0369-B4

Importancia del Mantillo Forestal de Pinos Subtropicales en Suelos de Baja Fertilidad

Silvia Rebottaro[1], Daniel Cabrelli[2], Emilia Rivero[3], Darío Ceballos[4], Eduardo Rienzi[5],


Resumen

La concepción forestal en términos exclusivamente madereros, ha dirigido la atención hacia los tallos como único componente de la productividad. Sin embargo, el uso múltiple del bosque implica un nuevo enfoque, donde otros componentes del sistema tienen relevancia, tanto en términos ecológicos como económicos. El mantillo forestal (MF), por ejemplo, generalmente no es computado al tomar en cuanta la acumulación de biomasa o necromasa aérea. En este marco, nosotros evaluamos la cantidad, estacionalidad y composición del MF en poblaciones de pino creciendo en suelos arenosos al noreste de Argentina (31°22' Lat.S., 58° 07' Long. O., 47 msnm). Se evaluarón poblaciones de diferente edad, con diferente manejo y en diferentes épocas del año, para varios rodales de Pinus ellliottii y en un rodal de Pinus taeda. El MF se dividió en dos estratos en función del grado de descomposición de sus componentes: estrato superior (mantillo vegetal donde sus componentes conservan casi intacta la estructura original), y estrato inferior (mantillo donde no puede diferenciarse los elementos vegetales que lo componen). Se realizó una caracterización del suelo mineral y se evaluó el contenido de nutrientes en el mantillo. Los resultados más importantes fueron: 1) la cantidad de MF en el suelo varió entre 17 a 50 tn/ha de materia seca, dependiendo de la situación, 2) en regeneración natural los niveles de MF alcanzados tendrián un efecto protector sobre el suelo, 3) el estrato inferior presentó mayor cantidad de material acumulado, 4) hubo una variación del MF dentro del año, 5) comparado con otros estudios la concentración de N, Ca y Mg fue alta y la de K baja, 6) el MF debe ser considerado, ya que representa un reservorio de CO2, 7) el mantillo representa un reservorio de nutrientes, considerando el tipo de suelo donde se desarrollan estas poblaciones de pino.

Palabras claves: pino, mantillo forestal, nutrientes, uso múltiple, suelo, protección, regeneración natural, plantación.


Introduction

Pinus elliottii Engelm. y Pinus taeda Lin. son las especies más difundidas en plantaciones comerciales de Argentina, siendo su madera utilizada tanto en la industria celulósica como en el aserrado (SAGPyA 1999). De modo que, la concepción forestal en términos exclusivamente madereros, ha dirigido la atención hacia los tallos como único componente de la producción de estas especies.

Sin embargo, la productividad del bosque consiste tanto en la acumulación de leño como de otros tejidos generalmente de corta vida (Waring y Schlesinger 1985). El uso múltiple del bosque implica un nuevo enfoque donde, además del tallo, otros componentes del sistema tienen relevancia tanto en términos ecológicos como económicos. A partir de los últimos años aparecen reportes en la literatura forestal sobre valores de otras partes del sistema diferentes a los tallos. Esto refleja el interés creciente en el uso de todos los componentes del bosque desde una perspectiva del ecosistema.

En Argentina, algunos forestadores comercializan el mantillo forestal (MF) de pino, el cual es utilizado como sustrato en sistemas de producción intensivos. Sin embargo, los productores desconocen los niveles acumulados en el suelo, y los momentos del año más convenientes para su extracción, ya que el MF no es cuantificado al evaluar la acumulación de biomasa y necromasa aérea. En su evaluación, un análisis más completo indica la necesidad de conocer la composición química de este producto no tradicional.

Por otro lado, la información sobre cantidad y composición del MF también es necesaria cuando se realiza una evaluación del ciclo de nutrientes en un sistema forestal. La presencia de los bosques y su manejo puede tener efectos severos sobre el suelo (Batista et al. 1996). La eliminación mecánica de malezas o de residuos de cosecha puede remover la capa superficial del suelo. Las podas y los raleos precomerciales, producen una transferencia de nutrientes dentro del sistema. De todas las prácticas forestales la más controversial indudablemente es la tala rasa "clearcutting" (Smith 1986). Sin embargo, su impacto dependerá en parte de las características del suelo donde se desarrolla el cultivo y de la cantidad y calidad de los residuos.

En este marco, nosotros evaluamos la cantidad, estacionalidad y composición del MF en poblaciones de pino creciendo al noreste de Argentina.

Materiales y Métodos

El trabajo de campo se llevó a cabo en la Estación Experimental Agropecuaria Yuquerí, Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria, y en el establecimiento "El Alambrado", en cercanía del río Uruguray, proxímo a la ciudad de Concordia (31° 22' Lat. S, 58° 07' Long. O, 47 msnm), al noreste de Argentina. La región posee un clima subtropical húmedo de llanura, con una temperatura media anual de 18,5° C, y una precipitación media anual de 1274 mm, distribuída a lo largo de todo el año. Los ensayos se llevaron a cabo en lotes con suelos del tipo arenoso pardo (Entisoles) de profundidad mayor a 60 cm y baja capacidad de retención hídrica.

Como parte del proyecto de evaluación de biomasa en poblaciones de pino, nosotros efectuamos un estudio del MF para rodales de diferente edad, con diferente manejo y en diferentes épocas del año, en varios rodales de Pinus elliottii y en un rodal de Pinus taeda.

Se definieron dos estratos dentro del MF: Horizonte Orgánico Superior (HOS), definido como el mantillo de residuo vegetal donde sus componentes conservan casi intacta la estructura original, y el Horizonte Orgánico Inferior (HOi) definido como el mantillo vegetal que muestra cierto nivel de descomposición del material, no pudiéndose diferenciar claramente cada una de los elementos vegetales que lo componen. Esta clasificación corresponde a los horizontes O1 y O2, respectivamente, de la clasificación del Servicio de Conservación de Suelos de USA (Soil Survey Staff 1975).

La toma de muestras (n = 20-30 por rodal y época) se realizó con un sacabocado de acero, el cual tiene una sección de 10 × 10 cm y 20 cm de profundidad. En el campo se efectuó la separación de los dos estrátos orgánicos, colocándoles en bolsas previamente identificadas. Las muestras fueron secadas en estufa para la posterior determinación del peso seco.

En tres de las poblaciones de P. elliottii, se efectúo además una caracterízación del suelo mineral y el contenido de nutrientes en el MF, analizándose en ente caso N (Kjeldahl), P (colorimetría), K, Ca y Mg (espectrometría de absorción atómica).

Los análisis estadísticos fueron realizados con SAS (Statistical Analysis System, Inc. 1999). El nivel de significancia utilizado fue a un nivel de P = 0.05. En caso contrario, será especificado.

Resultados

En la Tabla 1 se presentan las características de las poblaciones donde se efectuó el estudio y los valores promedio de MF acumulado en el suelo. Tomando todo el espectro de poblaciones de pino analizadas, los valores promedio de MF fueron de 17-50 tn/ha de materia seca, y los valores del coeficiente de variación (CV) del 25 al 50 %.

Tabla 1. Características poblacionales y valores promedio para el peso seco del Mantillo Forestal (MF) en poblaciones de pino, al noreste de Argentina.

Especie

Tipo de regeneración

Edad

Diámetro (cm)

Número por ha

Manejo recibido

Epoca de evaluación

MF (tn/ha)

P. taeda

Artificial

28

34

550

Con un raleo

Verano

24

P. elliottii

Artificial

6

14

800

Sin raleo

Diferentes

17

P. elliottii

Natural

6

6.5

15000

Sin raleo

Diferentes

46

P. elliottii

Natural

6

11.5

2500

Con raleo precomercial

Diferentes

50

P. elliottii

Artificial

18

26

625

Con dos raleos

Diferentes

20

P. elliottii

Artificial

21

30

578

Con un raleo

Diferentes

37

P. elliottii

Artificial

28

33

570

Con un raleo

Verano

39

P. elliottii

Artificial

29

26

900

Sin raleo

Diferentes

27

P. elliottii

Artificial

31

35

637

Sin raleo

Verano

45

En plantaciones adultas de igual edad y manejo, P. elliottii presentó mayor mantillo acumulado que P. taeda. Cuando se compararon las poblaciones jóvenes de P. elliottii, resultó que el MF en la regeneración natural fue significativamente mayor (P< 0.0001) que en la regeneración a través de plantación. Adicionalmente, se observó que la distribución espacial en la PJ fue heterogénea, ya que se concentró solamente bajo la copa de los árboles, mientras que en la regeneración natural la cobertura fue uniforme.

El MF fue significativamente inferior (P<0.0001) en la plantación joven respecto a cualquiera de las demás situaciones, habiendo sido esto válido para ambos estratos orgánicos. En cuanto al aporte de cada estrato, se registró que en todas las situaciones (escepto en la plantación joven), el estrato inferior tuvo significativamente (P<0.0001) mayor peso seco que el estrato superior. El estrato inferior representó entre el 65 y el 80 % del peso total del MF.

La cantidad de mantillo presentó cierta estacionalidad dentro del año (Figura 1), aunque sus difenencias no fueron significativos. La mayor acumlulación se presentó durante la época invernal.

Figura 1. Comportamiento estacional del mantillo forestal acumulado en el suelo para poblaciones de pino. Los valores son promedio de diferentes situaciones.

En la Tabla 2 se presentan los parámetros químicos del suelo mineral donde crecen algunas de las poblaciones de pino evaluadas. Los valores encontrados permiten inferir que estos suelos se encuentran dentro del rango de baja fertilidad química, con bajo contenido de MO y baja CIC.

Tabla 2. Características de los suelos donde crecen tres de las poblaciones de Pinus elliottii evaluadas: Plantación Joven (PJ); Regeneración natural joven con raleo precomercial (Reg); Plantación Adulta (PA).

Variables

PJ

Reg

PA

MO (%)

0.62

0.50

0.82

CO (%)

0.36

0.29

0.48

Total N (%)

0.033

0.029

0.045

Relacion C/N

11.00

10.00

10.70

P disponible (mg kg-1)

5.00

3.80

3.60

Sulfato (mg kg-1)

7.40

5.90

7.00

CemS/ cm

0.06

0.04

0.10

PH en agua

5.6

5.5

5.5

PH ClK

5.8

5.8

5.8

Ca (meq/100g)

0.8

0.8

1.1

Mg (meq/100g)

0.2

0.3

1.1

Na (meq/100g)

0.1

0.1

0.2

K (meq/100g)

0.2

0.1

0.1

Total cationes

1.3

1.3

2.5

CIC

2.2

1.9

3.3

% Sat

58.2

64.4

75.4

PSI

4.70

5.30

4.60


Los nutrientes siguieron el mismo patrón de acumulación que el mantillo. De modo que, en general, la mayor cantidad de nutrientes se acumuló en el estrato inferior. En general, la concentración de N, P y S fue mayor en el estrato inferior, mientras que la concentración de K, Ca y Mg fue mayor en el estrato superior (Tabla 3).

Tabla 3. Concentración de nutrientes (%) en el mantillo forestal de P. elliottii, discriminado por estrato. Los datos corresponden a tres situaciones: una Plantación Joven (PJ); Regeneración natural joven con raleo precomercial (Reg); Plantación Adulta (PA).

Situación

Estrato

N

P

K

Ca

Mg

PJ

HOs

0.51

0.070

0.02

1.78

0.12

HOi

0.74

0.070

0.01

1.57

0.08

Reg

HOs

0.63

0.075

0.03

1.60

0.175

HOi

0.74

0.080

0.0025

1.58

0.145

PA

HOs

0.66

0.075

0.035

2.60

0.47

HOi

0.75

0.100

0.015

1.68

0.175

HOs: mantillo superior de residuos donde sus componentes conservan casi intacta la estructura original.

HOi: mantillo inferior de residuos con descomposición del material, donde no es posible diferenciar a los elementos vegetales que lo componen.

Discusión

En la toma de decisiones sobre el manejo del bosque, se plantean dudas acerca de la capacidad de los mismos para sostener su fertilidad y productividad (Young 1968, 1971), siendo el problema más notable en los sitios de baja calidad. Debido a la baja fertilidad y a las características texturales de los suelos del área de estudio, se destaca como importante en el manejo de los mismos tener en cuenta su protección.

Las pérdidas de nutrientes pueden ser considerables si se elimina toda la vegetación y se mantiene el suelo desnudo por algún tiempo (Bormann et al. 1968, Likens et al. 1970). Los resultados indicaron que los sistemas establecidos a partir de regeneración natural tuvieron una alta capacidad para acumular mantillo en el suelo, con valores significativamente superiores respecto a una plantación de igual edad. La combinación de mayor cantidad y de mejor distribución espacial del mantillo en la regeneración natural, indicaría un efecto protector sobre el suelo desde los primeros estadíos de desarrollo de la población.

Los mayores niveles de mantillo acumlulados bajo la regeneración natural, los cuales fueron incluso superiores a las plantaciones adultas, estarían asociados a los elevados niveles de densidad con los que comenzaron estas poblaciones.

Dado que el mayor aporte de residuos vegetales está constituído por las acículas, y debido a que P. taeda en general alcanza menor área foliar que P. elliottii, en sitios de baja fertilidad, ello puede explicar las diferencias entre especies en los valores de MF encontrados. Los valores de mantillo en poblaciones adultas son coincidentes con los encontrados por Mendez (1996) para plantaciones de estas especies en la zona. Los valores se encuentran dentro del rango citado por Romezov y Pogrebnyak (1969) para bosques de coníferas.

Dado que en las poblaciones adultas se encontró que el estrato inferior es el que más contribuye en el peso seco del MF, se infiere que esa sería la condición de equilibrio del sistema, siendo ese el estrato más importante como reservorio de nutrientes. La participación relativa de cada estrato que encontramos en nuestro trabajo es coincidente con lo reportado por otros autores (Heyward y Barnett 1936, Pritchett y Smith 1974).

Respecto a la estacionalidad del MF, según Rezzano et al. (1997) la caída de residuos se presenta durante todo el año, con dos picos durante el verano y el otoño. Sin embargo, la mayor acumulación durante el invierno que se registró en el presente estudio, podría estar asociada a la menor actividad biótica, lo cual disminuye las tasas de degradación del mantillo forestal durante el invierno.

En general, la concentración de nutrientes en el mantillo fue alta para N, Ca y Mg; y bajos para P y K, comparativamente con las reportadas en otros trabajos (Heyward y Barnett 1936, Pritchett y Smith 1974). Los valores de N encontrados resultaron superiores a los hallados por Dalla Tea y Jokela (1992), en una plantación de P. elliottii de 6 años, en Florida (USA). Comparado con lo hallado por Renschin et al. (2002) nosotros registramos una acunulación de Ca y Mg en el mantillo.

Los resultados ponen en evidencia una consideración metodológica. Cuando se pretende evaluar la eficiencia en la fijación de CO2, se deben cuantificar todos los componentes del sistema. Así en el caso de los sistemas de producción forestal, la tasa de crecimiento del tallo no debería ser el único componente a considerar. Por otro lado, es necesario tener en cuenta que para una misma especie, pueden presentarse diferencias en función del sistema de establecimiento y del manejo recibido, y considerar también la variación estacional. Adicionalmente, es de destacar que el mantillo representa un reservorio significativo de nutrientes, sobre todo considerando el tipo de suelo donde se desarrollan estas poblaciones de pino.

En estudios efectuados en la zona se encontró que el mantillo representa alrededor de 20 al 40 % de la biomasa aérea, para poblaciones jóvenes de P. elliottii (Rebottaro et al. 2002). De modo que se trata de un compartimento significativo, con lo cual es esperable que su manejo impactará fuertemente en el ecosistema.

Conclusiones

- Los valores de mantillo forestal acumulado en el suelo oscilaron entre 17 a 50 tn/ha de materia seca, dependiendo de la situación.

- La regeneración natural mostró mayor acumulación respecto a una plantación de igual edad, presentando además mejor distribución espacial.

- Lo anterior demuestra el efecto protector temprano sobre el suelo de este método de establecimiento.- Dentro del mantillo la mayor cantidad de materia seca acumulada se encuentra en el estrato orgánico inferior.

- La mayor acumulación de MF se encontró durante el período invernal.

- La concentración de N, P y S fue mayor en el estrato inferior, mientras que la concentración de K, Ca y Mg fue mayor en el estrato superior.

- Comparado con otros estudios la concentración de P, Ca y Mg fue alta y la de K baja,

- El MF debe ser considerado, ya que representa un reservorio de CO2 significativo.

- El mantillo representa un reservorio significativo de nutrientes, sobre todo para el tipo de suelo donde se desarrollan estas poblaciones de pino.

Agradecimientos

Los autores quieren agradecer a los Ingenieros Martín Marcó, Diana Diaz, Martín Sanchez Acosta, Graciela Rembado y Federico Larocca de la Estación Experimental Agropecuaria Yuquerí, Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria, de Argentina. El trabajo fue financiado por el Proyecto de Investigación Aplicada PIA 34/98, Proyecto Forestal de Desarrollo (SAPGyA- 3948-AR BIRF).

Bibliografía

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[1] Docente-Investigador, Cátedra de Dasonomía, Facultad de Agronomía, Universidad de Buenos Aires. Av. San Martín 4453 (1417) Buenos Aires, Argentina. Tel: 54 11 4524 8091. E-mail: rebottar@mail.agro.uba.ar y dcabrell@mail.agro.uba.ar, respectivamente
[2] Docente-Investigador, Cátedra de Dasonomía, Facultad de Agronomía, Universidad de Buenos Aires. Av. San Martín 4453 (1417) Buenos Aires, Argentina. Tel: 54 11 4524 8091. E-mail: rebottar@mail.agro.uba.ar y dcabrell@mail.agro.uba.ar, respectivamente
[3] Invesigador. Instituto de Suelos-CRN-Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Las Cabañas y Los Reseros, Villa Udaondo, Castelar (1712) Pcia de Buenos Aires, Argentina. E-mail: erivero@cnia-inta.gov.ar
[4] Invesigador. Instituto de Suelos-CRN-Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Las Cabañas y Los Reseros, Villa Udaondo, Castelar (1712) Pcia de Buenos Aires, Argentina. E-mail: erivero@cnia-inta.gov.ar
[5] Docente-Investigador, Cátedra de Manejo y Conservación de Suelos, Facultad de Agronomía, Universidad de Buenos Aires. Av. San Martín 4453 (1417) Buenos Aires, Argentina. E-mail: rienzi@mail.agro.uba.ar