IFEVA   02662
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES FISIOLOGICAS Y ECOLOGICAS VINCULADAS A LA AGRICULTURA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
La invasión de especies exóticas acelera la respiración del suelo en pastizales sucesionales de la Pampa Interior
Autor/es:
LÓPEZ ZIEHER, X. M; VIVANCO, LUCIA; YAHDJIAN, L.
Lugar:
Santiago del Estero
Reunión:
Congreso; XI Reunión Nacional de Biología de Suelos y I Congreso Nacional de Biología Molecular de suelos; 2013
Resumen:
En la Región Pampeana, los pastizales han sido desplazados por la actividad agropecuaria en los últimos 200 años, por lo cual hoy son pocas las áreas de pastizales nativos remanentes. Por otra parte, los lotes agrícolas abandonados, que han sido ampliamente disturbados por esta actividad antrópica, siguen una trayectoria sucesional hacia un estado de equilibrio alternativo, en lugar de restablecerse el pastizal original, lo que atenta contra la conservación de este ecosistema. En los lotes post agrícolas predominan las especies vegetales exóticas con capacidad invasora que han sido introducidas por el hombre accidental o deliberadamente y que interfieren en la recuperación de comunidades nativas porque dominan durante las primeras etapas sucesionales (Omacini, 2005). En los últimos años ha habido un interés creciente por comprender las vías de restauración de estos sistemas y los mecanismos que facilitan o impiden que el sistema vuelva a un estado similar al original motivado por el aumento de la superficie de campos agrícolas abandonados con potencial de recuperación (Cramer, 2008). Las especies exóticas suelen poseer diferente biomasa, productividad, composición química de los tejidos y morfología que las especies nativas, lo que puede a su vez alterar la dinámica de los nutrientes (Ashton, 2005). De hecho, trabajos recientes demuestran que la invasión de especies exóticas altera los procesos biogeoquímicos, acelerando el ciclado de nutrientes (Liao, 2008), lo que impide la restauración de los ecosistemas naturales (Bakker, 1999). Más recientemente, experimentos en los pastizales de la Pampa Interior mostraron que las tasas de descomposición del material vegetal y la tasa de respiración del suelo se ven aceleradas con la invasión de especies exóticas (Spirito, 2008). El aumento de la tasa de descomposición podría llevar a aumentos en la disponibilidad de nutrientes del suelo, lo que a su vez podría acelerar el proceso de invasión, dificultando la restauración del pastizal nativo. Así, los cambios en las comunidades de plantas podrían tener un fuerte impacto en las comunidades del suelo, incluyendo las bacterias responsables de procesos claves relacionados con la circulación de nutrientes. En este sentido, el estudio de los mecanismos de interacción vegetación-suelo en la generación de estados estables representa una nueva perspectiva para el análisis de las restricciones a la restauración de pastizales pampeanos post-agrícolas. El objetivo de este estudio fue estimar la actividad de la comunidad microbiana del suelo mediante las tasas de respiración del suelo bajo la hipótesis de que los estados alternativos del pastizal pampeano difieren en la comunidad bacteriana y en las tasas de mineralización de carbono, lo que podría favorecer la presencia de especies exóticas. Se realizaron dos experimentos: a) experimento en cámara de cultivo, incubando los suelos a 25˚C y capacidad de campo por 14 días, y estimando la tasa de respiración en distintos intervalos lo que permite medir la actividad microbiana potencial acumulada en ese período; y b) experimento a campo, estimando la respiración del suelo con un respirómetro EGM-4 PP Systems, que contempla conjuntamente la respiración heterotrófica (de microorganismos) y autotrófica (de raíces) en un momento dado. El experimento A se repitió en dos momentos del año, en noviembre de 2012 y mayo de 2013, y en ambos se utilizaron muestras de los primeros 10 cm de suelo colectadas en la estancia San Claudio (Partido de Carlos Casares, Provincia de Buenos Aires, Argentina). El muestreo se llevó a cabo en parcelas con dos tratamientos: Relicto, donde la vegetación es el pastizal nativo con especies perennes como ser: Paspalum quadrifarium, Bothriochloa laguroides, Briza subaristata, Melica brasiliana y Schizachirium scoparia, etc.; e Invadido, donde se produjo una sucesión post agrícola que permitió el establecimiento de gramíneas exóticas alcanzando un estado de equilibrio alternativo. La principal especie en estos pastizales es Festuca arundinacea, pero también se pueden encontrar Cynodon dactylon, Sorghum halepense y Carduus acanthoides. Los resultados obtenidos, tanto en el experimento en cámaras de cultivo como en el experimento a campo, muestran una tendencia a una mayor actividad respiratoria en los suelos invadidos respecto a los relictuales lo que implica una mayor tasa de mineralización del carbono y/o mayor contenido de carbono edáfico debido a la invasión de los pastizales por especies vegetales exóticas (Figuras I y II). Por otra parte, la respiración estimada a campo podría ser mayor en los lotes invadidos que en los relictos por la mayor productividad primaria y consecuentemente, mayor respiración de raíces, con lo cual la respiración autotrófica también podría contribuir a las tasas de respiración de suelo estimadas a campo por la mayor actividad radicular. A su vez, estudios en la rizósfera indican que mayor actividad radical implicaría mayor actividad microbiana por la disponibilidad de nutrientes y materia orgánica, si bien en este estudio no se evaluó biomasa de raíces (Madigan et al, 2003). En el caso de la respiración potencial, la diferencia entre los lotes invadidos y los pastizales relictuales no es muy marcada y el efecto del momento de medición no se ve claramente por la magnitud de los errores, lo que podría significar que, al llevar los suelos a condiciones potenciales, la actividad microbiana se promueve más que proporcionalmente en los suelos en el mes de mayo que en los de diciembre. En conclusión, las variables estudiadas reflejaron que existe mayor respiración del suelo en los pastizales invadidos por especies exóticas, apoyando la hipótesis de que las mismas modifican el ciclado de nutrientes acelerándolo, ya sea por la mayor actividad de los microorganismos del suelo o por la actividad radicular. Este cambio en la relación planta-suelo representaría un obstáculo más que dificulta la restauración de los pastizales naturales al impedir el establecimiento de la flora nativa, que está mejor adaptada a menores niveles de disponibilidad de nutrientes en el suelo (Omacini, 2005). Un estudio que considere otros aspectos del ecosistema como las relaciones existentes en la rizósfera entre el suelo, las raíces, los microorganismos y los recursos edáficos, podría aportar a la restauración los pastizales post agrícolas. Ashton, I. W., L. A. Hyatt, et al. (2005). "Invasive species accelerate decomposition and litter nitrogen loss in a mixed deciduous forest." Ecological Applications 15(4): 1263?1272. Bakker, J. P. and F. Berendse (1999). "Constraints in the restoration of ecological diversity in grassland and heathland communities." Trends in Ecology and Evolution 14: 63-68. Cramer, V. A., R. J. Hobbs, et al. (2008). "What?s new about old fields? Land abandonment and ecosystem assembly." Trends in Ecology and Evolution 23(2): 104-112. Evans, R. D., R. R. L. Sperry, et al. (2001). "Exotic plant invasion alters nitrogen dynamics in an arid grassland." Ecological Applications 11(5): 1301-1310. Liao, C., Peng, R., Luo, Y., Zhou, X., Wu, X., Fang, C., Chen, J. and Li, B. (2008). "Altered ecosystem carbon and nitrogen cycles by plant invasion: a meta-analysis." New Phytologist 177(3): 706-714. Omacini, M., P. Tognetti, et al. (2005). Sucesión postagrícola en la Pampa Interior. La heterogeneidad de la vegetación de los agroecosistemas. Un homenaje a Rolando León. M. Oesterheld, M. R. Aguiar, C. M. Ghersa and J. M. Paruelo, Editorial Facultad de Agronomía. UBA 215-234. Spirito, F., L. Yahdjian, et al. (2008). Efecto de las invasiones biológicas sobre el funcionamiento del ecosistema en la sucesión post-agrícola en pastizales pampeanos XXIII Reunión Argentina de Ecología. San Luis, Argentina.