consumo de agua y crecimiento del eucalyptus dunnii maiden en santa fe, argentina

7/17/2019 Consumo de Agua y Crecimiento Del Eucalyptus Dunnii Maiden en Santa Fe, Argentina

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Novenas Jornadas Técnicas Forestales. INTA-FCF-MEYRNRYT-Eldorado, Misiones, Argentina

CONSUMO DE AGUA Y CRECIMIENTO DEL EUCALYPTUS DUNNII MAIDEN ENSANTA FE, ARGENTINA

F. Damiano 1*; P. Gelid 2; E. Medel 3; R.C. Moschini 1; M.G. Rébori 1

1

. Ings. Agrs. Instituto de Clima y Agua. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). 1712 Castelar, Provincia de Buenos Aires. TE-FAX 4621-5663.* E-mail: [email protected] 2. Ing. Ftal. Área de Bosques Cultivados. Instituto de Recursos Biológicos. INTA,Castelar.3. Ing. Empresa Woods SA. Oliveros, Santa Fe.

RESUMEN

La medición de los componentes del balance hidrológico permite dar respuesta a ciertos factores del medio relacionados con la producción. El objetivo

principal de este trabajo fue calcular el consumo de agua de una plantación adultade Eucalyptus dunnii y su relación con el rendimiento para diferentes condicionesedafo-climáticas. Se midieron los aportes de agua por precipitación, la variacióntemporal y espacial del contenido de agua edáfica y el cambio de almacenaje delagua subsuperficial en la zona saturada. También, se determinaron las variables quecomponen el cálculo volumétrico de plantación: número de individuos, altura ydiámetro. Los resultados se compararon por estación de crecimiento y períodoanalizado. En un año con sequía edáfica la transpiración diaria fue de 1,22 mm. Eneste caso, la estación otoño-invierno y primavera-verano no mostro dependencia conla lluvia. En condiciones de normalidad hídrica se triplico el consumo (3,53 mm d-1).La estación primavero-verano registro la más alta transpiración, en coincidencia conla época de mayor crecimiento de la especie. Desde el sexto al noveno año decrecimiento, el incremento medio fue de 36,5 m3 ha-1 con una eficiencia del uso delagua de 2,74 g biomasa kg-1 de agua. La relación balance hídrico-crecimiento fuecapaz de evaluar factores climáticos que inciden sobre la plantación forestal.

Palabras c lave: balance hídrico, transpiración, agua útil, eficiencia del uso del agua,pampa ondulada.

WATER CONSUMPTION AND GROWING OF THE EUCALYPTUS DUNNIIMAIDEN IN SANTA FE, ARGENTINA

SUMMARY

The evaluation of the different components of the water balance give ananswer to some factors related to production. The objective of this paper was tocalculate the water consumption for an adult plantation of eucaliptus dunni as relatedto its performance under different soil and climate conditions. The precipitation, thesoil-water spatial and temporal variation and the change in the subsurface water storage were measured. Moreover, the variables composing of the plantation:volumetric evaluation, number of individuals, height and diameter were determined.The results were classified by growing seasons and period of analysis. During one

dry year (scarce water in the soil), the daily transpiration was 1.22 mm/day. For thiscase, the Autumn-Winter and Spring-Summer seasons did not show any dependency




on the rain. For normal soil water conditions, the water consumption was three timeshigher (3.53 mm/day). The Spring and Summer recorded the highest transpiration,coinciding with the fastest growing period for the species. From the sixth to the ninthgrowing year, the mean increment in yield was 36.5 m3 ha-1 with a water-useefficiency reaching 2.74 g of biomass kg-1 of water. The relation water balance to

grow was able to evaluate climatic factor that affect the forest plantation.

Key words: water blance, transpiration, water use, water efficiency, rolling pampas

INTRODUCCIÓN

El agua es uno de los factores más importantes en la producción forestal,como lo demuestra la relación directa que hay entre la producción de madera y lacantidad de agua utilizada (Lima, 1997).

En nuestro país no se dispone a la fecha de información suficiente sobre lasnecesidades de agua de la especie Eucalyptus dunnii. Habitualmente, la evaluación

de la aptitud de un sitio para implante se realiza en función del agua caída y no através del balance de agua en el suelo, situación que puede conducir a errores en laestimación de la oferta hídrica.

Los objetivos del presente trabajo fueron: a) calcular y comparar estacionalmente el consumo de agua de una plantación adulta de Eucalyptus dunniien condiciones de oferta climática contrastante; b) evaluar en términos de eficienciala relación entre el incremento de biomasa y el total de agua transpirada por laespecie en un determinado segmento del ciclo de crecimiento.

MATERIALES Y MÉTODOS

Factores del medio geográfico

El estudio se realizó en un campo de 4300 ha forestado con diferentesespecies de Eucaliptos, ubicado en la localidad de Oliveros-Santa Fe. Laprecipitación es de 1016 mm anuales, concentrándose cerca del 70 % en la épocaprimavero-estival (INTA, Oliveros). Se eligió un lote comercial de 14 ha conEucalyptus dunnii rebrote 1993 plantado a 2,5 x 2,5 m (32° 34′ 44,5” S, 60° 50′ 12,5”O; 24,9 m snm). Las plantas provenien de semillas de origen (Moleton, New SouthWales). El suelo fue clasificado como Argiudol Abrúptico profundo y bien drenado,familia fina, illitica y térmica (Soil Taxonomy, 1999). Ubicado en un paisaje plano con

pendientes inferiores al 0,5 %, comunes en la zona Norte de la Pampa Ondulada.Debido a que en nuestra región el E. dunnii tuvo un comportamientoestacional (Marco, 1988; Orozco y Salvioni, 1990), se decidió analizar las principalesvariables climáticas por año y período de crecimiento. Se eligieron segmentosrepresentativos que coincidieron con los muestreos de humedad del suelo. La lluviafue medida con pluviómetro estándar en la línea de árboles. La mayoría de losregistros de temperatura provienen de la estación automática MINIMETOSMM02/0197 próxima al ensayo. Datos faltantes fueron completados del observatoriodel INTA-Oliveros, distante 3,5 km. Del registro diario máximo no mayor de 32ºC ymínimo se calculó la temperatura media (Tmed). Grados-día (GD) se obtuvosustrayendo a la Tmed un umbral de 8ºC. Por último, la radiación neta (RN) fue

calculada de la radiación global medida en Oliveros.




Cálculo del balance hídrico

Para el cálculo del balance hídrico a escala local, además de la lluvia, setomaron en tres de las siete subparcelas de crecimiento (descriptas más adelante)

veinte perfiles hídricos de dos metros de profundidad, desde enero de 1999 a juniode 2001. En una de las subparcelas se instaló un freatímetro, midiéndosesemanalmente el nivel del primer acuífero. Desde estas observaciones se resolvió lasiguiente ecuación de balance vertical de agua (Sharma 1984):Et = PE - R ± ∆SW ±

∆G (1), donde Et es el agua transpirada por el vegetal (mm), PE es la precipitaciónefectiva (mm), R es el escurrimiento superficial (mm), ∆SW es la variación de aguaalmacenada en la zona no saturada (mm), y ∆G es el cambio de almacenaje delagua subsuperficial en la zona saturada (mm). Teniendo en cuenta la pendiente dellote < 0,1 %, se asumió la hipótesis de transporte horizontal nulo.El análisis de la napa requirió también de registros hidrométricos del río Carcaraña,distante del ensayo 1 km. Las alturas diarias son de la estación de aforo P. Andino(32°40′ S, 60°51' O; 18 m snm) [Empresa Evaluación de Recursos SA].

Toda la información fue evaluada por diferentes procesos estadísticosdescriptos en SAS (1991). Para la selección de variables que explican la humedad (Θ)observada en el suelo, se utilizó el Modelo Lineal General (GLM). Diferencia de mediade Θ fue testeada por Tukey (α = 0,05). El Análisis de probabilidad de los registroshistóricos: precipitación y grados-día por el método UNIVARIATE.

Medición del crecimiento forestal

Se realizaron mediciones dasométricas y dendrométricas en siete

subparcelas de 281 m2

(9 x 5 filas) elegidas al azar. En el muestreo de fines dediciembre de 1998 y enero de 2001, se midió con cinta métrica la circunsferencia ala altura de pecho (CAP) de todos los fustes. En cambio, sólo el 25 % ingresaron enel muestreo de altura tomada con clinómetro Suunto. Para la estimación de la alturatotal se empleó el modelo, entre cinco, que mejor ajustó la relación hipsométrica:Altura = f (Diámetro Altura de Pecho [DAP]). Empleando la ecuación de Cotta: v = gx h x f (2) se calculó el volumen de madera (v) con corteza en m3 ha-1. Donde g es elárea basal (m2 ha-1), h la altura total (m) y f un coeficiente mórfico de 0,5. Elincremento volumétrico de la plantación surgió de la relación entre las dosmediciones.

Evaluación de la eficiencia del vegetal

Para evaluar la eficiencia del conjunto de la comunidad forestal, se utilizó elíndice de Eficiencia del Uso del Agua (EUA en g biomasa / kg de agua) propuestopor Soriano (1983): EUA = MS / Et (3), donde MS es la materia seca (t ha-1) quesurge de aplicar al volumen (2) la densidad de la madera (488 kg m -3), Et (1) es elagua total transpirada por la planta (mm) .

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Análisis de factores meteorológicos




El patrón de distribución de la variable GD y RN del período junio-enero de1999-2000 (en adelante año 1) y junio-enero de 2000-2001 (año 2) fue similar (Tabla1). Dentro del año se distinguen dos períodos típicos: uno de junio a septiembre enadelante período frío (PF) y otro de octubre a enero llamado período cálido (PC). Elprimer año fue más cálido que el segundo, resultando la temperatura media del PF1

(13,3ºC) y la del PC1 (22ºC) superior en casi dos grados. Los valores GD fueroncomparados con los registros históricos de los últimos 30 años (1971-2000) de laEEA INTA -Oliveros. En el primer año, los valores observados de PF1 y PC1 secorrespondieron con los esperados con una probabilidad del 75 % (anomalía cálida).En el otro extremo se ubicaron los PF2 y PC2, con una probabilidad del 25 %(anomalía fría). Cuando se analizó la variable lluvia existen claras diferencias entreaños. El año 1 recibió un 38 % de agua menos. La diferencia fue más acentuada enel PC, siendo tres veces inferior la del PC1. Comparativamente la probabilidad delvalor observado respecto del esperado, fue del 5 % (anomalía seca). En cambio, elPC2 tuvo valores normales (P = 50 %). Las lluvias de los PF1 y PF2 fueron másbajas que la de los PC1 y PC2, sin embargo los valores son normales para el área.

En síntesis, el año 1 se caracterizó por una oferta climática anómala. Especialmenteen el período de mayor crecimiento del E. dunnii. En el segundo año la oferta hídricaestuvo dentro de la normalidad, no así la variable térmica.

Tabla 1. Variables meteorológicas registradas entre 1999 y 2001 por períodosde crecimiento del Eucalyptus dunnii en Oliveros Año Período Días Lluvia Efect iva

mmGrados-Día

ºCRadiación Neta

Mj m -2

Jun- Sep (PF1) 102 86,5 565 277Oct-Ene (PC1) 119 171,5 1627 1281

1999 -2000 Jun-Ene (PF1+PC1) 221 258 2192 1558

Jun-Sep (PF2) 110 156 428 219Oct-Ene (PC2) 133 519 1638 1373

2000 -2001 Jun-Ene (PF2+PC2) 243 675 2067 1592

Medición del agua transpirada por la planta

Previo a la selección de variables con el GLM, se analizó por Tukey lahumedad del perfil medida en las tres subparcelas. No habiendo diferencia demedia, se utilizó el valor promedio. Las variables clasificatorias: horizonte, período yaño explicaron el 83 % (P < 0,0001) de los valores de humedad observados en el

suelo. No hubo efecto de interacción entre variables.La oferta hídrica incidió en la disponiblidad de agua para consumo por laplanta. El contenido de humedad (SW) fue significativo entre años (Tabla 2). El totalde agua cedida por el suelo (∆SW) en el año 1 fue del orden de magnitud respectodel año 2. Los períodos PF1 y PC1 no difirieron significativamente. La lámina deagua útil retenida entre –33 y –1500 kPa, en los primeros dos metros, estuvosiempre por debajo de los 35 mm (8 % de un total de 439 mm). En el segundo añolas lluvias otoñales (390 mm) recargaron el perfil, llegando al mes de junio (PF2) conel 46 % (204 mm) del agua disponible. Luego, las raíces deprimieron el perfil hídricohasta llegar al final del PC2 con una lámina de 20 mm (< 5 %). El PF2 resultó el demayor ∆SW para la planta.




Tabla 2. Componentes del balance hídrico del Eucalyptus dunnii medido por períodos de crecimiento entre 1999 y 2001 en Oliveros Año Período SW

cm3/cm3∆∆∆∆SWmm

∆∆∆∆Gmm

∆∆∆∆Hm

Etmm

Et d -1

Mm

Jun-Sep (PF1) 0,224a

-9,3 -113,4 -0,22 95,8 0,94Oct-Ene (PC1) 0,213 a -1,6 +75,6 +0,30 173,1 1,451999 -2000 Jun-Ene (PF1+PC1) 0,218 A -10,9 * * 268,9 1,22

Jun-Sep (PF2) 0,261 b -172,8 -115,5 -0,74 328,8 2,99Oct-Ene (PC2) 0,226 c -11,3 +111,3 +2,03 530,3 3,99

2000 -2001 Jun-Ene (PF2+PC2) 0,254 B -184,1 * * 859,1 3,53SW, contenido de humedad del perfil ; ∆SW, variación de la lámina de agua en el perfil; ∆G, variaciónde la lámina de agua del acuífero; ∆H, diferencia de altura río Carcaraña; Et, Transpiración de laplanta. Letras distintas indican diferencias de medias significativas (Tukey), mayúsculas entre años yminúsculas entre períodos.

Para completar el balance hídrico (1), se calculó la variación de la lámina deagua del primero acuífero (∆G), localizado entre 12 y 14 m de profundidad. Enambos años, el PF tuvo descarga (pérdida) y el PC recarga (ganancia) [Tabla 2].Este comportamiento cíclico no se correspondió con ∆SW. En cambio, sí lo hizo conla variación en altura (∆H) del río, cuyos registros medios oscilaron entre 0,91 y 1,50m. En consecuencia, no se incluyó en la formulación del balance (2) el término ∆G.Comparativamente, la Et total diaria del año 2 superó en casi tres veces la del primer año. En síntesis, la oferta edafo-climática explica la diferencia de consumo de aguapor la planta.

Estimación del crecimiento forestal

Previo al cálculo del volumen del rodal por la fórmula de Cotta (2), se estimóla altura total por el modelo de Prodan et al. [1997] (4). El modelo ajustó con uncoeficiente de determinación ( R2) de 0,98 (MSE= 1,28; n= 41).

El relevamiento y los cambios experimentados en los parámetros del E.dunnii se presentan en la tabla 3. El segmento abarcó tres estaciones decrecimiento, registrándose un incremento periódico medio (IPM) de 36,5 m3 ha-1. Al

inicio del ensayo (seis años) el incremento medio anual (IMA) fue de 26,3 m

3

ha

-1

.Tabla 3. Parámetros descriptores del rodal y transpiración del Eucalyptusdunnii entre 1998 y 2001 en Oliveros

Dic-1998 Ene- 2001 IncrementoVaras/ha 1246 1281 35DasometríaCepas/ha 808 829 21DAP media (cm) 12,8 15,7 2,9Altura media (m) 18,7 20,6 1,9

Dendrometría

Área basal media (m2/ha) 16 25 9Volumen medio (m3/ha) 158 (16,6) 267 (25,9) 109VolumetríaMateria Seca (t/ha) 77 130 53

Transpiración total (mm) * 1935 1935

( )

×+×++=

2

2

0379,00623,00911,23,1

DAP DAP

DAP Altura (4)




DAP, diámetro altura de pecho; desvio estándar entre paréntesis

Eficiencia del Uso del Agua

El índice EUA (3) permite evaluar y comparar comunidades vegetales, debido

a que la vía de ingreso de la molécula de CO2 que se transforma en materia seca(MS) y la pérdida de vapor de agua por transpiración es la misma (estomas). Elmonte adulto tuvo una eficiencia de 2,74 g de biomasa por kg de agua (MS y Et enTabla 3).

CONCLUSIONES

• La técnica de balance hídrico resultó sensible a las condiciones edafo-climáticasdel área de Oliveros.

• El agua transpirada por el Eucalyptus dunnii varió en relación a la estación delaño y disponibilidad de agua en el suelo: (i) período cálido > (ii) período frío.

• El índice de eficiencia de la plantación no difirió sustancialmente de otrosambientes forestados con Eucalipto.

BIBLIOGRAFÍA CITADA

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