Universidad de la República, Facultad de Agronomía, Departamento de Suelos y Aguas. Av. Garzón 780, Montevideo, Uruguay. [email protected]
INTRODUCCIÓN
La plantación de bosques artificiales es una de las actividades que ha tenido más impulso en el Uruguay durante los últimos años. Actualmente, ocupan casi 661 mil hectáreas, superficie tres veces y media mayor a la que ocupaban en el año 1990 (Censo General Agropecuario, 2000). Este gran crecimiento se explica por la aprobación de la Ley de Promoción Forestal Nº 15.939, en el año 1987. La misma procuró un ordenamiento a nivel territorial, compatibilizando la mejor aptitud forestal, con la menor interferencia frente actividades agrícolas y pecuarias, típicas en el Uruguay (MGAP, 2000).
El rubro se ha concentrado en explotaciones de escala importante, con alto grado de especialización en la actividad forestal, las cuales, a su vez, se concentran en 5 departamentos de los 19 en que está dividido administrativamente el país (DIEA, 2000).
El rápido crecimiento y concentración de la actividad y por ende, el cambio en el uso del suelo, generó polémica en cuanto a posibles efectos ambientales de las plantaciones comerciales de Eucalyptus. Uno de los que más preocupa, es el cambio en el régimen hídrico de las cuencas. El único estudio en cuencas apareadas, en marcha en Uruguay, está indicando alrededor de 50 % menos de escurrimiento superficial bajo forestación que bajo pasturas (Durán et al., 2000). Desde 2001, el grupo de Manejo y Conservación de Suelos de la Facultad de Agronomía, desarrolla un estudio de “Monitoreo de los efectos sobre el suelo de las plantaciones de Eucalyptus y pinos y de la intensidad de laboreo para realizarlas". Dentro de este, una de las determinaciones es el contenido de agua en el suelo, con el objetivo de comparar la evolución del almacenaje de agua hasta 1,2 m de profundidad. Este trabajo presentará dicha evolución desde 2001 al 2003, en un Typic Hapludult, bajo una plantación de Eucalyptus grandis realizada en 1998, comparada con la que ocurrió en el mismo suelo bajo la pastura original.
MATERIALES Y MÉTODOS
El ensayo fue instalado en un establecimiento forestal, al noreste del Uruguay, departamento de Rivera. Se seleccionó una plantación de Eucalyptus grandis instalada en la primavera de 1998. Se aprovechó el tendido de una línea de alta tensión que atraviesa todo el establecimiento, para tener 3 pares de lugares con suelo forestado y con la vegetación previa a la implantación del monte a muy corta distancia (< 50 m). Dicha pastura, si bien no es la original prístina, se encuentra en un muy avanzado estadio de la sucesión regenerativa, a partir de algún disturbio en el pasado.
La ladera en que se encuentra el ensayo, tiene una pendiente entre 6 a 9 %, de exposición sur. Siguiendo la toposecuencia, se eligieron las 3 repeticiones del par Eucaliptos-pastura, asumidos como bloques al azar para el análisis estadístico. En cada unidad experimental se instalaron tubos de acceso para sonda de neutrones y se obtuvieron muestras imperturbadas para determinar la curva característica de retención de agua en el suelo.
La sonda de neutrones utilizada fue una Troxler 3200. Los tubos de acceso son de aluminio, de 5 cm de diámetro. Las determinaciones se realizaron a los 15, 30, 50, 70, 90 y 110 cm de profundidad. Las mismas fueron tomadas como representativas de los intervalos de 0 a 20, 20 a 40, 40 a 60, 60 a 80, 80 a 100 y 100 a120 cm, respectivamente, para el cálculo del almacenaje hasta 1,2 m. Estas determinaciones se realizaron, al menos trimestralmente.
La calibración de la relación de cuentas del equipo a contenido de agua volumétrico se realizó in situ, correlacionando las primeras con muestreos gravimétricos realizados a la instalación de los tubos y en fechas posteriores con contenidos contrastantes de agua en el suelo. Se trabajó con 4
funciones de calibración correspondientes a las siguientes profundidades, de 0 a 20, 20 a 40, 40 a 60 y 60 a 120 cm.
El análisis estadístico del almacenaje de agua en el suelo, se realizó para cada fecha de determinación y además, se analizó el almacenaje promedio por estación, desde el verano del 2001 hasta el otoño del 2003. En este trabajo se presentan solamente estos últimos datos. La toma de muestras no disturbadas para la obtención de las curvas características de retención de agua se sacaron a fines del año 2001. En el suelo forestado, el muestreo se hizo en las hileras de plantación. Se tomaron 3 muestras por unidad experimental a cada una de las siguientes profundidades: la parte superior del horizonte A (5-10 cm), la parte inferior del horizonte A (25-30 cm) y la parte superior del horizonte B (65-70 cm). Las mismas fueron acondicionadas en el laboratorio y posteriormente, con un extractor de presión, se les determinó el contenido volumétrico de agua en equilibrio con 0,1; 0,3; 1 y 3 atmósferas (Klute, 1986). El análisis estadístico se hizo sobre el promedio de las 3 muestras tomadas por unidad experimental-profundidad de muestreo.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En la figura 1 se muestra la evolución estacional del almacenaje de agua hasta 1,20 m de profundidad. El suelo bajo Eucalyptus siempre presentó menor contenido de agua que bajo pastura, siendo las diferencias significativas para la mayoría de las estaciones estudiadas. En verano, dada la alta evapotranspiración existente, disminuye el contenido de agua del suelo para ambos usos, pero los árboles estarían realizando una mayor extracción como consecuencia de su mayor y más profundo sistema radicular. Sin embargo, llaman la atención las diferencias encontradas en el invierno. En dicha estación, tanto la pastura como la plantación, tienen muy baja evapotranspiración real por la baja radiación; y siendo la precipitación uniforme durante todo el año, debiera esperarse que el suelo estuviera a máxima capacidad de retener agua (Capacidad de Campo) bajo los dos usos comparados. Más aún cuando se sabe que el escurrimiento superficial es menor bajo Eucalyptus (Durán et al., 2001).
A modo de ilustración, en la figura 2 se muestra la distribución del contenido de agua en el perfil del suelo para dos de los veranos e inviernos estudiados. Puede observarse que en invierno, las diferencias entre el suelo bajo Eucalyptus y bajo pastura, aparecen debajo de los 60 cm de profundidad (Bt), mientras que en verano se dan desde la superficie.
**** ∝ < 0.05 *** 0.05 < ∝ > 0.10 ** 0.10 < ∝ > 0.15 * 0.15<∝>0.20
Past.: suelo bajo pastura original; Monte : suelo bajo monte de Eucalyptus; Cc: capacidad de campo.
Figura 1. Evolución estacional del contenido de agua del suelo hasta 120 cm de profundidad.
160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400
ver 01 oto 01 inv 01 prim 01 ver 02 oto 02 inv 02 prim 02 ver 03 oto 03
mm de agua hasta 120 cm de profundidad
Past. Monte
Cc suelo bajo past.= 376 mm H2O/120 cm
Cc suelo bajo monte = 360 mm H2O/120 cm
Evaluación de parámetros y procesos hidrológicos en el suelo.
VII Escuela Latinoamericana de Física de Suelos. La Serena, Chile, 2003
Past.: suelo bajo pastura original; Monte : suelo bajo monte de Eucalyptus, % HV: Porcentaje de agua en volumen.
Figura 2. Distribución del contenido de agua en el perfil hasta 10 cm de profundidad
Una de las posibles explicaciones a las diferencias observadas en el invierno, surge de analizar las curvas características de retención de agua (Figura 3). En estas se observa que el suelo bajo Eucalyptus retiene menos agua a capacidad de campo (10 kPa) tanto para la profundidad de 5 cm como para el horizonte Bt. Estas diferencias, llevadas a 120 cm de profundidad, hacen una diferencia de 16 mm de menor retención de agua a capacidad de campo bajo Eucalyptus, valor que es aproximadamente del orden de la diferencia determinada en el campo al final del período de recarga invernal (Figura 1). También, es en el horizonte B, que ocupa la mitad de la profundidad estudiada, donde la diferencia de retención a 10 kPa es mayor, y donde aparecen las mayores diferencias de contenido de agua en el perfil durante el invierno. En investigaciones previas (Pérez Bidegain et al., 2001a y 2001b), ya había sido observada una menor retención de agua en los primeros 5 cm de suelo bajo Eucalyptus comparado con suelo bajo pastura, donde de ocho suelos estudiados, seis presentaron dicho comportamiento (α<0.05). Resultados similares se reportan en Sudáfrica para el horizonte A (Musto, 1993) y el autor lo atribuye a diferencias en la distribución del tamaño de los poros y a la hidrofobicidad provocada por algunos compuestos orgánicos, producto de la descomposición de restos de Eucalyptus. Doerr et al. (1996 y 2000), mencionan que las plantas más comúnmente asociadas con la repelencia de agua son los árboles perennes, en particular aquellos que tienen una considerable cantidad de resinas, ceras o aceites aromáticos como los Eucalyptus y los Pinus.
H V % 2 7 - A g o - 0 1 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 H V % PROFUNDIDAD P a s t . M o n t e H V % 3 0 - M a r - 0 1 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 H V % PROFUNDIDAD P a s t . M o n t e H V % 1 6 - J u l - 0 2 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 H V % PROFUNDIDAD P a s t . M o n t e H V % 2 6 - F e b - 0 2 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 H V % PROFUNDIDAD Past. M o n t e
**** ∝ < 0.05 *** 0.05 < ∝ > 0.10 ** 0.10 < ∝ > 0.15 * 0.15<∝>0.20
% HV: Porcentaje de agua en volumen, CN: suelo bajo pastura original, fila: suelo bajo monte de Eucalyptus, correspondiente a la fila de plantación.
Figura 3. Curvas caracteristicas de retencion de agua en las profundidades de 0 a 10cm, 25 a 30 cm y horizonte Bt
CONCLUSIONES
- El suelo bajo Eucalyptus siempre tuvo menor contenido de agua que el suelo bajo pastura. Esto era de esperar durante los veranos, dadas la magnitud y profundidad del sistema radicular de los Eucalyptus, en comparación con el de la pastura, que permite a los primeros tener mayor evapotranspiración real. Sin embargo, llama la atención que se generen diferencias en invierno (período de recarga de agua del suelo), donde la demanda atmosférica es muy baja, se mantienen las precipitaciones y según otros resultados, el escurrimiento superficial es menor bajo Eucalyptus, por lo que se esperaría que el suelo estuviera con su máxima capacidad de retención de agua (Capacidad de Campo) bajo ambos usos.
- La capacidad de campo estimada (retención a 10 kPa) para los 120 cm del suelo bajo Eucalyptus fue menor que para el suelo bajo pastura, debido principalmente a la diferente retención en el horizonte Bt. Esta menor capacidad de retención de agua, podría ser una explicación a las diferencias en contenido de agua encontradas en el campo en los inviernos estudiados.
- Menor retención de agua en el suelo y menor escurrimiento superficial significarían mayor drenaje profundo y recarga de acuíferos en el período invernal bajo Eucalyptus. Sería muy importante confirmar esta hipótesis con estudios hidrológicos, en lo posible, en cuencas experimentales.
- El proyecto de investigación del cual surgen estos resultados, aún no ha finalizado, por lo que se recogerá información de evolución del contenido de agua estacional durante más años.
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 % HV
Pot. matriz (atm)
CN 5cm fila 5 cm CN 25 cm fila 25 cm 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 % HV
Pot. matriz (atm)
CN B fila B **** ** 5 cm 25 cm **** * ** ***
Evaluación de parámetros y procesos hidrológicos en el suelo.
VII Escuela Latinoamericana de Física de Suelos. La Serena, Chile, 2003
REFERENCIAS
DIEA. 2000. Censo General Agropecuario 2000 - Resultados Definitivos Vol. 1.
http://www.Mgap.gub.uy/Diea/CENSO2000/ResultadosDefinitivosVol_1/data/13.htm
Doerr S. H.; Shakesby R. A; Walsh R. P. D. 1996. Soil hydrophobicity variations with depth and
particle size fraction in burned an unburned Eucalyptus globulus and Pinus pinaster forest terrain in de Agueda Basin, Portugal. Catena 27: 25 - 27.
Doerr S. H.; Shakesby R. A; Walsh R. P. D. 2000. Soil water repellency: its causes,
characteristics and hydro-geomorphological significance. Earth.Science Reviews 51: 33-65.
Durán P.; Silveira L.; Martínez L.; Chamorro A.; González J.C.; Zanetti E.; Alonso J.; Hayashi R.; Durán A.; García Préchac F.; Pérez M.; Frioni L.; Sicardi M.; Molteri, C.; Bozzo A. 2001. Estudio de Monitoreo Ambiental de Plantaciones Forestales en el Uruguay.
Informe final. Universidad de la República Oriental del Uruguay. pp A1-1 a B2-32.
Klute A. 1986. Water potential: Laboratory methods. In Klute, A., et al. (Eds.) Methods of soil
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MGAP- Ministerio de Ganadería Agricultura y Pesca, Dirección General Forestal. 2000.
Uruguay forestal. Antecedentes, legislación y política, desarrollo actual y perspectivas.
Musto J.W. 1993. Impacts of plantation forestry and soil management In. ICFR Annual Research
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Pérez Bidegain M. ; F. García Préchac ; A. Durán. 2001a. Soil use change effect, from pastures
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Pérez Bidegain M.; F. García Préchac; R. Methol. 2001b. Long-term effect of tillage intensity for
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