INVESTIGADORES
YAHDJIAN Maria Laura
congresos y reuniones científicas
Título:
La invasión de especies exóticas acelera la respiración del suelo en pastizales sucesionales de la Pampa Interior
Autor/es:
XIMENA LÓPEZ ZIEHER; VIVANCO LUCIA; LAURA YAHDJIAN
Lugar:
Santiago del Estero
Reunión:
Congreso; IX Reunión Nacional Científico- Técnica de Biología de Suelos y I Congreso Nacional de Biología Molecular de Suelos; 2013
Institución organizadora:
Asociación Biología de Suelos
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 Caardus 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 Applications15(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 Evolution14: 63-68.
Cramer, V. A., R. J. Hobbs, et
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Evans, R. D., R. R. L. Sperry,
et al. (2001). "Exotic plant invasion alters nitrogen dynamics in an arid
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Liao, C., Peng, R., Luo, Y.,
Zhou, X., Wu, X., Fang, C., Chen, J. and Li, B. (2008). "Altered ecosystem
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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.