una variación en la distribución superficial de las raíces en el perfil de suelo, destacando que el mayor aporte de carbono hecho por las raíces fue en los primeros 0,15 m. Las especies con sistema radicular profundo como las gramíneas constituyen una opción para incrementar en buena medida la acumulación de carbono, ya que redistribuyen el carbono en el perfil hasta el metro de profundidad, según ^{Cespedes Flores et al. (2012}).

Fig. 2 Carbon in roots of Native Forest (BN), Cultivated Field (CA), Natural Grassland (PN), Pasture (PI) and Silvopastoral System (SSP). Different letters indicate significant differences between depths (p ≤ 0.05). 

En la Fig. 3, se puede observar el aporte total que realiza cada uso del suelo, el aporte de carbono de las raíces y de la hojarasca, el BN es el de mayor aporte significativo (11157,52 kg ha^-1) total, porque tuvieron raíces gruesas de gran aporte en cuanto a peso de MS total de las mismas. El que siguió en cuanto a aporte total fue el SSP (7711,04 kg.ha^-1),

Fig. 3 Total contribution of carbon in each land use evaluated (BN-PN- CA- PI- SSP). Different letters indicate significant differences between depths (p ≤ 0.05) 

que no se diferenció significativamente del PI, y los usos con aportes totales menores fueron el PN y CA que no se diferenciaron estadísticamente (2861,77 y 2606,93 kg ha-1, respectivamente).

Los árboles del BN son una fuente de aporte de gran importancia como contribuyente al C fijado en el sistema, se podría considerar medir únicamente árboles pero el costo de un muestreo destructivo de los mismos es elevado (CuellarBautista y Zanabria Mallqui, 2015).

Es esperable que el incremento de CO2 atmosférico y la temperatura afecten la productividad, la composición de especies, biogeoquímica, y además la cantidad y calidad de forraje disponible para los herbívoros en los ecosistemas de pastizales naturales (^{Augustine et al., 2018}).

^{Augustine et al. (2018}), encontraron en Norteamérica, que tanto el CO₂ (CO₂ equivalenteeCO₂) como el calentamiento global afectan la química del tejido vegetal a través de múltiples vías directas e indirectas. Para las seis especies forrajeras más abundantes de un pastizal natural en Norteamérica, en un ensayo de 7 años, el calentamiento global y el eCO₂ aumentaron la producción de forraje en un 38% y redujeron el contenido de N en un 13%. Para Pascopyrum smithii la digestibilidad in vitro de la MS (IVDMD) se redujo de 63,3 a 61,1% IVDMD y el N de 1,25 a 1,04%; tales cambios podrían tener consecuencias sustanciales en la velocidad a la que los rumiantes ganan peso durante la temporada de crecimiento primario en el ecosistema de pastizales más grande en Norteamérica.

CONCLUSIONES

El carbono retenido por la hojarasca en los tratamientos de pastura y sistema silvopastoril fue mayor que en el pastizal y bosque nativo bajo estudio. El carbono retenido en raíces en los usos de suelo con bosque nativo y silvopastoril fueron los que acumularon más carbono en el perfil muestreado, y el menor fue en el uso agrícola. Se encontró que el carbono retenido por las raíces fue mayor en los dos primeros estratos de suelo muestreados (0-0,05 m en sumatoria con el estrato de 0,05-0,15 m), correspondiendo a un 80% aproximadamente del total de carbono de raíces en el perfil estudiado. El aporte de carbono total de mayor aporte significativo se dio en el bosque nativo, los árboles son una fuente de aporte de gran importancia como contribuyente al C fijado en el sistema en la zona estudiada.