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Descargar en pdf - Revista RIA

RIA
Distribución Gratuita
ISSN edición impresa 0325-8718
ISSN en línea 1669-2314
Vol. 41 N.º 1, Abril 2015
Buenos Aires, Argentina
REY SOL
Energía solar
en sistemas productivos
ENERGÍAS RENOVABLES
Calidad de vida en las
comunidades rurales
PRECISOS
E IMPRESCINDIBLES
Tecnología satelital, clave en el agro
“PRODUCTIVIDAD
EN EL MOMENTO JUSTO”
Relojes biológicos
para optimizar la floración
ISSN edición impresa 0325-8718
ISSN en línea 1669-2314
Institución Editora:
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA)
Cuatrimestral
Vol. 41 N.º 1
Abril 2015, Buenos Aires, Argentina
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Editorial
Luz incidente, luz reflejada
y sensores remotos
Del total de la radiación electromagnética que llega al
tope de la atmósfera proveniente del sol, alrededor de
una cuarta parte se refleja y el resto es absorbido por
las nubes, los océanos y las masas terrestres. Parte
de la energía contenida en esa luz es utilizada por los
organismos autótrofos (casi siempre con estructuras
verdes) para transformarla en otra forma de energía: la
que se almacena en los enlaces químicos dentro de los
tejidos de dichos organismos. Este proceso es conocido con el nombre de “fotosíntesis” y la tasa a la cual
ocurre como “Productividad Primaria” (Joules/m2/año,
calorías/m2/año, también traducibles a gramos/m2/año).
Los tejidos fotosintéticamente activos poseen características muy particulares y únicas que les permiten
interactuar con la luz solar: absorben una alta proporción de la energía en el espectro visible de radiación, particularmente útil para realizar los procesos
fotoquímicos de fijación de carbono, a la vez que,
debido a características estructurales de los tejidos,
reflejan una alta proporción de que les llega en la porción del infrarrojo cercano (800 a 1200 nanómetros).
En los últimos treinta años los “sensores remotos”
montados sobre distintas plataformas, desde satélites a instrumentos transportados por un operador en
el terreno, han permitido registrar la energía reflejada
por las distintas coberturas de la superficie terrestre
y generar información en esas bandas espectrales.
Estas últimas, al combinarse en distintos índices, conocidos como “índices de vegetación”, han resultado
en un muy buenos predictores de la Productividad
Primaria Neta Aérea (PPNA); dando paso a nuevas
oportunidades para la estimación global y repetida de
la PPNA a niveles nunca antes estudiados.
Nadie puede hoy desconocer la importancia que tiene en el manejo de los Recursos Naturales y de los
agroecosistemas en el conocimiento de los patrones
de la productividad primaria y sus principales controles. Estimar esta variable ha sido un gran desafío
para innumerables grupos de investigación en todo el
planeta. Sin embargo, estas mediciones son muchas
veces muy costosas tanto en tiempo como en dinero
y su nivel de representatividad, tanto espacial como
temporal, es muy bajo.
Como hemos visto, la luz juega un rol fundamental
en los ecosistemas terrestres. Gracias a los avances
científicos en estas temáticas y al desarrollo tecnológico de las últimas décadas, de los cuales el INTA no
ha estado ajeno, hoy podemos también utilizar la luz
para generar información a la vez detallada y representativa de dichos sistemas. Tales capacidades son
cruciales en un momento en que tenemos que hacer
un uso racional y sustentable de los Recursos Naturales del planeta bajo nuestra custodia.
Las Naciones Unidas han reconocido para este año
(2015) “la importancia de la luz y las tecnologías basadas en la luz para la vida de los ciudadanos del
mundo y para el desarrollo futuro de la sociedad”.
Por ello, han considerado “que las aplicaciones de la
ciencia y la tecnología de la luz son esenciales para
los avances ya alcanzados y futuros en las esferas
de la energía, la información y las comunicaciones, la
fibra óptica y la agricultura, entre otros”.
Contenido
Actualidad en I+D
RIA / Vol. 41 N.º 1 Abril 2015, Argentina.
Trabajos
Editorial
04
Luz incidente, luz reflejada y sensores remotos
Revisión
34
En el año internacional de la luz, el INTA utiliza ese impulso
para generar información detallada y representativa de los ecosistemas terrestres.
Notas
08
Anziani, O.S.; Fiel, C.A.
Comunicación corta
47
Satélites, aliados de la innovación agropecuaria
En un contexto mundial marcado por las modernas tecnologías de la comunicación, estas máquinas espaciales resultan
fundamentales en el desarrollo agropecuario.
Resistencia Antihelmíntica en rumiantes
Patrón de nodulación de soja
Navarro, G.; Boccolini, M.; Baigorria, T.; Aimetta, M.;
Bertolla, A.; Cazorla, C.
53
Hongos y enfermedades foliares
García-León, E.; Leyva-Mir, S.G.; Villaseñor-Mir, H.E.; Rodríguez-García, M.F.; Tovar-Pedraza, J.M.
Artículos
57
Evaluación económica del silobolsa
Gatti, N.
14
Rey Sol
La implementación de la energía solar como alternativa para
la sostenibilidad de los sistemas ambientales, productivos y
sociales.
64
21
Motor para el desarrollo de las comunidades
El acceso a la energía tiene un importante efecto en la productividad, la salud y la seguridad alimentaria e hídrica.
Suelos y agua rica en sodio
Melani, E.; Draghi, L.; Jorajuria Collazo, D.; Palancar, T.
70
Riesgo de contaminación con plaguicidas
Bedmar, F.; Gianelli, V.; Angelini, H.; Viglianchino, L.
28
“La floración, crucial para la productividad”
83
Marcelo Yanovsky y su equipo estudian los mecanismos genéticos que regulan el momento de floración de las plantas.
Así podrán mejorar la productividad de los cultivos.
Humedad, ecología y manejo del fuego III
Kunst, C.; Ledesma, R.; Bravo, S.; Defossé, G.; Godoy, J.;
Navarrete, V.; Jaime, N.
94
Comportamiento de peral-membrillero
De Angelis, V.; Calvo, P.; Raffo, D.; Menni, M.F .
33
Pastillas
Un breve resumen de las noticias más sobresalientes.
102
Tratamientos en peras Packham’s Triumph
Calvo, G.; Candan, A.P.
Temas
Satélites,
clave para el agro
La agricultura del siglo XXI requiere el acceso a la información y a las TIC como una
necesidad para los agricultores del mundo,
en especial en los países en desarrollo. Así
lo entiende la Organización de las Naciones
Unidas que proclamó el año 2015 como Año
Internacional de la Luz y de las Tecnologías
basadas en la Luz.
Después de 70 años de innovaciones, los
satélites revolucionaron el mundo de las
comunicaciones y generan información
tan vital para la vida cotidiana que resulta
imprescindible para el desarrollo rural de
nuestros tiempos. Hoy, la información precisa que generan resulta clave en la toma de
decisiones.
(Actualidad en I+D p. 08)
Energía Solar
Energías renovables
“La floración justa”
En materia tecnológico-productiva, instituciones públicas detectan oportunidades
para integrar al sistema agropecuario el
uso de energías renovables, como la solar, para facilitar el acceso a tecnologías
más sustentables, además de bajar costos en la producción.
La solarización busca disminuir patógenos
y malezas de cultivos en reemplazo de plaguicidas químicos y genera un aumento del
rendimiento que supera el 40 por ciento.
El diseño e implementación de un sistema
argentino de evaluación de la radiación
solar permitirá generar información de importancia agronómica, además de datos
para evaluar inversiones.
La energía resulta fundamental para el desarrollo sostenible y está estrechamente
vinculada a la seguridad alimentaria y a la
erradicación de la pobreza. En el mundo,
casi una de cada cinco personas no tiene
acceso a servicios de electricidad modernos y aproximadamente tres mil millones
dependen de la biomasa tradicional para
cocinar y calentarse. Por esto, la Asamblea General de la ONU declaró al periodo
2014-2024 como la “Década de la Energía
Sostenible para Todos” (SE4ALL, por sus
siglas en inglés). En América Latina se impulsan proyectos para que las comunidades rurales puedan acceder a las fuentes
alternativas.
Los relojes biológicos se encuentran en
las células de la mayoría de los seres vivos y regulan distintos procesos biológicos para que sucedan en los momentos
del día más apropiados.
Según el jefe del laboratorio de Genómica
Comparativa del Instituto Leloir, Marcelo
Yanovksy, esta información intrínseca en
las plantas permitiría conocer las condiciones óptimas del ambiente para mejorar, así, la productividad de los cultivos.
“La idea es que ahora que sabemos más o
menos cómo funciona el reloj biológico uno
pueda racionalmente ajustar de forma más
controlada el momento de floración”, explica en exclusiva a la Revista RIA.
Resistencia Antihelmíntica
en rumiantes
Patrón de nodulación
de soja
La Resistencia Antihelmíntica (RA) en los
nematodos de los rumiantes se ha transformado en un serio problema sanitarioproductivo en toda el área centro norte de
la Argentina. El uso de los antihelmínticos
permitió un incremento significativo en la
productividad, pero ejerce una severa presión de selección sobre el genoma de los
parásitos. Los autores buscaron aplicar
una mirada holística al problema mediante el análisis del diagnóstico temprano, las
poblaciones en refugio, la posibilidad de
realizar tratamientos selectivos y no masivos, el uso exclusivo de antihelmínticos
bajo prescripción profesional, y el eventual
uso de combinaciones de drogas.
Los cultivos de cobertura en los sistemas
agrícolas actuales pueden constituir una
importante herramienta agronómica para el
manejo de la dinámica del nitrógeno (N) ya
que la descomposición de residuos agropecuarios permite un aporte de N para el
cultivo de cosecha.
De esta forma, la utilización de gramíneas
y leguminosas utilizadas en cultivos de
cobertura pueden modificar el patrón de
nodulación del cultivo de soja. Para responder esta inquietud los investigadores
realizaron un ensayo en la EEA INTA
Marcos Juárez que evalúa el efecto de
centeno, vicia y un testigo sin cultivo de
cobertura.
Hongos y enfermedades
foliares
Evaluación económica
del silobolsa
La avena, al igual que los otros cereales, está expuesta a un gran número de
enfermedades causadas por diferentes
patógenos. Las más importantes son las
enfermedades foliares ocasionadas por
hongos, las cuales son altamente destructivas debido a que su presencia provoca
una reducción significativa del área foliar,
lo que trae como consecuencia pérdidas
en el rendimiento de grano y en el forraje.
El objetivo de este estudio fue determinar la diversidad e incidencia de hongos
asociados a enfermedades foliares de la
avena en los Valles Altos de México. La
identificación de los hongos se basó en
caracteres morfológicos.
Las innovaciones provienen del campo de
las ideas y sus objetivos son solucionar
problemas prácticos que promuevan la
competitividad de los actores. El sistema
de almacenamiento en bolsas plásticas
ha generado ventajas a los agentes económicos de la cadena productiva: manejo
estratégico del almacenamiento, certificaciones de calidad, acceso al crédito, entre
otros. El objetivo del trabajo es evaluar el
impacto de esta innovación mediante una
metodología de cálculo de excedentes
económicos. Como resultado se puede
destacar que esta innovación podría haber generado beneficios en un rango de
8,5 a 10 mil millones de dólares.
Suelos y agua rica
en sodio
Riesgo de contaminación
con plaguicidas
Humedad, ecología y manejo
del fuego III
El riego con aguas con alto contenido de
sodio puede deteriorar las propiedades
físico-mecánicas de los suelos. Los autores buscaron evidenciar el efecto del tratamiento con agua rica en sodio sobre las
propiedades en un Ustochrept Udértico
en dos tratamientos con distinta relación
de adsorción de sodio de 5 y 45. Evaluaron el comportamiento a la compresión y
al corte obteniéndose los parámetros cohesión y coeficiente de fricción interna. En
el ámbito de la Teoría de Estado Crítico
(EC) se analizaron las líneas vírgenes de
ambos tratamientos y el comportamiento
expansivo/compresivo al corte mediante
la ubicación de la línea de EC.
La cuenca del arroyo El Cardalito se encuentra localizada en el sudeste de Buenos Aires (Argentina), cerca de la ciudad
de Mar del Plata, donde existe un importante cinturón hortícola con uso intensivo de agroquímicos. Los investigadores
que pertenecen al INTA Balcarce y a la
Universidad Nacional de Mar del Plata
buscaron estimar el riesgo potencial de
lixiviación de los herbicidas, insecticidas
y fungicidas comúnmente utilizados en dicha cuenca. Según concluyeron, el riesgo
de contaminación potencial del agua subterránea varió en función del plaguicida,
la recarga neta de agua subterránea y el
horizonte o perfil de suelo considerado.
El fuego es un evento frecuente en la
región chaqueña argentina. El contenido
de agua es un factor que define la inflamabilidad de los combustibles vegetales,
y su dinámica temporal puede ser usada
para comprender la ecología del fuego
en una región, planificar su uso como
prescripto o, incluso, como un indicador
de riesgo para su prevención. En este
trabajo se evaluó la dinámica de contenido de agua a través del tiempo en tres
sitios ecológicos de la región chaqueña,
en muestras con Elionorus muticus como
especie dominante, Trichloris pluriflora y
Pappopphorum pappipherum y una especie exótica, Panicum máximum cv Gatton.
Comportamiento
de peral-membrillero
Tratamientos en peras
Packham’s Triumph
El alto valle de Río Negro y Neuquén es
la principal zona productora y exportadora
de peras de la República Argentina. Cerca del 90 por ciento de estas plantaciones
se encuentra sobre el portainjerto Franco.
Los principales problemas que existen en
relación a este pie son el excesivo vigor,
la heterogeneidad y la lenta entrada en
producción de las plantaciones.
La utilización de los portainjertos de
membrillero en plantaciones de perales
permite obtener plantas de poco vigor
y también de rápida entrada en producción. Sin embargo, la principal limitante
en el uso de los membrilleros se debe a
la incompatibilidad.
Estas peras son susceptibles a escaldadura superficial, desorden que se suele
controlar mediante la aplicación postcosecha con difenilamina o etoxiquina. Debido a que muchos países han prohibido
el uso de estos antioxidantes, el 1-metilciclopropeno (1-MCP) es una alternativa
de control, aunque puede inhibir la normal
maduración de los frutos. En este trabajo
se evaluaron estrategias para recuperar la
maduración de peras Packham’s Triumph
tratadas con 1-MCP. La aplicación simultánea con etileno o CO2 es la estrategia
más promisoria ya que permite la maduración de los frutos manteniendo una baja
incidencia de escaldadura superficial.
8
ACTUALIDAD EN I+D
RIA / Vol. 41 / N.º 1
Abril 2015, Argentina
9
Clave para el desarrollo
SATÉLITES,
aliados de la innovación
agropecuaria
Estas tecnologías generan información tan infinita como el espacio que habitan,
por lo que resultan imprescindibles para el desarrollo rural actual. Novedades
y desafíos para un sector en auge.
Por Laura Pérez Casar
“Un satélite con instrumentación
apropiada puede ser una de las herramientas científicas más poderosas del
siglo XX”. Así lo aseguraba un informe
del Proyecto RAND de las Fuerzas Aéreas del Ejército de los Estados Unidos en mayo de 1946. Después de 70
años de innovaciones, estas máquinas
espaciales revolucionan el mundo de
las comunicaciones y generan información vital para la vida cotidiana.
Pero nada de esto sería posible sin
la existencia de la luz. Es así que la
Asamblea General de las Naciones
Unidas proclamó el año 2015 como
Año Internacional de la Luz y de las
Tecnologías basadas en la Luz. En
este sentido, reconoce su importancia
en la vida de los ciudadanos del mundo, en el desarrollo de la sociedad y
en los retos a los que se enfrenta la
Humanidad.
En esta línea, la Organización de las
Naciones Unidas para la Alimentación
y la Agricultura (FAO, por sus siglas en
inglés) destaca el proceso de transformación que vive la agricultura del siglo
XXI en el que el acceso a la información y a las modernas tecnologías de
la comunicación resulta una necesidad
para los agricultores de todo el mundo,
en especial para los de los países en
desarrollo.
Involucrado en este contexto mundial, el INTA trabaja en numerosos
desarrollos que lo instalan como desarrollador y facilitador para que las
poblaciones rurales accedan a distintos servicios de información y comunicación que mejoren su calidad de vida.
Así es que hoy resulta posible que un
productor visualice desde su celular o
tablet lo que sucede en su campo, comande equipos a distancia y acceda a
mapas de rindes, aplicación y siembra
en tiempo real. O bien acceda a fotografías aéreas y satelitales, mapeos
de suelos y sensores de índice verde.
Estos instrumentos colaboran con
la toma de decisiones y facilitan las
prácticas agrotécnicas. Así lo asegura el especialista en poscosecha de
granos del INTA, Ricardo Bartosik,
quien entiende acerca del avance de
la tecnología y el espacio de Nuevas
Tecnologías de Información y Comunicación (NTIC). “Hay una gran porción
de la sociedad que las usa y demanda
conocimientos”, asegura.
En esta línea, la FAO advierte sobre
las consecuencias de no contar con
infraestructura adecuada de acceso
y señala que “esto puede hacer la diferencia para un país o localidad, en
cuanto a las oportunidades de desarrollo generadas a partir de las TIC”.
10
ACTUALIDAD EN I+D
RIA / Vol. 41 / N.º 1
La generación que se viene
Conformada por los jóvenes argentinos de áreas rurales nacidos durante la era de las Nuevas Tecnologías de
Información y Comunicación (NTIC), la “generación digital” transformará la ruralidad de punta a punta.
De acuerdo con un documento de la Unión Internacional
de Telecomunicaciones (UIT), en 2012 había unos 363
millones de nativos digitales en una población mundial
de unos 7.000 millones, es decir, 5,2 por ciento. Esto
significa que el 30 por ciento de la juventud mundial
está activa en línea desde hace por lo menos cinco años.
También llamados “nativos digitales”, estos jóvenes se
identifican con la interactividad, es decir, con la respuesta
continua a todas y cada una de sus acciones. Además, basan su accionar en la multitarea y en los procesos paralelos (cada vez más acciones en lapsos más cortos de tiempo), prefieren los gráficos a los textos, eligen instruirse de
manera lúdica y buscan informarse de forma ágil y veloz.
En este contexto, los organismos como el INTA buscan
conocer el escenario actual para impulsar una generación digital que estará frente al sector en los próximos
años y, así, diseñar políticas públicas de innovación y
desarrollo para un sector que estará protagonizado por
actores con lógicas diferentes.
Dime dónde estás y te diré
qué hacer
Se necesitan como mínimo cuatro
satélites para determinar un posicionamiento preciso y absoluto en cualquier punto del globo terrestre. Es que
el GPS es un sistema de radionavegación constituido por una red de 24
satélites que, mediante triangulación,
determina una localización, velocidad
y altura, las 24 horas del día, bajo
cualquier condición atmosférica.
Esta tecnología de geoposicionamiento habilitó el desarrollo de novedosas tecnologías en el ámbito agropecuario por parte del INTA que, una
vez más, buscan facilitar las tareas
y mejorar la calidad de vida de sus
usuarios.
Así es como surge SEPA móvil, una
aplicación para dispositivos móviles,
desarrollada por los técnicos del Instituto de Clima y Agua del INTA, que
permite obtener datos sobre el clima,
la topografía, los suelos y el estado del
cultivo en una determinada campaña
de un campo.
Según especificó el director de ese
instituto e ideólogo de la herramienta
(junto a Alfredo Campos, investigador
del mismo Instituto), Carlos Di Bella,
el dispositivo calcula la posición geográfica y obtiene información a través
11
de la red 3G, wifi, GPS o de una lista
predefinida de ubicaciones.
“Entre los datos que pueden consultarse, se destacan la cantidad de
precipitaciones registradas en la
última semana, mes o semestre, la
temperatura, la altura y la pendiente topográfica”, indica Di Bella quien,
además, asegura que “toda la información utilizada por esta herramienta
es de reconocido valor para el ámbito
agropecuario”.
Por su parte, técnicos del INTA Balcarce desarrollaron Airear Granos,
una aplicación para celulares y tablets
que, mediante el geoposicionamiento,
recupera la información del clima sumado al pronóstico de los próximos 10
días y, en función de esos datos, calcula cuál es el mejor momento para
prender los ventiladores del silo.
Esta aplicación se logró mediante un
trabajo realizado junto con Microsoft.
De acuerdo con el entonces responsable de Nuevas Tecnologías de Información y Comunicación del INTA,
Alejandro Crisafulli, “Airear Granos
fue hecha para plataformas Windows
Phone Mobile y se puede bajar de
manera gratuita desde el mercado de
aplicaciones de Windows”.
Por último, existe Silvo INTA, otra
aplicación para dispositivos móviles
que permite registrar datos forestales
y consultar los resultados acumulados
en forma inmediata desde el lugar del
relevamiento.
Según explica el responsable del
proyecto y técnico del INTA Santiago del Estero, Marcelo Navall, “esta
App, surgió para resolver la necesidad
de aplicación de criterios de corta,
asistir a la toma de decisiones sobre
qué árboles cortar y mejorar el control
que se tiene sobre este tratamiento”.
La herramienta funciona como una
base de datos que, además de registrar información, permite realizar
cálculos útiles para controlar la intensidad de corta y mostrar al instante
los resultados para orientar futuras
decisiones. “Hasta hoy, no existían herramientas de este tipo para facilitar y
hacer más precisa la tarea de cortas
sustentables en bosques irregulares”,
afirma el investigador.
Argentina, entre los más
tecnificados
Por cantidad de hectáreas y el alto
nivel de tecnología aplicada, la Argentina es el segundo país del mundo
con mayor adopción en Agricultura
de Precisión (AP). Así, la guía satelital (comprendida en la sumatoria de
los banderilleros satelitales y los pilo-
Se necesitan,
como mínimo,
cuatro satélites
para determinar
un posicionamiento
en cualquier punto
del planeta.
12
ACTUALIDAD EN I+D
RIA / Vol. 41 / N.º 1
tos automáticos), los controladores de
siembra y el monitoreo de rendimiento
en cosechadoras están entre las preferidas por los productores a escala nacional. Así, el técnico del INTA
Manfredi, Andrés Méndez, comenta
que “estamos en niveles muy altos de
adopción de tecnología de precisión,
apenas detrás de los Estados Unidos”.
Esta tendencia ya cumplió una década y consolidó un mercado: el de equipos de agricultura de precisión, que
sigue creciendo “a paso firme” en la
Argentina. Para Méndez, “su correcto
uso y el manejo de insumos y cultivos,
permite que los productores sean
precisos y eficientes”.
En esta línea, destaca el rol del INTA
al señalar que “se trata de un organismo líder en la agricultura de precisión
que, mediante la extensión, le acerca
al productor los resultados de las investigaciones, las tecnologías desarrolladas, las formas de utilizarlas y
sus beneficios”.
Trazabilidad de los procesos:
el paso más preciso
La generación y el uso de prácticas
de AP y la disponibilidad de información georeferenciada, impulsan y facilitan, además, un aspecto que cobra
importancia en el comercio internacional: la trazabilidad de los procesos y
productos agropecuarios, mediante la
gestión de precisión.
Ya en 1946,
Estados Unidos
visualizaba
a los satélites como
una de las
herramientas
científicas
más poderosas
del siglo XX.
En este sentido, el coordinador del
Proyecto Agricultura de Precisión y
Máquinas Precisas del INTA, Mario
Bragachini advierte que “no es lo mismo tener un producto diferenciado desde origen, con certificación en un proceso trazado y con control de calidad y
gestión que producir commodities”.
En este contexto, la empresa santafesina Agrotorresi desarrolló el primer
producto alimenticio que cuenta con
toda la información referida a su producción almacenada en un código
QR disponible en los productos. Así,
mediante la implementación de herramientas de agricultura de precisión
y el apoyo del INTA, se agrega valor
para acceder a nuevos mercados.
Así es que, para la producción de
estos paquetes de harina de trigo di-
ferenciados, en Agrotorresi utilizan el
geoposicionamiento, los banderilleros
satelitales y pilotos automáticos en
sus cuatro cosechadoras que, además, cuentan con GPS y permiten
elaborar un mapa de rendimiento.
Drones, pequeños grandes
socios
La necesidad de contar con datos
confiables y en tiempo real hace que
la agricultura de precisión avance en
el desarrollo de herramientas que
ayuden a optimizar y a hacer más eficiente la producción. Ahora, la innovación llegó a los equipos voladores
no tripulados, conocidos como drones que permiten realizar en tiempo
real el seguimiento y el desarrollo
de los cultivos, y hasta monitorear el
desplazamiento del ganado.
Según comenta Méndez, “estos
equipos pueden detectar malezas sobre rastrojos, estimar rindes, daños
por heladas y pérdidas por granizo,
realizar un seguimiento del cultivo a
partir de imágenes multiespectrales,
detectar enfermedades, insectos, malezas en el cultivo y hasta el desplazamiento del ganado”.
Por otro lado, el GPS permitió direccionarlos bajo un recorrido preestablecido y no depender de la pericia
del piloto que lo maneja desde tierra
con un control remoto. “Existen drones equipados con GPS que pueden
salir desde una base, realizar el vuelo
con un día y hora prefijado, y una vez
terminada la tarea pueden volver a la
base para cargar la batería y quedar
listos para el próximo vuelo”, indica
el técnico del INTA Manfredi, quien
además agrega que “algunos pueden
estar sincronizados con los datos de
alguna estación meteorológica que
habilite el vuelo en tiempo real según
las condiciones del clima”.
El clima, monitoreado por satélite
En la estación meteorológica de Castelar, el INTA instaló un módulo satelital desarrollado en la Universidad
Nacional de La Plata para la Comisión
Nacional de Actividades Espaciales
(Conae). El módulo ya está en pleno
funcionamiento y la Estación se en-
13
La Argentina
es el segundo país
del mundo con mayor
agricultura
de precisión.
cuentra transmitiendo información en
resumen diario de todas las variables
meteorológicas.
El director del Centro de Investigación
de Recursos Naturales del instituto, Pablo Mercuri, asegura que “en el INTA
trabajamos para asegurar el acceso a
la información meteorológica”, e indica
que “la información climática instantánea es vital para la toma de decisiones por los productores agropecuarios”.
Este módulo se suma a otras herramientas con las que cuenta el Instituto de Clima y Agua del INTA Castelar
como la red de radares, configurada
desde hace varios años por el organismo para generar información meteorológica online, cuyo análisis y seguimiento es usado por los productores
para el desarrollo de las campañas
agrícolas.
Ubicados en el INTA Pergamino, en
de Anguil y en Paraná, cada radar
tiene un radio de alcance de 240 km
que configuran una red que cubre 46
millones de hectáreas de la región
Pampeana, cuyo centro de control
y procesamiento se encuentra en el
INTA Castelar.
Asimismo, el organismo amplió la red
de estaciones agrometeorológicas
terrestres mediante el fortalecimiento
de la red de observatorios convencionales, se construyeron 150 estaciones
automáticas de diseño propio en convenio con la UTN y se adquirieron estaciones comerciales para disponer de
un sistema federal de datos.
Más información:
Ricardo Bartosik - Especialista en
poscosecha de granos del INTA.
Carlos Di Bella - Director del Instituto
de Clima y Agua del INTA.
Alejandro Crisafulli - Ex responsable
de Nuevas Tecnologías de Información
y Comunicación del INTA.
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ACTUALIDAD EN I+D
RIA / Vol. 41 / N.º 1
Energías Renovables
REY SOL
La alta dependencia de los combustibles fósiles con
impacto negativo sobre el ambiente lleva a pensar
en la integración de las energías renovables, como
la solar, para disponer de alternativas que mejoren la sostenibilidad de los sistemas ambientales,
productivos y sociales.
Por Clarisa Cámpora
Rey Sol
Actualmente, en la Argentina las
energías renovables no llegaron a
desarrollar su potencial. Según el
especialista en energías renovables
del Instituto Nacional de Tecnología
Industrial (INTI), Sebastián Valente,
integrarlas posee importantes beneficios, algunos de ellos son “la posibilidad de diversificar la matriz, la generación distribuida y el desarrollo local,
el aumento del empleo, la posibilidad
de agregar valor con mayor autonomía
nacional, y el impulso a las pymes y la
industria nacional”.
El director del Instituto de Investigación y Desarrollo Tecnológico para la
Pequeña Agricultura Familiar (IPAF)
región pampeana, Marcos Hall, asegura que en la Argentina aún falta mucho por hacer y por concientizar pero
reconoce que se va por buen camino.
“Nadie puede negar el cambio climático que provocan los gases de efecto
invernadero, además, no sabemos si
los combustibles fósiles se agotarán
ni cuándo pero lo que sí sabemos es
que escasearán con el consiguiente
aumento de precio y quienes se verán
más afectados serán los sectores más
vulnerables de la sociedad, entre los
que se encuentra la Agricultura Familiar”, afirma.
15
En ese contexto, el Estado Nacional
puso en marcha distintos proyectos y
programas para generar el desarrollo
de fuentes de energía alternativas
en todo el país.
él en busca de favores y ayuda para
resolver los problemas y aliviar las necesidades. Los incas adoraban a Inti
porque creían que el Sol, mediante su
energía, alimentaba a sus tierras.
Un ejemplo de ello es el Proyecto de
Energías Renovables en Mercados
Rurales (PERMER) que lleva adelante
la Secretaría de Energía de la Nación.
Su objetivo principal es el abastecimiento de electricidad a personas que
viven en hogares rurales, y a servicios
públicos de todo tipo (escuelas, salas
de emergencia médica, destacamentos policiales, entre otros), que se
encuentran fuera del alcance de los
centros de distribución de energía (ver
gráfico: “PERMER en números”).
La energía solar es la fuente de energía más abundante que está disponible en nuestro planeta. Para poder
cuantificarlo, de una manera muy general, podría decirse que cada 15 minutos llega a la superficie de la Tierra
la cantidad de luz solar suficiente para
cubrir las necesidades energéticas
de todo el mundo durante un año
entero. El aprovechamiento del poder
del Sol ha demostrado ser un método
fiable para producir energía y, en la
actualidad, estados y países invierten
para desarrollar la tecnología.
Si bien la ejecución de los préstamos asociados al financiamiento del
PERMER en su primera etapa terminó
en diciembre de 2012, el proyecto ya
finalizó la presentación ante los organismos de crédito para el inicio de
su segunda etapa (PERMER II), en el
corto plazo.
El sol, benefactor de la producción
El principal dios de los Incas fue el
Inti, el Sol. Como creador, era adorado y reverenciado, y se acudía a
Rey Sol
En materia tecnológico-productiva,
Instituciones públicas detectan oportunidades para integrar al sistema
agropecuario el uso de energías renovables, como la solar, con la finalidad de facilitar el acceso a tecnologías
más sustentables además de bajar
costos en la producción.
En el INTA San Pedro, la especialista en manejo integrado de enfermedades en cultivos intensivos, Mariel
Mitidieri, recomienda la utilización de
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ACTUALIDAD EN I+D
RIA / Vol. 41 / N.º 1
la biosolarización que consiste en
la combinación de la solarización y la
biofumigación.
Por un lado, la primera utiliza la
energía solar para pasteurizar el
suelo con la finalidad de disminuir la
población de patógenos y malezas sin
utilizar plaguicidas de síntesis química. Consta de tratamientos repetidos
con altas temperaturas y humedad
en el suelo que activan y eliminan los
microorganismos patógenos, nematodos y semillas de malezas. Además,
se logra un saneamiento de toda la
estructura del invernadero, en caso
de aplicarse la técnica en invernáculo, aunque también se puede aplicar
en parcelas al aire libre (ver recuadro:
“Solarización”).
Por el otro lado, la biofumigación es
el uso como fumigantes de los compuestos tóxicos que elimina la materia orgánica en descomposición.
Estos compuestos son muy variados:
gases como el dióxido de carbono,
amoníaco; sustancias azufradas y
glucosinolatos que se encuentran
presentes en las células de ciertas
plantas. La investigadora asegura que
“las experiencias indican que lo más
efectivo es combinar ambas técnicas, el
aporte de materia orgánica (4-5 kg/m2)
contrarresta la pérdida por mineralización que producen las altas temperaturas que, por otra parte, aceleran el
proceso de biofumigación”. Además,
sostuvo que puede aplicarse a todas
las producciones, pero es en los cultivos hortícolas y florícolas donde tiene
mayor aplicación.
Los resultados dependen del grado de infestación del cultivo, pero la
técnica del INTA asegura que en un
Rey Sol
17
invernadero con alta presencia de nematodos y patógenos del suelo los aumentos del rendimiento, en un cultivo
de tomate por ejemplo, pueden superar el 40 por ciento.
rente, así ingresa el sol y aumenta la
temperatura. Tiene una capacidad de
120 litros por día y es necesaria una
exposición a un día entero de sol (ver
recuadro: “Descripción del equipo”)
Otras alternativas para la desinfección de sustratos en producciones intensivas es el empleo de colectores
solares. Esta tecnología fue desarrollada por el Instituto de investigación
agropecuaria de Brasil (EMBRAPA,
por sus siglas en portugués) y traída
a la Argentina a través del proyecto
Tierra Sana-Sustitución del Bromuro
de metilo.
“La reducción en malezas y hongos
perjudiciales en cultivos ornamentales
fue de un 90 por ciento en días despejados de invierno, primavera y verano. En el caso de la disminución de
hongos, la reducción que se obtuvo
osciló entre el 70 y el 100 por ciento”,
asegura Puerta.
El Bromuro daña la capa de ozono
y es peligroso para el humano y el
medioambiente. “El colector solar es
otra forma de controlar malezas, insectos y microorganismos entre los
cuales se encuentran patógenos causantes de enfermedades, y de esta
manera, se evita la utilización del bromuro de metilo, principal fumigante
químico”, expresa la especialista en
cultivos intensivos, perteneciente a
la coordinación nacional del proyecto
Tierra Sana, Analía Puerta.
El ćolector´ consiste en una caja de
madera descubierta en su parte superior y dentro ella seis tubos metálicos.
Esta cubierta con polietileno transpa-
Las investigaciones indican que el
empleo de ese colector solar resulta
eficiente en verano, primavera y parte
del invierno. En otoño, el resultado varió según la exposición al sol.
Otra actividad que integra en su técnica a la alternativa solar, a través de
colectores solares, es el secado de
productos agrícolas por medio de calentadores de aire. Estos levantan la
temperatura hasta valores en el orden
de los 50 °C para luego pasarlo por el
producto a secar, arrastrando la humedad del mismo. El objetivo es reemplazar total o parcialmente el suministro de
energía convencional, gas, leña o electricidad, por un generador de energía
solar constituido por un banco de colectores solares calentadores de aire.
Solarización
Para captar la energía solar es necesario, luego de preparar el suelo
para el trasplante, colocar el sistema de riego y tapar herméticamente con un plástico. De esta manera, por acción de la radiación solar,
aumenta la temperatura del suelo repitiendo el proceso todos los
días. El suelo debe estar húmedo, para que el vapor de agua que
se genera profundice el efecto deseado, ya que la humedad activa
los propágulos de patógenos que luego mueren por el efecto de las
altas temperaturas.
Para que se den las temperaturas óptimas requeridas (50-60 °C)
durante mayor cantidad de días es recomendable en la región pampeana aplicar la técnica en enero, mes en el que existe mayor probabilidad de alta radiación y temperatura. Pero la especialista en
manejo integrado de enfermedades en cultivos intensivos del INTA
San Pedro, Mariel Mitidieri asegura que “en la provincia de Buenos Aires, hemos demostrado que se puede realizar también desde
mediados de noviembre y año por medio”. En el NEA y NOA la solarización se aplica sin mayores problemas en enero, ya que en esa
época los productores no usan el invernadero por las temperaturas
extremas que se generan en estos.
Rey Sol
Integrar las energías
renovables significa
la posibilidad
de agregar valor
con mayor autonomía
nacional”
(Sebastián Valente).
18
ACTUALIDAD EN I+D
RIA / Vol. 41 / N.º 1
Descripción del equipo
• Caja de madera: 1 m largo, 1,5 m de frente y 30 cm de profundidad
(madera de buena calidad barnizada o pintarla con aceite, aumenta
durabilidad)
• Interior caja: chapa metálica pintada de negro, un aislante térmico
(telgopor, lana de vidrio, membrana)
• 6 Tubos metálicos:
- capacidad: 20 litros/tubo
(120 litros de sustrato desinfectado/día de radiación plena)
• Cubierta superior de polietileno:
- transparente
- grueso (30 y 150 micrones)
- fijado en los laterales
Cinco nuevas
estaciones se sumarán
a las 10 ya existentes
operadas por
GERSolar e INTA.
Según el director del Instituto de
Investigaciones en Energía No Convencional (INENCO), Miguel Ángel
Condorí, “en el caso de lugares aislados de la red de provisión de energía
convencional, estos sistemas pueden
significar la incorporación de tecnología apropiada que permita el acceso a
mercados hasta entonces inaccesibles
y facilitar su desarrollo económico”.
Para su funcionamiento es necesario
un razonable nivel de radiación solar
y suficiente espacio para la colocación
del banco de colectores solares que,
por ejemplo, puede ser del orden de
los 300 m2 para una cámara de secado
de 6 toneladas de capacidad de carga.
“En principio, se plantea un funcionamiento en forma hibrida, es decir, se
sigue utilizando energía convencional
incorporando energía renovable, en
forma inteligente, para producir ahorro
energético. En lugares con alto nivel
de radiación solar y baja humedad relativa ambiente, como las de las provincias del noroeste argentino, se pueden utilizar opciones solo con energía
solar con un buen funcionamiento”,
afirma Condorí.
Con este sistema, se pueden conseguir tasas de secado similares a los secadores convencionales y tasas de recupero de la inversión del equipo solar
del orden de los dos años considerando solo el ahorro de energía. Aunque,
“el impacto social en la comunidad, la
conformación de cooperativas de pe-
Rey Sol
queños productores, la posibilidad de
incrementar los ingresos por mayor valor agregado y las posibilidades de desarrollo de estas comunidades rurales
con las actividades complementarias
son los resultados más importantes”,
concluye el especialista del INENCO.
Medir el recurso de la
energía solar
Con la finalidad de desarrollar una
red interconectada de estaciones de
medición de radiación solar de referencia nacional, se propone el Sistema Argentino de Evaluación de
Energía Solar (ENARSOL).
El proyecto, financiado por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva, forma parte de las
acciones que propone el consorcio
público-privado integrado por el INTA,
la Universidad de Lujan e YPF. Se centra en el diseño e implementación de
un sistema argentino de evaluación de
la radiación solar, con estaciones en
todo el ámbito nacional interconectadas que transmiten datos en tiempo
real y con un sistema de apoyo logístico por laboratorios especializados que
brindarán
“Los emprendimientos basados en
incentivos gubernamentales para diversificar la matriz de generación eléctrica en Argentina, plasmados en la ley
26.190/06, deben recurrir a información
histórica o utilizar información parcial
sobre valores de radiación, arriesgándose a proyectar la inversión con datos
cuya validez puede no ser la adecuada
o confiar en modelos de estimación que
se han validado o ajustado con pocas
estaciones en el país y muchas veces
con ninguna”, señala el coordinador del
proyecto ENARSOL, de la Agencia de
Extensión Rural Concepción del Uruguay del INTA, Oscar Pozzolo.
Los nodos próximos a instalar estarán en Estaciones Experimentales del
INTA en Barrow (Buenos Aires), Anguil
(La Pampa), Concepción del Uruguay
(Entre Ríos), Manfredi (Córdoba) y Alto
19
Valle (Río Negro). Estos puntos formaran la red nacional que, sumadas a las
estaciones ya existentes que operan
GERSolar e INTA, evaluará una de
las fuentes de energía renovables de
mayor adopción (ver gráfico Cobertura
de las primeras 5 Estaciones de la red
ENARSOL).
Desde hace cuatro años se cuenta
con la medición de la radiación solar
en base horaria, esto presupone una
ventaja a la hora de evaluar modelos
de estimación de la radiación solar en
base a imágenes satelitales. Esa red
cuenta en la actualidad con 10 esta-
Rey Sol
“La reducción en
malezas y hongos
perjudiciales
en cultivos
ornamentales, a través
de los colectores
solares, fue de un
90 por ciento”
20
ACTUALIDAD EN I+D
“En un invernadero
con nematodos
y patógenos
del suelo, aplicando
la biosolarización,
los aumentos
del rendimiento
pueden superar
el 40 por ciento
(Mariel Mitidieri).
RIA / Vol. 41 / N.º 1
ciones situadas en la zona de la Pampa húmeda Argentina. “Extender esa
red es el próximo paso a implementar”,
asegura Pozzolo.
agregado de valor y la generación de
nuevos productos, tecnologías, y un
efecto multiplicador en las economías
regionales.
Esas redes permitirían evaluar con
seguridad las posibilidades económicas de generación de energía
eléctrica por centrales fotovoltaicas o
solares térmicas, condición indispensable para encarar cualquier proyecto
de inversión en este campo. Además,
la información de la radiación solar es
de importancia agronómica, por lo tanto, cubrir en la primera etapa la zona de
mayor producción agrícola-ganadera
del país resulta altamente acertado.
Según Valente, “una política activa
y el desarrollo de un profundo conocimiento sobre la oferta internacional de
bienes y servicios, caracterizar la cadena de valor de cada una de las diferentes tecnologías para así poder identificar los eslabones más débiles en los
que se puede incorporar más valor con
autonomía nacional, y sobre todo aquellos eslabones que son críticos para el
desarrollo tecnológico vigente y que
aseguren oportunidades de integración
de I+D nacional”, son los próximos desafíos que se deben afrontar.
A futuro
Distintos informes, como el del Fondo Internacional de Desarrollo Agrícola (IFAD, por sus siglas en inglés),
sostienen que la comunidad científicotecnológica tiene la oportunidad de
facilitar la incorporación de fuentes
renovables, como la solar, en el abastecimiento de energía a poblaciones
rurales con la finalidad de favorecer el
Rey Sol
Más información
Sebastián Valente – [email protected]
Mariel Mitidieri – [email protected]
Analía Puerta – [email protected]
Oscar Pozzolo – pozzolo.oscarruben@inta.
gob.ar
Miguel Ángel Condorí - [email protected]
PERMER - [email protected]
21
Energías renovables
Motor para
el DESARROLLO de las
Comunidades
La energía sostenible tiene un importante efecto
en la productividad, la salud y la seguridad alimentaria e hídrica de las personas. En América Latina
se impulsan proyectos para que las comunidades
rurales puedan acceder a fuentes alternativas.
Por Cecilie Esperbent
22
ACTUALIDAD EN I+D
Las energías
renovables son
aquellas que se obtienen
de fuentes naturales
como la hidroeléctrica,
eólica, solar,
geotérmica,
mareomotriz, la biomasa
y los biocombustibles.
RIA / Vol. 41 / N.º 1
En un mundo con siete mil millones
de habitantes, la energía resulta fundamental para el desarrollo sostenible
y, según la Organización para la Alimentación y la Agricultura de las Naciones Unidas (FAO, por sus siglas en
inglés), está estrechamente vinculada
a la seguridad alimentaria y a la erradicación de la pobreza. En este contexto, la Asamblea General de la ONU
declaró al período 2014-2024 como la
“Década de la Energía Sostenible
para Todos” (SE4ALL, por sus siglas
en inglés).
Esta iniciativa plantea tres grandes
desafíos relacionados con el acceso
universal a la energía, la mejora de la
eficiencia energética y el crecimiento
de la cuota de las energías renovables en la matriz energética mundial.
En este sentido, el Secretario General
de la ONU, Ban Ki-moon, destaca que
este período representa “una valiosa
oportunidad para profundizar la toma
de conciencia sobre la importancia
de extender el acceso sostenible a la
energía”.
Estimaciones de la ONU indican que
en el mundo casi una de cada cinco
personas no tiene acceso a servicios
de electricidad modernos y aproximadamente tres mil millones dependen
de la biomasa tradicional para cocinar
y calentarse. Por esto, el secretario
general de la ONU declaró durante la
inauguración de la oficina de facilita-
ción global de SE4ALL en Viena que
“la energía resulta fundamental para el
desarrollo sostenible”.
Las energías renovables o verdes,
son aquellas que se obtienen de fuentes naturales virtualmente inagotables debido a que son capaces de regenerarse por medios naturales, como
la hidroeléctrica, eólica, solar, geotérmica, mareomotriz y la biomasa.
Este tipo de energía, además de ser
limpia, constituye actualmente el 15
por ciento de la matriz energética
mundial. Un informe del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático
(IPCC, por sus siglas en inglés) estima
que para 2050 las energías renovables podrían cubrir el 80 por ciento de
la demanda energética mundial.
Para el Oficial Forestal Principal de
la Oficina Regional de la FAO para
América Latina y el Caribe (FAO RLC),
Jorge Meza, “la discusión no está en el
rol que tienen las energías renovables,
sino en la manera en la cual se puede acelerar el acceso a este tipo de
energía, debido a que alrededor del 40
por ciento de la población mundial, la
mayoría en el medio rural, depende de
la madera, el carbón o los desechos
animales para cocinar sus alimentos”.
Junto con la declaración, las Naciones Unidas preparó una agenda para
la Acción Global, que incluye la cooperación con los países para promo-
23
ver un cambio de comportamiento
en el uso de la energía y el impulso de
fuentes alternativas.
“Las energías renovables son cada
vez más importantes”, señala Meza
quien explica que en 2005 apenas 15
países en desarrollo tenían políticas
orientadas a promover las energías renovables. Para inicios de 2014, 95 países habían incorporado en su agenda
estratégica nacional políticas para la
promoción de la energía renovable.
Según la FAO, en la actualidad el 22
por ciento de la producción energética
en el mundo proviene de fuentes renovables. De hecho, en 2014 el 56 por
ciento de la adición neta a la capacidad
eléctrica global derivó de fuentes renovables y el 10 por ciento de la demanda
global de calor para la climatización de
ambientes fue atendida con biomasa,
energía solar y energía geotérmica.
De acuerdo con Meza, todos los países deberían considerar como meta
de desarrollo, para el largo plazo, que
el 100 por ciento de la demanda de
energía sea solventada por fuentes
renovables. “La Argentina, mediante
la implementación del programa Probiomasa, en cooperación con la FAO,
promueve el uso de biocombustibles
provenientes de desechos agropecuarios y de plantaciones forestales energéticas”, expresa.
El acceso a la energía en las zonas
rurales es fundamental para impulsar
el desarrollo agrícola. En este sentido,
el representante de la FAO asegura
que “las fuentes alternativas representan una oportunidad para que las
comunidades puedan mejorar la productividad agrícola y para la generación de ingresos”.
Por esto, los agricultores familiares
deberían tener un acceso garantizado
a la energía. “En lugares con infraestructura energética deficitaria, hay dos
opciones”, señala Meza quien explica
que “la primera es ampliar los sistemas de energía renovables descentralizados en pequeña escala
para grupos de productores en zonas
determinadas y la segunda opción es
implementar unidades individuales
de producción energética renovable
a escala familiar”.
En este sentido, el director del Instituto de Investigaciones en Energía No
Convencional (INENCO) del Conicet,
Miguel Ángel Condori, expresa que “las
energías renovables son apropiadas
para las comunidades rurales justamente porque permiten el acceso a los sectores aislados o dispersos y a las redes
de provisión de energía convencional”.
El INENCO trabaja desde hace más
de 30 años en el aprovechamiento de
las energías renovables, la medición y
24
ACTUALIDAD EN I+D
RIA / Vol. 41 / N.º 1
Las fuentes energía
alternativas,
además de ser limpias,
constituyen actualmente
el 15 por ciento
de la matriz
energética mundial.
el desarrollo de herramientas para su
evaluación y diseño. “Es todo un desafío trabajar con fuentes de energías
alternativas”, asegura. “Por esto, apuntamos a la investigación de proyectos
relacionados al medio ambiente, el
ahorro energético y la política energética, como por ejemplo el desarrollo de
sistemas de secado solar con capacidad industrial, sistemas de curado de
tabaco con equipos híbridos sol-gas,
producción de vapor y energía eléctrica solar térmica para aplicaciones
mineras y estudios de envolventes edilicias para maximizar el ahorro energético, entre otros”.
Para Condori, Alemania representa
un caso emblemático. “Ellos apuntan
que para el año 2025 el 45 por ciento
de su electricidad provenga de fuentes
renovables y para 2050 la cuota deberá cubrir el 80 por ciento”.
Acceso como sinónimo de
inclusión
La disponibilidad y el acceso a la
energía en zonas rurales es clave
para asegurar el bienestar de las familias rurales. Además, contribuye para
mejorar la calidad de vida y el desarrollo productivo en los territorios.
Según afirma el especialista en energías renovables del Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura (IICA), Orlando Vega, “el vínculo
entre agricultura, agua y energía es
cada vez más evidente”, a la vez que
asegura que “la falta de acceso a alguno de estos elementos puede ser un
factor limitante para el desarrollo sostenible de los territorios rurales”.
Instituciones como el IICA sostienen
que el acceso a la energía eléctrica no
es condición suficiente para promover
el desarrollo económico y social de
las poblaciones atendidas. Para Vega,
“la estrategia de desarrollo debería
orientarse a la articulación de las políticas públicas para la optimización del
uso energético, y la inserción social y
productiva de segmentos de población
excluidos de la energía”.
Un estudio de ese instituto calcula que 30 millones de personas en
América Latina y el Caribe (ALC) carecen de acceso a electricidad, en
su mayoría familias de zonas rurales.
Por esto, es necesario “realizar esfuerzos para que los territorios rurales
puedan acceder a la energía que satisfaga las necesidades humanas básicas y complemente las actividades
productivas”, indica el especialista en
energías renovables del IICA.
De acuerdo con un equipo de investigadores de 16 países de ALC, el
biogás contribuirá al acceso y uso de
energías renovables en los territorios
rurales debido a que la base para la
producción de esta fuente de energía
alternativa surge a partir del aprovechamiento de los residuos sólidos orgánicos de las actividades agropecuarias.
En Marechal Cãndido Rondon, un
municipio brasileño ubicado en el estado de Paraná, la Cooperativa de
Agroenergía para la Agricultura Familiar en la cuenca hidrográfica de
Ajuricaba lleva adelante un proyecto
que involucra a 33 fincas de pequeña
escala, las cuales cuentan con biodigestores individuales alimentados
con residuos de la agricultura familiar,
en los que se producen biofertilizantes
y biogás.
“Una de las particularidades de esta
iniciativa es que el biogás que no se
utiliza en las fincas, se transporta vía
gasoducto a una planta de energía
central, a 22 kilómetros de distancia”,
señala Vega quien añade que “desde
este lugar se distribuye electricidad a
la red local y se genera calor para el
25
Transformar un problema en una solución
Un estudio de la FAO, la Secretaría de Energía y el Ministerio de Agricultura, Ganadería y
Pesca de la Argentina, con participación del INTA determinó que el país tiene una disponibilidad de 6,6 millones de toneladas anuales de desechos derivados de las actividades
agrícolas, forestales y forestoindustriales, de los cuales el 80 por ciento podría usarse para
generar energía (ver RIA Vol.40 N.º 2).
Esos residuos provienen principalmente del cultivo de la caña de azúcar, la poda de frutales y
vid, la industria maderera y de biomasa leñosa originada en bosques nativos e implantados.
La red para la distribución de energía (gas y electricidad) no es uniforme a lo largo de la
Argentina. Según Marcos Bragachini, del INTA Manfredi “la bioenergía puede ser una solución inmediata al límite de crecimiento o desarrollo que tiene una gran región del país por
falta de energía”.
En la producción pecuaria, la alimentación se basa principalmente en maíz, soja, sorgo, trigo y pasturas. “El sistema digestivo del animal no es tan eficiente para aprovechar toda la
energía o la proteína que tienen estos forrajes, por lo que en el desecho (estiércol y orina)
quedan partes de nutrientes y energía no aprovechados por el animal”, afirma el especialista. Por eso, no manejar los residuos implica, además del deterioro ambiental, una fuga de
energía que podría aprovecharse para producir biogás y biofertilizantes.
En San Luis, el criadero Yanquetruz, se constituyó a escala nacional e internacional, en una
planta modelo de generación de energía sobre la base de efluentes de un sistema de producción intensivo de cerdos de ciclo completo (1.500 madres generan entre 20 y 35 metros
cúbicos gas/t sustrato) y cultivos energéticos.
Se trata de un emprendimiento para la producción de biogás, electricidad y energía térmica
de la Asociación de Cooperativas Argentinas, que busca solucionar el problema del efluente
y producir su propia energía, para abastecer a los equipos de riego, las instalaciones porcinas y a la planta de generación de alimento balanceado.
Con 150 metros cúbicos diarios más 50 toneladas de materia verde de silo de maíz o sorgo
pueden producir una potencia de 1,5 MW de electricidad e igual cantidad de energía térmica
para autoconsumo y para vender el remanente a la red eléctrica de una región que posee
déficit de este recurso.
26
ACTUALIDAD EN I+D
RIA / Vol. 41 / N.º 1
secado de granos y biometano como
combustible para vehículos”.
Asimismo, Vega explica que el tratamiento de los residuos previene la
descarga de contaminantes sobre la
cuenca de Ajuricaba y contribuye a la
prolongación de la vida útil del embalse de Itaipú.
Articulación internacional
Un proyecto internacional, realizado
por especialistas de 15 instituciones
de todo el mundo, elaboró un catálogo de residuos lignocelulósicos
disponibles en América Latina y Europa que pudiesen generar energías
renovables. Se trata de Babethanol
(Nuevas materias primas y proceso de
transformación innovador para un desarrollo más sustentable y producción
de etanol lignocelulósico), una iniciativa financiada por la Unión Europea en
la que el IICA junto con Procisur, son
los socios que coordinan y ejecutan el
trabajo en los países del Cono Sur.
El estudio identificó materias primas
agrícolas capaces de producir etanol
en cantidades altamente significativas
a bajo costo y que no compiten con la
producción de alimentos, como el bagazo de agave azul y de caña de azúcar, los residuos de maíz, la cebada,
las vides y hasta los eucaliptus.
“La energía está
estrechamente
vinculada a la seguridad
alimentaria y a la
erradicación de la
pobreza, por lo que
resulta fundamental
para el desarrollo
sostenible”
(Ban Ki-moon)
Según detalla Vega, el proyecto
apunta al trabajo con pequeñas cantidades para el desarrollo de una agricultura local dinámica que contribuya a la creación de empleos y a la
estabilización de las áreas rurales.
En este sentido, el IICA junto con el
Centro Internacional de Energias Renováveis con énfasis en Biogás de
Brasil, la Organización de las Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial (Onudi), FAO, la Organización
Latinoamericana de Energía (Olade)
y la IEA, contribuyen a potenciar el
desarrollo de proyectos similares para
la agricultura familiar en los territorios
rurales de América.
Para el especialista del IICA, en el
futuro se deben “procurar las condiciones para que los proyectos innovadores en energías renovables puedan
desarrollarse a escala semicomercial
o comercial y, a su vez, incidir con
mayor impacto sobre el acceso a la
energía renovable en los territorios o
comunidades rurales”.
Transformar para mejorar calidad
de vida
Habitualmente, cuando se habla de
energías renovables se hace referencia a los beneficios ambientales de su
uso y se desestima cómo contribuyen
con el desarrollo rural, particularmente en lugares con infraestructura deficitaria. De hecho, según la Agencia
Internacional de Energía, el 83 por
ciento de las personas que no tienen
acceso a la electricidad viven en zonas rurales.
En este sentido, el director del Instituto de Investigación y Desarrollo Tecnológico para la Agricultura Familiar
(IPAF) región pampeana, Marcos Hall,
señaló que “los productores necesitan
energía para producir y para satisfacer
las necesidades domésticas”.
27
“La discusión está
en la manera para
acelerar el acceso
a esta energía,
ya que alrededor
del 40 por ciento
de la población mundial
depende de la madera,
el carbón o los
desechos animales
para cocinar
sus alimentos”
(Jorge Meza)
Son muchas las comunidades que
no tienen acceso a las redes convencionales de energía, situación
que se agrava en zonas de baja densidad poblacional donde es muy costoso extender redes convencionales.
“Disponer de equipos que funcionen
con energía renovable significaría un
gran paso para mejorar la calidad de
vida, la salud y la seguridad alimentaria de los agricultores”, expresa Hall.
Según agrega, “el Instituto, en el marco de las políticas de Estado, juega un
rol estratégico en la investigación, el
desarrollo y la difusión de tecnologías
en energías renovables para la agricultura familiar”.
Asimismo, mediante el armado de
redes territoriales con instituciones
como el INTI, Cámara de fabricantes
de máquinas y equipos para la Agricultura Familiar y Universidades, el
IPAF busca herramientas para abordar los problemas de la agricultura
familiar y asegurar el acceso a las
fuentes alternativas.
La quema de madera para calefacción y para cocinar es la mayor fuente única de energía en los países en
desarrollo. “Pero en situaciones donde
no hay conexión a la red, ésta y otras
energías renovables se convierten en
una ayuda significativa para el desarrollo”, asegura Hall.
La Asociación de Pequeños Productores del Noroeste Cordobés (Apenoc) reúne a 950 productores caprinos que se dedican, principalmente, a
la producción de leche y a la venta de
cabritos.
“El norte de Córdoba se caracteriza
por condiciones climáticas extremas,
escasez de agua dulce, suelo salitroso
y, además, hay que agregarle la falta
de infraestructura para el tendido eléctrico y el acceso a fuentes de energía
tradicionales”, detalla. En este contexto, y con el asesoramiento del INTA,
los agricultores cordobeses se capacitaron en la construcción y colocación
de termotanques y cocinas solares,
lo que significó que puedan asegurar
la calidad de sus productos.
Más información:
Jorge Meza
Orlando Vega Charpentier
Marcos Hall
Miguel Angel Condori
Marcos Ariel Bragachini
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ACTUALIDAD EN I+D
RIA / Vol. 41 / N.º 1
“Entender el
funcionamiento
de los relojes
permitiría lidiar
con ciertas patologías
en humanos”
“Ajustar el momento de floración es crucial para la productividad”
29
Relojes biológicos en plantas
“Ajustar el momento
de floración es crucial
para la productividad”
El especialista en desarrollo vegetal del CONICET, Marcelo Yanovsky, estudia
los mecanismos genéticos que regulan el momento de floración de las plantas.
Los hallazgos pueden mejorar la productividad de los cultivos.
Por Felicitas Terreno
“Es como tener un reloj: primero hay
que identificar las piezas y luego tratar
de entender cómo se ensamblan para
que tenga un ritmo apropiado y precisión
en su capacidad de medir el tiempo”.
...........................................................
Investigadores argentinos intentan
dilucidar el funcionamiento de los relojes biológicos de las plantas para
ajustar el momento en el que florecen y, así, optimizar la productividad.
Estos relojes se encuentran presentes en el interior de las células de la
mayoría de los seres vivos y están ligados a los ciclos de luz-oscuridad del
ambiente.
“Es una maquinaria que le permite a
las células, de alguna manera, medir
el tiempo y regular distintos procesos
biológicos de modo que ocurran preferentemente en los momentos más
apropiados del día”, explica el jefe del
laboratorio de Genómica Comparativa
del Desarrollo Vegetal del Instituto Leloir, Marcelo Yanovksy, en una entrevista exclusiva con Revista RIA.
Hasta el momento, los investigadores del grupo de trabajo estudian los
mecanismos genéticos que regulan
el funcionamiento de los relojes a
partir de plantas mutantes.
“Encontramos algunos genes del
reloj que están involucrados principalmente en regular la expresión de cientos de genes y entonces aplicamos
herramientas moleculares y genómicas para conocer cuáles son los que
controlan”, afirma.
¿Qué son los relojes circadianos?
Son relojes biológicos que están presentes en el interior de las células de
la mayoría de los organismos, desde
algunas bacterias hasta los humanos.
Es una maquinaria que le permite a las
células, de alguna manera, medir el
tiempo y regular distintos procesos
biológicos de modo que ocurran preferentemente en los momentos más
apropiados del día.
Originalmente están vinculados a los
ritmos de 24 horas porque están ligados a los ciclos de luz-oscuridad que
hay en el ambiente debido a la rotación de la Tierra alrededor de su eje.
Ello, a su vez, trae aparejado cambios
de temperatura y humedad que son
variables ambientales que afectan
mucho a los procesos biológicos. Los
organismos, frente a esos cambios tan
marcados, han desarrollado la habilidad de poder anticiparlos.
¿Los estudian solo en plantas?
A veces nos interesa ver en forma
comparativa cuál de los mecanismos
que identificamos en plantas también
están presentes en otros seres vivos.
En este sentido, hemos estudiado
desde moscas hasta células humanas. Lo que está claro es que la mayoría de los seres vivos tienen relojes
biológicos, pero lo que no sabemos es
si están presentes exactamente los
mismos componentes. Es muy posible
que los relojes biológicos evolucionaran muy tempranamente en plantas y
otros organismos y, al parecer, no ha
habido muchas maneras distintas de
generarlos por lo que tienen algunos
elementos comunes. Nosotros buscamos cuáles mecanismos de regulación de los relojes que identificamos
son propios de las plantas y cuáles
son compartidos con los animales.
¿Por qué empezó a estudiar los relojes biológicos en las plantas?
Hace más de 25 años, cuando era
estudiante de biología y cursaba botánica, trataba de entender cómo es
que las plantas anticipan las estaciones del año, floreciendo algunas
en la primavera y otras en verano. Lo
30
ACTUALIDAD EN I+D
“Existen mecanismos
de regulación propios
de las plantas
y otros compartidos
con animales”
RIA / Vol. 41 / N.º 1
que se sabía (pero no muy bien cómo
funcionaba) era que las plantas detectan cambios en la cantidad de horas
de luz por día (lo que se llama “fotoperiodo”). Así, hay plantas que florecen
cuando los días se alargan (como en
la primavera) y otras cuando los días
se empiezan a acortar (como en los
fines del verano). Como el ajuste del
momento en el que florecen las plantas con condiciones óptimas del ambiente es crucial para la productividad, yo quería entender qué es lo que
regula el momento de floración.
(entre ellos, los del crecimiento celular
o la posición de las hojas) y tratamos
de encontrar genes diferentes que alteren esos ritmos: cuáles son, cómo se
regulan entre sí y cómo afectan finalmente el tiempo de floración.
¿Qué es lo que averiguó con su
grupo de trabajo durante estos
años de investigación?
Por otro lado, vimos que otros genes participan de procesos que están
aguas abajo de la expresión que se
llaman “mecanismos de regulación
postranscripcional”. Una vez que el
gen se transcribe de ADN a ARN, el
ARN tiene que ser procesado diferencialmente hasta generar una proteína.
Encontramos genes que actúan en la
primera etapa, la de la transcripción
de ADN a ARN, y otros de la segunda,
entre el ARN y la proteína. Esos mecanismos de regulación son comunes
a plantas y animales. Sin embargo, si
bien algunos de los que identificamos
vinculados al control transcripcional
son específicos de plantas, los que regulan los otros procesos, es decir los
que ocurren postranscripcionalmente están conservados en otros seres
y muchos de ellos afectan el reloj en
animales.
Nuestros estudios tienen un enfoque
combinado de aproximaciones fisiológicas, genéticas y moleculares, así
que una de las principales cosas que
tratamos de hacer es identificar cuáles son los genes que contribuyen a
que los relojes anden con precisión.
Identificamos algunos de estos genes y tratamos de entender cómo es
la maquinaria. Es como tener un reloj:
primero hay que identificar las piezas
y luego tratar de entender cómo se
ensamblan para que tenga un ritmo
apropiado y precisión en su capacidad
de medir el tiempo.
Entonces buscamos mutantes de una
planta modelo, Arabidopsis thaliana,
donde el reloj controla muchos ritmos
Por un lado encontramos algunos que
están involucrados principalmente en
regular la expresión de genes y entonces aplicamos herramientas moleculares y genómicas para conocer cuáles
son los que controlan. Hoy sabemos
bastante sobre las redes de regulación
de genes que se regulan mutuamente
para generar los ritmos de 24 horas.
31
Si los resultados comprenden a
todos los seres vivos... ¿Podrían llegar tener aplicaciones en humanos?
No necesariamente, pero podría llegar a tenerlas. Entender estos mecanismos genéticos y moleculares puede proveer herramientas para lidiar
con alteraciones asociadas a ciertas
patologías. Si el funcionamiento del
reloj se altera, puede desencadenar
enfermedades en distintos procesos
fisiológicos o en el funcionamiento de
ciertos órganos. Incluso, en algunos
casos se ha vinculado a alguna alteración en el crecimiento celular y al cáncer por fenómenos de sincronización
entre reloj interno y el ambiente. Entonces, entender cómo funcionan los
relojes puede proveer herramientas
para lidiar con estos problemas.
¿Cómo se hacía en la antigüedad
para mejorar la floración de las
plantas si aún no sabían de los relojes biológicos?
La humanidad, durante el proceso
de domesticación de la agricultura,
fue eligiendo variantes ajustadas a
florecer en cierta época del año en
una región geográfica determinada: si
uno quería que esa variedad creciera
en una latitud diferente debería seleccionar nuevas variantes que florezcan
en otra época del año. En muchos de
esos casos esa selección inconsciente del hombre ha tenido que ver
con manipulaciones de genes relacionados con el reloj biológico. O
sea, hoy sabemos que el hombre lo
hizo inconscientemente tratando de
ajustar el momento de floración con la
“Los relojes
biológicos están
ligados a los ciclos de
luz-oscuridad”
32
ACTUALIDAD EN I+D
RIA / Vol. 41 / N.º 1
época del año en distintas regiones y
seleccionando variantes del reloj que
hace que ande más lento o más rápido. Si hizo todo esto sin saber cómo
ajustar el reloj, la idea es que ahora
que sabemos más o menos cómo
funciona uno pueda racionalmente
ajustar de forma más controlada el
momento de floración.
¿En cuánto tiempo estarían en el
mercado este tipo de plantas?
“Ajustar el momento
en el que florecen las
plantas es crucial para
la productividad”
Depende del tipo de manipulación:
si uno busca modificar el tiempo de
floración o del reloj porque eso puede
aumentar la sincronía del cultivo con
el ambiente y con ello la productividad, y generar una planta transgénica donde se introduce en un gen foráneo en ella, entonces va a requerir
mucho tiempo para investigar; para
desarrollar la planta y para poner a
prueba la idea. A su vez, llevar esa
planta al mercado conlleva mucho
más tiempo que tiene que ver con la
cuestión regulatoria de la aprobación
de ese evento transgénico por los oror
ganismos que controlan la seguridad
ambiental o alimentaria.
Sin embargo, hay otras maneras en
las que uno puede usar el conocimiento generado que tiene que ver con las
variantes genéticas naturales. Hoy
en día uno puede analizar las características genéticas de distintas variantes de una especie mediante secuenciación masiva de ADN y encontrar
variantes de genes de interés (en este
caso del reloj, sin generarlas porque
existen naturalmente). Hoy se puede
tratar de generar racionalmente un
fenotipo adecuado combinando distintas variantes de interés que existen
en la naturaleza, lo que no tiene aparejado los problemas regulatorios ya
que se logra por estrategias de mejoramiento convencionales.
Más información:
Marcelo Yanovsky – Investigador Principal
del CONICET y Profesor Asociado de la
Facultad de Agronomía de la UBA. Es Licenciado en Ciencias Biológicas de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de
la UBA.
33
Pastillas
Más información en http://ria.inta.gov.ar
Genes de la yerba mate
Especialistas del INTA, el Conicet y de
la Universidad Nacional de Misiones lograron describir el transcriptoma de yerba mate. El logro permitirá agilizar las
investigaciones en mejoramiento genético y obtener cultivares con mayor rinde,
resistencia a estrés hídrico y tolerancia a
enfermedades. En lo que constituyó un
logro sin antecedentes en el mundo, se
consiguió describir el primer transcriptoma de yerba mate (Ilex paraguariensis),
compuesto por 32.355 genes y 12.551
isoformas (variantes de esos genes), que
intervienen en el metabolismo celular. El
logro, fruto de un trabajo interdisciplinario,
fue publicado recientemente en la revista
científica Plos One.
Antisuero
contra raquitismo
Nuevo patógeno
en olivo
Investigadores del INTA desarrollaron un
antisuero imprescindible para realizar los
análisis serológicos que permiten detectar
la bacteria Leifsonia xyli subespecie xyli,
agente causal del raquitismo de las socas
en caña de azúcar.
Este insumo no se fabrica a escala comercial y constituye un avance para el sector,
en tanto facilita el diagnóstico de una enfermedad que no tiene una sintomatología
específica y que provoca pérdidas en el
rinde de hasta un 30 por ciento.
Al ser un insumo no ofrecido en el mercado nacional, este desarrollo permitirá
abastecer la demanda de la República
Argentina y la de algún otro país que lo
requiera.
Por primera vez en el país y con escasos
antecedentes en el mundo, técnicos de
INTA y Senasa detectaron la presencia de
la bacteria Xylella fastidiosa en olivos de
la variedad Arauco, ubicados en la zona
de Aimogasta (La Rioja) y en la de Cruz
del Eje (Córdoba).
De las 50 plantas analizadas, en casi el 50
por ciento se encontró la bacteria, la cual
se propaga con facilidad a través de una
chicharrita y provoca el desecamiento de
los ejemplares.
Lo particular de estas chicharritas es que
son polífagas y cambian de hospedante
muy rápidamente. Algunos síntomas incluyen decaimiento, decoloración de las
hojas y defoliación parcial, entre otras.
Virus
en búfalos
Biotecnología
certificada
Investigadores del INTA detectaron circulación de un virus respiratorio y genital en
los rodeos bubalinos, lo que aporta una
mejor información a la hora de organizar
el calendario sanitario de esos rodeos.
Se trata de la primera vez en el país que
se aisla y caracteriza al herpesvirus bubalino tipo 1.
Si bien parece ser asintomático en estos
rumiantes, su conocimiento será de utilidad para mejorar el calendario sanitario.
La importancia de éste primer reporte
radica en ampliar información sobre los
alfaherpesvirus que circulan en rumiantes
de Sudamérica y, particularmente, en el
ganado bovino y bubalino de este país.
La calidad de los ensayos y resultados,
como así también la competencia del laboratorio de Detección de Organismos Genéticamente Modificados (OGM) y la Unidad
Genómica del Instituto de Biotecnología
del INTA Castelar fueron acreditados por
el Organismo Argentino de Acreditación
(OAA). Esto significa que cumplen con
los requisitos planteados por la normativa
internacional IRAM 301 (ISO IEC 17025)
en materia de calidad. Esto permite la armonización de los resultados entre los laboratorios de todo el mundo y asegura su
similar interpretación. Así, el país gana en
independencia tecnológica mediante la investigación, el desarrollo y la innovación.
34
REVISIONES
RIA / Vol. 41 / N.º 1
Resistencia a los antihelmínticos
en nematodos que parasitan
a los rumiantes en la argentina
ANZIANI, O.S. 1 ; FIEL, C.A.2
RESUMEN
La Resistencia Antihelmíntica (RA) en los nematodos de los rumiantes es un serio problema sanitario-productivo
en toda el área centro norte de la Argentina. El uso de los antihelmínticos ha permitido un incremento significativo en la productividad de los rumiantes, pero está ejerciendo una severa presión de selección sobre el
genoma de los parásitos. La prevalencia es particularmente alta en nematodos de los pequeños rumiantes
donde incluso los casos de resistencia simultánea a dos o a varios antihelmínticos (imidazotiazoles, benzimidazoles, lactonas macroicíclicas y closantel) ha sido informada repetidamente. En nematodos bovinos
se está observando también un incremento rápido de la RA aunque los casos documentados de resistencia
múltiple en los antihelmínticos de amplio espectro hasta el momento no son tan numerosos y los imidazotiazoles permanecen aún activos. Es obvio que en los ovinos, caprinos y bovinos, las actuales prácticas de
control basadas exclusivamente en esta tecnología de insumos ya no resultan sustentables. Se requiere de
alternativas para el manejo de las poblaciones resistentes y de futuros programas de control que mantengan
la productividad animal, pero al mismo tiempo ejerzan una menor presión de selección sobre los parásitos.
En este contexto, el diagnóstico temprano, las poblaciones en refugio, la posibilidad de realizar tratamientos
selectivos y no masivos, el uso exclusivo de antihelmínticos bajo prescripción profesional y el eventual uso de
combinaciones de drogas son discutidas en la presente revisión intentando una mirada holística del problema.
Palabras clave: pequeños rumiantes, bovinos, Argentina, resistencia antihelmíntica.
ABSTRACT
Anthelmintic resistance (AR) in nematodes of ruminants is a serious productive and health problem in the
northern and central areas of Argentina. The use of anthelmintics has led not only to a significant increase in
ruminant productivity but also a severe selection pressure on the parasite genome. Parasite resistance is particularly high in nematodes of small ruminants. Simultaneous resistance to two or more anthelmintics (imidazothiazoles, benzimidazoles, closantel and macrociclic lactones) has been repeatedly reported. In cattle nematodes exist also a rapid increase in AR, although documented cases of multiple resistance to broad-spectrum
anthelmintics so far are not as numerous and imidazothiazoles still remain active. It is obvious that for sheep,
goats and cattle, current management practices based solely on anthelmintics are no longer sustainable. Alternatives are required for the management of resistant populations and future monitoring programs to maintain
animal productivity but also exert less selection pressure on parasites. Early diagnosis, populations in refuge,
1
2
EEA INTA Rafaela-Universidad Católica de Córdoba
Facultad Ciencias Veterinarias-Universidad Nacional del Centro de la provincia de Buenos Aires
Recibido el 03 de septiembre de 2014 // Aceptado el 24 de febrero de 2015 // Publicado online el 25 de marzo de 2015
Resistencia a los antihelmínticos en nematodos que parasitan a los rumiantes en la argentina
35
the possibility of selective and non-mass treatment, the exclusive use of anthelmintics under prescription and
the eventual use of combinations of drugs are discussed in this review attempting a holistic view of the problem.
Keywords: small ruminants, cattle, Argentina, anthelmintic resistance.
Introducción
Los nematodos gastrointestinales constituyen serias limitantes para la salud, la productividad y el bienestar de
todos los herbívoros domésticos y su control depende casi
exclusivamente en la administración de drogas antihelmínticas. En nuestro país, al igual que en la mayor parte del
mundo, durante los últimos 30 años los antihelmínticos fueron insumos de producción muy eficientes y seguros. Sin
embargo, el desarrollo de nematodos resistentes a estas
drogas se está transformando en una seria amenaza al dificultar la reducción de los costos inherentes al control del
parasitismo. La Resistencia Antihelmíntica (RA) se define
básicamente como la disminución de eficacia de un antihelmíntico frente a poblaciones parasitarias que normalmente y, a una dosis determinada, son susceptibles al mismo
(Sangster y Gill, 1999). Esto puede ser consecuencia de
una modificación genética o de un incremento en la frecuencia de expresión de un carácter hereditario, pero en
ambos casos los nematodos que sobreviven al tratamiento
van a transmitir estos alelos resistentes a su progenie.
En la Argentina, la prevalencia de la RA es particularmente alta en nematodos de pequeños rumiantes, pero
también se está incrementando seriamente en bovinos y
equinos (Anziani, 2013). En este contexto se requiere de
una redefinición sobre el control parasitario y en la forma
de utilización de las drogas disponibles. Los objetivos de
la presente revisión son: 1) actualizar el conocimiento sobre la prevalencia de este fenómeno en los herbívoros domésticos de nuestro país y 2) revisar y discutir estrategias
tendientes al manejo de la RA o para demorar su desarrollo, priorizando alternativas de control que puedan resultar
sustentables sin afectar la salud y la productividad animal.
Consideraciones generales sobre los antihelmínticos en los diferentes rumiantes
En la Argentina existen tres grupos químicos registrados
por el Servicio Nacional de Sanidad y Calidad Agroalimentaria (SENASA) como nematodicidas de amplio espectro
para los bovinos: los benzimidazoles (los más conocidos:
albendazol, fenbendazol, oxibendazol, ricobendazol), los
imidazotiazoles (levamisol) y las lactonas macrocíclicas
con las avermectinas (ivermectina, abamectina, doramectina y eprinomectina) y las milbemicinas (moxidectina). De
acuerdo con la Cámara Argentina de Productos Veterinarios (CAPROVE), este último grupo constituye el 84% de
las dosis de antihelmínticos comercializadas anualmente
en nuestro país para esta especie (unos 135 millones de
dosis) y dentro del mismo la participación específica de la
ivermectina representa un porcentaje similar. En ovinos,
además de los tres grupos citados, fue introducido al mercado veterinario local en 2011 un cuarto grupo de amplio
espectro, el de los aminoacetonitrilos cuyo único miembro
es el monepantel (Steffan et al., 2011). Para ambas especies de rumiantes, se encuentran también disponibles
nematodicidas de espectro reducido (Haemonchus spp.)
como el grupo de las salicinalidas (closantel como el más
conocido, además de nitroxinil y rafoxanide).
El uso de antihelmínticos en caprinos merece una consideración especial ya que en la mayoría de los países existen muy pocas drogas registradas que incluyan la indicación de uso en esta especie. En la Argentina, por ejemplo,
los antihelmínticos de amplio espectro registrados en bovinos exceden el centenar de formulaciones comerciales, en
tanto que para los caprinos no superan la media docena.
Actualmente, solo algunos benzimidazoles (principalmente
el fenbendazol) y el levamisol se encuentran disponibles
comercialmente e indicados específicamente para caprinos por el SENASA. A pesar de ello, las avermectinas (y
especialmente la ivermectina) aparecen como las drogas
más utilizadas en los hatos caprinos, como lo demuestran
algunos trabajos preliminares llevados a cabo en el área
central de nuestro país (Anziani et al., 2009, Rossanigo,
comunicación personal). Esta paradoja aumenta la irregularidad en el uso de estos insumos, ya que el empleo de
productos no registrados para una especie animal debería
tener un carácter excepcional y sujeta a supervisión profesional estricta (Resolución SENASA N.º 48/2013), lo que
no sucede en la producción caprina caracterizada por un
bajo nivel de asistencia veterinaria.
Otra situación que requiere atención y corrección es la
dosificación de los antihelmínticos en caprinos, ya que en
general son utilizados a partir de las dosis recomendadas
para ovinos y bovinos. Sin embargo, está bien demostrado
que en las cabras, la absorción de los antihelmínticos es
menor que en otros rumiantes y que también los metabolizan y eliminan en forma más rápida (Lespine et al., 2012).
Este desconocimiento ha llevado a que por años se haya
subdosificado a los caprinos, lo que podría haber favorecido el desarrollo de la resistencia antihelmíntica, en especial
en cepas de nematodos con resistencia múltiple (Zajac y
Gipson, 2000). La situación no es contemplada aún por la
industria farmacéutica veterinaria que, al menos en nuestro
ANZIANI, O.S. 1 ; FIEL, C.A. 2
36
REVISIONES
país y en los pocos productos registrados, continúa aconsejando el uso de las mismas dosis en ovinos y caprinos
(Anziani et al., 2010). En general, exceptuando las cabras
en lactancia, las dosis de ivermectinas y benzimidazoles
deberían ser dos veces mayores a la dosis ovina y, en el
caso de los levamisoles (por su menor margen de seguridad), no sobrepasar 1,5 veces la misma.
Independientemente de la especie de rumiantes involucrada, las estrictas regulaciones y los costos asociados al desarrollo de drogas hacen poco probable que
en el futuro cercano surjan nuevos antihelmínticos para
los animales productores de alimento en la misma forma que estuvo sucediendo en el pasado (Kaplan, 2004;
von Samson-Himmenelstjerna y Blackhall, 2005). Así por
ejemplo, en bovinos el último grupo químico introducido en
la Argentina fueron las lactonas macrocíclicas (con la ivermectina como la más conocida) en 1981 y desde entonces
no se han incorporado drogas con nuevos modos de acción para esta especie. Asumiendo que otras tecnologías
no han logrado sustituir al control químico, resulta imprescindible la utilización racional de las drogas disponibles actualmente para mantener su eficacia y vida útil.
Desarrollo de la resistencia: tratamientos, presión de
selección y poblaciones en refugio
La presión de selección que ejerce una droga antihelmíntica depende fuertemente del modo que la misma
es utilizada en el campo. Además del uso masivo y frecuente, otra forma de presión de selección es la aplicación de antihelmínticos cuando las posibilidades de
reinfección son bajas (refugio mínimo). Se denomina refugio a las poblaciones de nematodos que no son alcanzadas
por los antihelmínticos cuando se realizan los tratamientos
(Van Wyk, 2001). El refugio lo constituyen mayormente los
huevos y estados larvales que se encuentran en la materia
fecal y pasturas y los nematodos que se encuentran en los
animales que no son tratados. Esta subpoblación en refugio representa un reservorio de parásitos susceptibles que
pueden reproducirse con los nematodos resistentes que
sobreviven al tratamiento. De esta forma, los genes resistentes pueden diluirse con los susceptibles y, por lo tanto,
cuando el refugio es incrementado, se demora el desarrollo
de la resistencia.
La conservación del refugio es actualmente considerado
como el factor de mayor importancia para aminorar la presión de selección y el desarrollo de la resistencia (Van Wyk,
2001) demostrado tanto en estudios de campo (Martin et
al., 1981; Waghorn et al., 2008), como en modelos simulados (Dobson et al., 2011; Leathwick, 2012). Si bien esta
información ha sido obtenida solo en ovinos, existe consenso en considerar también al refugio como el factor clave
en demorar la resistencia antihelmíntica en nematodos de
otros herbívoros domésticos como los equinos (McArthur
y Reinemeyer, 2014; Nielsen et al., 2014). En bovinos de
nuestro país, recientes evidencias de campo señalan la importancia de la presión de selección ejercida a través de
tratamientos antiparasitarios frecuentes en condiciones de
RIA / Vol. 41 / N.º 1
refugio reducido sobre el desarrollo de la resistencia en los
bovinos. Así, en el norte de la provincia de Santa Fe cinco
tratamientos masivos cada 35 días con ivermectina de larga acción para la erradicación de Riphicephalus microplus
(Boophilus) en momentos en que las poblaciones de nematodos en las pasturas era bajo (agosto-enero 2013) resultó
en la pérdida rápida de susceptibilidad del género Cooperia
a la droga (Anziani et al., 2014).
Si bien el tamaño del refugio es muy importante en el
desarrollo de la resistencia antihelmíntica, el impacto final
sobre la misma puede ser modificado por numerosos factores. Las condiciones climáticas regulan el desarrollo y
sobrevida de los estadios preparasíticos o de vida libre y,
por lo tanto, determinan la magnitud del refugio disponible.
Esta información es crítica para el manejo racional de la
resistencia, pero lamentablemente en la Argentina y en el
caso de los bovinos, la mayoría de los estudios sólidos sobre la dinámica y modificaciones ambientales que pueden
afectar estos estadios tienen más de una década o están
circunscriptos a las provincias de Buenos Aires (Steffan y
Fiel, 1986; Fiel et al., 2012), La Pampa (Suarez y Lorenzo, 2000, Suarez, 2001), San Luis (Rossanigo, 1999) y sur
de Córdoba (Descarga 2001). Para las otras especies de
herbívoros el conocimiento es aún más fragmentario. En
opinión de los autores del presente trabajo, es imperioso
retomar estos trabajos de bioecología y obtener información similar en áreas como el NEA y NOA, si se pretende
un cambio de escenario en el control parasitario basado
más en el conocimiento que en nuevos insumos.
Diagnóstico de la resistencia antihelmíntica
Los métodos para la detección de la RA han sido revisados recientemente en rumiantes de nuestro país por
un grupo de parasitólogos de diferentes universidades y
del INTA por lo cual, sobre este tema específico, se sugiere la consulta de dicho trabajo (Carcostantógolo et al.,
2013). Brevemente, debería consignarse que los métodos
in vivo son actualmente considerados como referencia o
gold standard para el diagnóstico de la RA. Estos métodos
determinan, por necropsia de los animales tratados el número de nematodos adultos que sobreviven al tratamiento
(test de eficacia controlada) o en su defecto la postura de
huevos por las hembras de los nematodos sobrevivientes
al mismo a través de un test de reducción en el conteo de
huevos (TRCH). El TRCH compara el número de huevos
por gramo de heces (hpg) antes y después del tratamiento, no requiere el sacrificio de los hospedadores y es el
más difundido en todo el mundo ya que puede ser utilizado
en las diferentes especies de herbívoros y resulta seguro
para determinar la susceptibilidad o resistencia a todos los
tipos de antihelmínticos bajo condiciones de campo. En
general se asume que reducciones inferiores al 90 o 95%
(dependiendo del herbívoro, del antihelmintico, etc.) y con
intervalos de confianza al 95% cuyos límites inferiores son
menores al 90% son indicativos de RA (Coles et al., 1992).
Además se están evaluando alternativas de diagnóstico
in vitro a través de los efectos de los antihelmínticos sobre
37
el desarrollo o movilidad de diferentes estadios de los nematodos pero, hasta el momento, su uso ha sido limitado a
trabajos experimentales y se hace necesaria una mayor estandarización de los mismos para su empleo masivo. Existen también métodos que utilizan marcadores moleculares
los que generalmente presentan mayor sensibilidad que
los métodos in vivo para detectar nematodos resistentes,
especialmente cuando estos fenómenos están emergiendo
(Hoglund et al., 2009; Guzman et al., 2011). Sin embargo,
actualmente estos métodos no pueden cuantificar o indicar
la magnitud del fenómeno y por lo tanto la correlación entre
la detección de resistencia y la eficacia de una determinada
droga es difícil de establecer. Por ejemplo, y para un determinado establecimiento, no parece tener sentido el dejar
de utilizar un antihelmíntico que muestra reducciones en la
postura de huevos cercanos al 100% aunque los marcadores moleculares indiquen presencia de resistencia. (Kaplan
y Vidyashankar, 2012).
Estado actual de la resistencia a los antihelmínticos
en nematodos de los ovinos
En los nematodos que parasitan a esta especie la RA se
encuentra generalizada en todo el centro-norte de la Argentina. Un estudio a nivel nacional llevado a cabo hace
una década (Caracostantogolo et al., 2005) indicó que más
del 60% de las majadas presentaban poblaciones de nematodos con resistencia hacia alguno de los antihelmínticos disponibles (avermectinas, benzimidazole, levamisoles
y closantel). El mayor problema se observa en el NEA y
especialmente en la provincia de Corrientes, en la cual la
RA se incrementó dramáticamente desde los primeros estudios realizados por Romero et al. (1998) hasta el citado
estudio nacional del 2005, en el cual todos los establecimientos estudiados en esta provincia (n=9) presentaban
nematodos resistentes a ivermectina y a benzimidazoles
(tabla 1) en tanto que el 55% tenía, además, resistencia a
levamisol y a closantel.
Los géneros involucrados fueron Haemonchus, Teladorsagia y Trichostrongylus para ivermectina, benzimidazoles
y levamisol, y Haemonchus para closantel (Caracostantogolo et al., 2005; Romero et al., 2007). El desarrollo de la
resistencia continuó incrementándose en esta región y en
el período 2010-2011; el closantel mostraba eficacia solo
en el 20% de las poblaciones de Haemonchus estudiadas
(Romero et al., 2013). Actualmente y de particular preocupación, es el aumento y dispersión de aislamientos con
resistencia a varios antihelmínticos. Así, por ejemplo, aislamientos de Haemonchus contortus (el nematodo de mayor
importancia económica en los rumiantes menores) con resistencia múltiple a dos, tres y cuatro drogas con diferente
modo de acción han sido informados en ovinos no solo en
el NEA (Romero et al., 2007) sino también en provincias
del área central de la Argentina como Buenos Aires (Entrocasso et al., 2008; Steffan et al., 2011) y Santa Fe (Anziani
y Muchiut, 2014).
Actualmente, el único antihelmíntico de amplio espectro
con el cual no ha sido documentada la RA en nuestro país,
es el monepantel una nueva droga introducida en el mercado veterinario argentino en el 2011 para uso en ovinos.
Sin embargo, existe también preocupación sobre el futuro
de este nuevo antihelmíntico ya que han sido informados
recientemente casos de resistencia en Nueva Zelandia y
Australia, luego de solo cuatro años de uso de la droga en
estos países (Scott et al., 2013; Love, 2014 a).
Estado actual de la resistencia a los antihelmínticos en nematodos de los caprinos y camélidos sudamericanos
En general, los caprinos son los rumiantes más susceptibles al parasitismo por nematodos gastrointestinales
y también al desarrollo rápido de los fenómenos de RA,
pero en nuestro país el conocimiento sobre este fenómeno es más fragmentario que el comunicado en ovinos y
bovinos. Al igual que en los ovinos, el género Haemonchus aparece como el de mayor prevalencia e importancia económica para los caprinos, al menos para el centro
y noroeste de la Argentina (Anziani et al., 2009; Aguirre y
Cafrune, 2013). Los primeros trabajos documentados sobre RA en nematodos caprinos fueron realizados en cabras lecheras de las provincias de Buenos Aires y Salta
Con resistencia antihelmíntica
Provincia
(establecimientos)
Susceptibles
Levamisol
Benzimidazol
Avermectina
Buenos Aires (16) *
6
2
7
7
Corrientes (9) *
0
5
9
9
Chubut (3)
1
1
1
0
La Pampa (3) *
2
0
1
1
Santa Cruz (1)
1
0
0
0
Tierra del Fuego (1)
1
0
0
0
Total (33)
33.33%
24.24%
54.54%
51.51%
Tabla 1. Prevalencia de la RA en ovinos de Argentina en 2006. Test de reducción
Conteo de huevos. (adaptado de Caracostantógolo et al., 2005; Cristel 2006 )
*establecimientos con nematodos portando resistencia múltiple
38
REVISIONES
RIA / Vol. 41 / N.º 1
(Fiel et al., 2000; Aguirre et al., 2000). En la primera de
ellas se comunicó resistencia de Haemonchus contortus
y Trichostrongylus colubriformis al fenbendazol. Posteriormente, se informó sobre la resistencia de ambos géneros
a ivermectina, remarcándose la más temprana aparición
en caprinos que en ovinos en un mismo establecimiento,
utilizando frecuencia similar de tratamientos en ambas
especies (Romero et al., 2001). Entre los años 2007 y
2009 evaluaciones, en el centro-norte de Córdoba, para
determinar la prevalencia de la resistencia antihelmíntica
en 16 hatos de la región indicaron que más del 60% y del
80% de los establecimientos mostraban ineficacias del fenbendazol y de la ivermectina respectivamente para controlar Haemonchus (tabla 2). La resistencia múltiple de este
género hacia ambas drogas se observó en más del 60%
de los hatos e ineficacia total (0% en el TRCH) en aproximadamente un 20% de los mismos (Anziani et al., 2009).
Información sobre resistencia múltiple de otro género común en los caprinos, como Trichostrongylus, también fue
observada con ivermectina, ricobendazol y levamisol en
la provincia de Salta (Aguirre et al., 2005). En esta última
provincia se informó recientemente sobre un aislamiento
de Trichostrongylus con resistencia a la moxidectina en cabras lecheras del valle de Lerma (Suarez et al., 2013).
Una observación interesante con esta última droga es
que al igual que lo observado en ovinos, en los caprinos es
común que la moxidectina se muestre eficaz contra Haemonchus con marcada resistencia a la ivermectina (Anziani
et al., 2008). Si bien ambas drogas pertenecen a las lactonas macrocíclicas y presentan cierto grado de resistencia
cruzada, los mecanismos para el desarrollo de resistencia
no son idénticos (Prichard et al., 2012) y frente a determinados géneros la moxidectina a la misma dosis puede
presentar una mayor potencia relativa que la ivermectina
(Lanusse et al., 2013). Sin embargo, existen numerosos
antecedentes de que esta mayor eficacia puede ser solo
de carácter temporal (Kaplan 2004; Kaplan et al., 2007).
En camélidos sudamericanos, existe una sospecha de
resistencia a la ivermectina por el nematodo Lamanema
chavezi, parásito específico de estos rumiantes (Aguirre y
Cafrune 2013). Fallas de la ivermectina administrada en
formulaciones del 1 o 3.15% para controlar nematodos de
la familia Trichostrongylidae parasitando a camélidos su
damericanos también han sido recientemente informados
(Anziani, 2013). El género involucrado fue Haemonchus,
adquirido probablemente por el pastoreo de estos animales
Droga
Proporción de hatos con resistencia
Ivermectina
13/16
(83%)
Fenbendazol
11/16
(69%)
Levamisol
0/16
(0%)
Moxidectina
0/11
(0%)
Tabla 2. Prevalencia de la RA en caprinos del centro-norte de
Córdoba.
Test de reducción conteo de huevos. (Adaptado de Anziani et al.,
2009)
en pasturas previamente utilizadas por un hato caprino con
antecedentes de severa resistencia a las avermectinas.
La reconocida patogenicidad de ambos nematodos, el uso
generalizado de la ivermectina y la ausencia de dosificaciones específicas para estos rumiantes ameritan estudios
adicionales para confirmar estas fallas de eficacia así como
la potencial dispersión de las mismas.
Estado actual de la resistencia a los antihelmínticos
en nematodos de los bovinos
Los primeros hallazgos de nematodos bovinos resistentes fueron informados en forma casi simultánea durante el
segundo semestre del 2000 en las provincias de Santa Fe
y Buenos Aires (Anziani et al., 2001; Fiel et al., 2001 a). En
ambas oportunidades, los antiparasitarios pertenecían a la
familia de las avermectinas (ivermectina y doramectina) y el
género involucrado fue Cooperia con las especies C. pectinata y C. oncophora en el primero y en el segundo de los
casos, respectivamente. Desde entonces, nuevos casos
de resistencia de este género a las avermectinas fueron
observados en las provincias de Buenos Aires, Entre Ríos,
Santa Fe, Córdoba, y La Pampa (Anziani y Fiel, 2004). Informaciones obtenidas en las provincias de Córdoba (Mejía
et al., 2003) y Santa Fe (Anziani et al., 2004) ampliaron
el espectro de la resistencia de Cooperia a los benzimidazoles orales e inyectables. Lamentablemente, también
han desarrollado resistencia otros géneros de nematodos
de mayor patogenicidad como Haemonchus, (Fiel et al.,
2004; Anziani et al., 2004) y Ostertagia (Suarez y Cristel,
2007; Descarga, C. comunicación personal). Actualmente,
la resistencia múltiple no parece tan extendida como en
los rumiantes menores aunque también en los bovinos se
han observado en el sudeste de Córdoba y en el centro
de Santa Fe aislamientos de H. placei y H. contortus con
RA múltiple a las avermectinas y a los bencimidazoles (Fiel
et al., 2004; Anziani et al., 2004). El estudio nacional del
año 2005 mencionado anteriormente (punto 4) demostró
que de 69 rodeos bovinos, el 60% presentaba fallas para
el control de los nematodos utilizando avermectinas o benzimidazoles (Caracostantógolo et al., 2005) y evidencias
circunstanciales indicarían que actualmente este porcentaje puede ser aún mayor. Una síntesis de los géneros y
especies de nematodos parasitando a bovinos que muestran actualmente RA y recobrados por necropsias (test de
eficacia controlada) es presentada en la tabla 3.
Avermectinas
Benzimidazoles
Cooperia oncophora
C. pectinata
C. punctata
Haemonchus placei
Nematodirus helvetianus
Trichostrongylus colubriformis
T. longispicularis
Cooperia oncophora
C. pectinata
C. punctata
Haemonchus placei
H. contortus
Ostrertagia ostertagi
Tabla 3. Géneros y especies de nematodos con RA observados
en necropsias de bovinos en Argentina. Test de eficacia controlda.
(Adaptado de Fiel et al., 2009; Fiel y Stefan, 2012)
39
Hasta el presente no se han documentado, para nuestro
país, casos de resistencia de los nematodos gastrointestinales de los bovinos a los levamisoles. En el futuro, y especialmente por su potencia contra Cooperia spp., esta droga
debería jugar un papel importante en el control químico en
el área central de la Argentina donde este género es prevalente durante la mayor parte del año. No obstante, por su
menor eficacia contra Ostertagia spp., en aquellas áreas
donde este género puede, potencialmente, cobrar mayor
importancia como por ejemplo: Buenos Aires, la Pampa,
sur de Santa Fe y Córdoba, su uso en rotación o con otras
drogas de mayor actividad parecería ser aconsejable.
Impacto económico de la resistencia
En la producción de rumiantes de nuestro país, a excepción de algunas cabañas o invernadas bovinas, no se realizan sistemáticamente determinaciones del peso vivo para
medir la performance productiva y en este contexto no se
advierten los costos del parasitismo por nematodos y de
las consecuencias de utilizar antihelmínticos inefectivos a
causa de la RA. Así los productores continúan utilizando
antiparasitarios que son inefectivos generando pérdidas
subclínicas en la mayor parte de ellos y favoreciendo la diseminación de genes resistentes. En general, las pérdidas
clínicas se observan cuando intervienen los géneros abomasales como Haemonchus y Ostertagia con mortalidad y
signos de disfunción gastrointestinal severos como ha sido
demostrado en establecimientos de invernadas del área
central de la Argentina (Anziani et al., 2004; Fiel et al., 2005).
Asimismo, en algunos géneros intestinales de menor patogenicidad relativa como Cooperia, la RA permite la acumulación de grandes poblaciones que terminan provocando
también mortalidad y severos síntomas clínicos (Descarga,
2013). No obstante, la utilización de tratamientos inefectivos para el control de géneros intestinales resistentes como
Cooperia spp., resulta mayormente en formas subclínicas
que pueden comprometer el consumo, el crecimiento y el
tiempo para la terminación de los bovinos. En trabajos que
involucraron más de 1.800 vaquillonas en engorde a corral,
Reinhardt et al. (2006) en EE.UU. demostraron que el control deficiente de ivermectina o doramectina sobre Cooperia
spp. (y en menor medida Trichostróngylus spp.) resultó en
disminuciones significativas en el consumo, en la ganancia
diaria de peso y en el peso final de carcasa. En la Argentina, la información disponible sobre el impacto productivo de la RA por nematodos en bovinos de carne ha sido
descrito recientemente en sistemas pastoriles y en encierre
a corral. Así por ejemplo, en bovinos bajo situaciones de
reinfección continúa como las que se producen por el pastoreo directo, la resistencia a la ivermectina por infecciones mixtas de nematodos, puede llegar a disminuir hasta
en 50% la ganancia diaria de peso durante un período de
90 días de pastoreo (Fiel et al., 2011). En sistemas donde
no se producen reinfecciones, como son los típicos engordes a corral, la ineficacia de la ivermectina para controlar
Cooperia spp. puede resultar en disminuciones del 9.3%
en la ganancia diaria de peso durante 75 días posteriores
al encierre de terneros causadas por los nematodos sobre-
vivientes al tratamiento de ingreso (Fazzio et al., 2011). El
impacto económico de la resistencia antihelmíntica puede
ser calculado, no solo por el peso vivo sino también por
una medida quizás más relevante como puede ser el valor
de la carcasa en frigorífico. Sutherland et al. (2010) informaron que en ovinos la reducción en el peso de la carcasa
expresado como un porcentaje puede ser un indicador más
sensible, confiable y fácilmente extrapolable internacionalmente de los efectos de la RA.
Finalmente, existe un impacto económico indirecto como
resultado de utilizar antihelmínticos inefectivos. Si bien es
reconocido por veterinarios y asesores profesionales que
el desarrollo de la resistencia está impulsada por el uso de
antihelmínticos sin diagnóstico previo y separado de la información epidemiológica, esta tendencia de uso continúa
masivamente. Inclusive parece existir un círculo vicioso en
el cual el aumento de la frecuencia de tratamientos o de las
concentraciones y dosis de algunas drogas (como la ivermectina) intenta ser una respuesta práctica al problema.
Como corolario, la presencia de residuos de estas drogas
está adquiriendo extrema importancia económica, como
lo demuestra la reducción observada recientemente en la
exportación de carnes termoprocesadas de nuestro país a
los EE.UU. como resultado de la detección de residuos de
ivermectina en embarques a tal destino (Iriarte, I., “La reconversión de la industria exportadora” La Voz del Interior,
8 de junio del 2012). En este contexto, en mayo del 2014
las autoridades sanitarias de Brasil, el mayor exportador
mundial de carne bovina, en un intento de disminuir estos
problemas, han prohibido la producción, la importación, la
comercialización y el uso de todas las drogas consideradas
como lactonas macrocíclicas de larga acción (Aba, 2014).
Cómo prevenir, demorar y manejar los problemas de
resistencia
La importancia del diagnóstico temprano
Actualmente y dada la prevalencia de la RA en nuestro
país, es prácticamente imposible asumir que el tratamiento con cualquiera de las drogas disponibles es eficaz para
eliminar los nematodos gastrointestinales. Debido a que el
control químico permanece irremplazable en términos de
eficacia y practicidad, cada establecimiento debería monitorear primero la necesidad del tratamiento y luego la eficacia de los mismos a través de análisis coproparasitológicos
de rutina (hpg). Esta información es básica para limitar el
impacto negativo sobre la productividad, salud y bienestar
animal y constituye el primer paso para el uso racional de
los antihelmínticos (Fiel et al., 2001). Lamentablemente, la
realización de análisis coproparasitológicos es una práctica muy poco adoptada en nuestro país, de manera que la
mayoría de los establecimientos ganaderos continúan con
prácticas de control empíricas sin apoyo del diagnóstico
parasitológico (Fiel y Steffan, 2012). En la última década se
han intensificado las jornadas, talleres y otras actividades
de extensión con productores y asesores de todo el país,
impulsadas por organismos oficiales (universidades y el
INTA) entre los que se destaca el programa de control para-
40
REVISIONES
sitario sustentable (CPS) basado en la importancia del apoyo de laboratorio y en prácticas de control integrado (Fiel y
Steffan, no publicado). Hasta el momento han participado
más de 1.700 veterinarios y 1.400 productores así como
48 laboratorios de diagnóstico veterinario de la Argentina.
Sin embargo, y al igual que otros países ganaderos como
Australia (Love, 2014 b), el desarrollo y la expansión de la
RA no parece haber impulsado un incremento importante en el número de establecimientos que utilicen de rutina
los análisis de hpg para la toma de decisiones (monitoreo
parasitológico) y para evaluar la eficacia de los antihelmínticos (TRCH). Los análisis coproparasitológicos están lejos
de ser sofisticadas o de alto costo y permiten el control de
las parasitosis subclínicas; mientras que los TRCH pueden
ser implementados sin modificar el manejo habitual del establecimiento y actuar como prueba tamiz de eficacia luego
del tratamiento. Las sospechas de ineficacia pueden ser
identificadas y confirmadas posteriormente con protocolos de mayor exigencia si fuese necesario, permitiendo al
productor cambiar rápidamente de droga y evitar posibles
pérdidas productivas. De hecho, la información, basada en
tales técnicas parasitológicas sencillas ha sido la base de
la investigación diagnóstica temprana de estos fenómenos
de resistencia a nivel regional y mundial, favoreciendo el
uso racional y sustentable de los antihelmínticos.
Tratamientos selectivos
La RA exige una profunda reformulación de los actuales
programas de control así como de nuevas recomendaciones si se pretende mantener un balance entre sustentabilidad y productividad. Las nuevas estrategias deberían
permitir (y favorecer) cierto nivel de parásitos en refugio
a través de tratamientos menos intensivos y masivos (van
Wyk, 2006; Stafford et al., 2009; Greer et al., 2010). Una
de las estrategias que aparece como más promisoria es la
de los Tratamientos Selectivos (TS) la cual se basa en el
principio de seleccionar individuos dentro del grupo animal
y dejar el resto sin tratamiento. Este principio muy simple
se contrapone con los tratamientos masivos actuales y la
mayor ventaja de estos TS es que todos los animales que
probablemente se beneficiarían con los antihelmínticos son
incluidos y aquellos con menor probabilidad de beneficiarse son excluidos. El fundamento es que los nematodos en
los herbívoros siguen la distribución de la binomial negativa con la minoría de estos últimos soportando el mayor
número de parásitos o sufriendo el mayor impacto productivo (Morgan et al., 2005; Kenyon et al., 2009). Desde una
perspectiva teórica, el TS podría dirigirse solamente al 20
o 30% de los animales que constituyen el principal grupo
de riesgo, disminuyendo el uso de antihelmínticos, minimizando la presión de selección sobre el genoma de los
parásitos y conservando la vida útil de las drogas.
Un ejemplo de estos TS en pequeños rumiantes es el
control de Haemonchus contortus, el nematodo de mayor
patogenicidad para rumiantes menores y cuya característica
principal es la hematofagia. El sistema conocido como FAMACHA y basado en la evaluación clínica de la mucosa con-
RIA / Vol. 41 / N.º 1
juntival como un indicador de los niveles de anemia causado
por los parásitos permite la identificación de los individuos que
requieren tratamiento y ha sido informado en países como
Sudáfrica, EE.UU. y Brasil (van Wyk y Bath, 2002; Kaplan
et al., 2004; Molento et al., 2004). El método presenta un
interesante potencial de uso para pequeños y medianos productores del centro norte de Argentina (Suarez et al., 2014;
Rossanigo et al., 2014) en donde Haemonchus es el género
predominante en ovinos y caprinos, pero tiene limitantes con
respecto a otros géneros parasitarios que no causan pérdidas de sangre como Trichostrongylus o Teladorsagia.
En bovinos, un régimen de TS basado en la performance
animal (condición corporal, producción de leche o ganancia
de peso) podría resultar en un indicador relativamente seguro de la necesidad de tratar solamente a determinados
animales disminuyendo el uso de antihelmínticos y permitiendo, a su vez, la presencia de poblaciones parasitarias
en refugio sin comprometer la productividad animal. Las
determinaciones periódicas de la ganancia de peso parece
adaptarse bien a estos tratamientos selectivos y en sistemas
pastoriles puede ser un indicador para identificar animales
que puedan beneficiarse de los tratamientos (Greer et al.,
2010; Hoglund et al., 2009). En una experiencia realizada
en la EEA INTA Rafaela con terneras de biotipos lecheros
comparando la ganancia de peso durante siete meses en
tratamientos supresivos (animales centinelas) o bajo TS
se redujo en un 40% el uso de antihelmínticas sin impacto
negativo sobre la productividad animal (2012-EEA INTA Rafaela, datos no publicados) y más del 50% de los animales
requirieron un solo tratamiento durante este período. Por
una parte, en este estudio preliminar no se observaron asociaciones entre la ganancia de peso de cada ternera y el
número de huevos eliminados en sus heces en línea con lo
informado por otros autores (Hoglund et al., 2009; Greer et
al., 2010) enfatizando para los bovinos la dificultad de utilizar este parámetro en la predicción individual del impacto
productivo y en contraposición a otros trabajos realizados
en nuestro país con vacas lecheras (Mejia et al., 2011).
Por otra parte, los TS basados en determinaciones periódicas de peso implican una importante cantidad de tiempo
(y mano de obra) y se hacen necesarias alternativas para
su simplificación. Para determinadas condiciones productivas, los sistemas automáticos de peso y la identificación
con dispositivos electrónicos de los bovinos podrían ofrecer
mayor practicidad y en el futuro cercano podrían realizarse
“al pie de la manga” comparaciones y decisiones para determinar qué animales necesitan tratamiento y cuáles no.
Independientemente de la practicidad de implementación,
estos TS necesitan ser validados e información consistente
es requerida en diferentes regiones, categorías, biotipos,
condiciones productivas y ambientales antes que puedan
ser aconsejados en la producción bovina nacional.
La posibilidad de recuperación de la eficacia antihelmíntica (reversión de la resistencia)
Existe consenso para considerar que una vez instaurada
la RA, el abandono de la aplicación de determinado grupo
41
químico no resulta en la recuperación del estatus de susceptibilidad al mismo (Leathwick, 2013). Tal condición augura
un futuro comprometido a manos de la escasez de recursos
terapéuticos disponibles, la escasa probabilidad de nuevos desarrollos y que el desarrollo de alternativas “limpias”
avanza lentamente en el proceso de complementación/sustitución del actual control químico (Steffan et al., 2012). En
este contexto, recientemente en nuestro país se han iniciado
trabajos tendientes a la recuperación de la eficacia de principios activos comprometidos fuertemente por la resistencia
antihelmíntica, en especial Cooperia resistente a avermectinas en bovinos y Haemonchus resistente a bencimidazoles
en ovinos. Si bien estas experiencias transitan por el segundo y primer año respectivamente, la hipótesis común es que
sería posible el reemplazo de la cepa resistente por una sensible mediante la aplicación del conocimiento epidemiológico (la “siembra” de cepas sensibles en condiciones de bajo
refugio), con la expectativa que el proceso de recuperación
de eficacia pueda cumplirse en unos dos años. Los resultados preliminares, al menos en bovinos bajo condiciones
de campo, indican avances en el proceso donde de una eficacia inicial de la ivermectina sobre el género Cooperia del
orden del 39% se superó el 75% en 7 meses de experimento
(Fiel y Steffan, no publicado).
Combinaciones de drogas: ¿sí o no ?
La combinación de drogas con diferentes modo de acción es sugerida actualmente como alternativa para demorar la aparición de los fenómenos de resistencia o para
controlar poblaciones parasitarias con existencia ya declarada (Bartram et al., 2012; Geary et al., 2013; Leathwick et
al., 2009). El uso de combinaciones de distintas moléculas
fue desarrollada primariamente para el control de plagas
agrícolas y estos principios están siendo ahora asumidos
en el uso de antihelmínticos. En este contexto existe una
serie de condiciones previas para su uso entre las que han
sido citados a) la ausencia de resistencia cruzada entre los
componentes de la combinación; b) que los alelos resistentes sean recesivos y de baja frecuencia; y c) que exista una
población en refugio con genotipos susceptibles que permita diluir los genotipos resistentes (Bartram et al., 2012;
Leathwitck et al., 2009; Leathwick, et al., 2012). Si estas
condiciones o requisitos son desconocidos, en la práctica
es muy difícil cuantificar y establecer cuando las combinaciones mantienen o pierden sus beneficios en presencia de
parásitos resistentes (Hosking 2013). Por ejemplo, en una
reciente experiencia llevada a cabo en ovinos de Santa Fe
con Haemonchus spp. mostrando resistencia múltiple, la
administración simultanea de tres antihelmínticos con diferente modo de acción (febendazole, levamisole e ivermectina) no resultó en una mayor actividad que la observada
en forma independientemente con estas drogas (Anziani y
Muchiut, 2013).Similares resultados fueron informados por
Entrocasso et al. (2008) en la provincia de Buenos Aires
con H. contortus resistentes a ivermectina y albendazole.
Asimismo, en Uruguay la coadministración de levamisol+a
lbendazole+ivermectina contra H. contortus con resistencia múltiple no resultó en una mejor eficacia comparada al
tratamiento con solamente la última de estas drogas (Suarez et al., 2014). Algunos de los requisitos considerados
previamente, probablemente no existían en estas poblaciones de nematodos indicando que con altos niveles de
resistencia a los componentes individuales, la eficacia de
estas combinaciones podría ser (al menos) cuestionable.
La administración conjunta de fármacos puede dar lugar
a interacciones farmacocinéticas (modificaciones del fármaco a nivel del sitio donde se localizan los receptores) o
fármacodinámicas resultando en indiferencia, antagonismo
y sinergismo de suma o de potenciación (Alvarez, 2011).
Los efectos de las interacciones farmacocinéticas (potencialmente positivos o negativos) no son aún bien conocidos
y ha sido sugerida la clarificación previa de estos aspectos
antes que las combinaciones de antihelmínticos sean introducidas al mercado veterinario (Lanusse et al., 2014).
En referencia a las interacciones farmacodinámicas,
efectos aditivos o sinergismo de suma entre bencimidazoles y el levamisol han sido observados entre estas drogas
(Anderson et al., 1991; Bartley et al., 2004). El sinergismo de potenciación ha sido informado después del uso
de combinaciones de fenbendazole y de levamisol con
reducciones en el TRCH de 62% comparada con reducciones del 1 y 23% respectivamente cuando estas drogas
se administraron individualmente (Miller y Craig, 1996). No
obstante, la mayoría de las interacciones farmacodinámicas entre antihelmínticos con distintos modos de acción se
reducirían a sus efectos aditivos (Lanusse et al., 2013).
En resumen, si bien la combinación de antihelmínticos
con diferente modo de acción está siendo impulsada en
muchos países, la información disponible aún presenta inconsistencias sobre los potenciales efectos beneficiosos y
sobre el uso de las mismas bajo condiciones de campo.
Existe consenso para considerar que las combinaciones
podrían ser importantes para demorar la aparición de RA
antes de que esta sea detectable o con poblaciones de
nematodos con baja frecuencia de genes resistentes. Sin
embargo, la utilidad parece ser reducida en presencia de
altos niveles de resistencia y enfatiza en la necesidad de
cumplir con una serie de requisitos o condiciones previas
para justificar su uso generalizado. Las alternativas de las
combinaciones aparecen como poco sustentables en la
producción ovina y caprina del centro norte argentino con
niveles ya generalizados de baja eficacia de gran parte de
las drogas disponibles. Una situación distinta podría plantearse en los nematodos bovinos, donde drogas como el
levamisol (y en menor medida los bencimidazoles) mantienen una alta eficacia por lo cual existiría un potencial de
uso de las combinaciones para demorar el desarrollo de la
resistencia (Lanusse et al., 2014). En todos los casos, las
combinaciones no deberían visualizarse como una simplificación del problema y un atajo al diagnóstico previo. Cada
establecimiento debería conocer su estatus de resistencia
y esta información es crítica para la elección de los antihelmínticos a utilizar. Este es el primer paso para un control
parasitario racional y sustentable aunque lamentablemente
continúa siendo muy baja la adopción de esta metodología
de trabajo (ver punto 6.6).
42
REVISIONES
Prescripción antihelmínticos
La RA está impulsando acciones tendientes a reducir
la intensidad y masividad de los tratamientos (actualmente favorecida por el uso abusivo de drogas genéricas de
bajo costo) por un uso más racional de los antihelmínticos
y la prescripción veterinaria previa. En este contexto, la
legislatura de Dinamarca en 1999 prohibió el uso de tratamientos masivos de rutina y restringió la aplicación de
todos los antihelmínticos veterinarios para grandes animales al diagnóstico previo y a la prescripción profesional
(Nielsen et al., 2006). Otros países europeos como Finlandia, Suecia, Holanda e Italia han adoptado legislaciones
similares que impiden la venta de antihelmínticos veterinarios sin la prescripción profesional correspondiente y
existen también restricciones parciales en el Reino Unido y
Alemania (Nielsen et al., 2014). Recientemente, en marzo
del 2013, la Federación de Veterinarios Europeos realizó
un llamamiento para que los legisladores de la Comunidad
Económica Europea impulsen una medida similar a la aplicada en Dinamarca en los restantes países miembros para
el uso de todos los antihelmínticos en animales productores de alimentos (www.fve.org/news/).
Actualmente en nuestro país los productores pueden adquirir las drogas antihelmínticas a través de empleados de
veterinarias, de forrajerias, por internet e incluso por compra directa en las compañías farmacéuticas. No hay dudas
de que la aplicación de antihelmínticos es actualmente el
método más efectivo y práctico para el control parasitario,
pero es imperativo disminuir la frecuencia de los mismos,
maximizando su utilización racional e integrando procesos
que acompañen a una nueva tecnología de insumos basada más en el conocimiento biológico y epidemiológico de
los parásitos que en la disponibilidad de nuevas drogas. La
selección del antihelmíntico a utilizar se ha tornado una decisión compleja ya que la misma puede variar en función de
la categoría de animales a tratar, las especies de parásitos
involucradas, épocas del año, presencia o no de refugio,
toxicidad y residuos de las drogas así como susceptibilidad o resistencia a las mismas en cada región geográfica.
Los veterinarios deberían ser los únicos actores calificados
para desempeñarse en un escenario como el descripto y
la prescripción profesional de los antihelmínticos podría
ser, también en nuestro país, el primer paso para el uso
racional y responsable de los mismos. Algunas formulaciones endectocidas presentan períodos de espera en carne
o leche que superan los 90 días y es razonable considerar
que este tipo de productos debería ser de exclusivo control
profesional. Si bien el proceso es relativamente reciente
para evaluar los efectos de estas restricciones, estudios
llevados a cabo en Dinamarca sobre propietarios y veterinarios equinos indican un fuerte cambio en las prácticas de
control parasitario en esta especie citándose por ejemplo
la reducción de más del 50% de la frecuencia en los tratamientos y la práctica rutinaria (y ahora común para ese
país) de monitorear la eficacia de las drogas luego de los
mismos (Nielsen, 2009; Nielsen et al., 2014). Estudios similares están siendo llevados a cabo en el Reino Unido
sobre productores y veterinarios involucrados en ovinos,
RIA / Vol. 41 / N.º 1
bovinos, cerdos y equinos (http://www.moredun.org.uk/
news/moredun-review-how-anthelmintics-are-prescribedand-distributed).
Obviamente esta acción debería acompañarse por una
fuerte participación profesional que supere a la simple receta. La prescripción por sí misma no garantiza el mejor
uso de los antihelmínticos, si no se acompaña de la capacitación profesional permanente e incluso de cambios en la
formación de grado de los futuros veterinarios. El desafío
es grande e indudablemente en el corto plazo, se afectarán
intereses que pueden provocar conflictos, pero en países
que aún no cuentan con legislaciones similares el tiempo
para introducir estos cambios debería ser ahora antes de
que el problema se torne inmanejable (Kaplan, 2013). La
profesión veterinaria argentina y las autoridades sanitarias
nacionales deberían iniciar el dialogo necesario para reducir nuestra dependencia de los antihelmínticos y proteger
a estas drogas tan celosamente como deberíamos hacerlo
también con los antibacterianos.
Conclusiones y propuesta
de acciones futuras
Actualmente, las poblaciones de nematodos de todos
nuestros herbívoros domésticos han desarrollado resistencia a los antihelmínticos y la dispersión y severidad de la
misma se está incrementando rápidamente. De especial
preocupación es el desarrollo de nematodos resistentes a
múltiples drogas, principalmente en pequeños rumiantes y
también en bovinos. Es obvio que la completa dependencia
en tratamientos frecuentes debe ser cambiada por alternativas más sustentables que integren tecnologías de procesos, disminuyendo el uso de antihelmínticos sin que estas
prácticas afecten la productividad o el bienestar animal. Sin
embargo, integrar procesos y actividades de manejo que
dependan menos de los químicos, son más complicadas y
difíciles de implementar. Se requiere de información actualizada y consistente sobre epidemiología de las especies
parasitarias locales y regionales actuantes, sus interacciones con diferentes hospedadores domésticos, sus biotipos
y razas, tamaño de rodeos, majadas o hatos y diferentes
sistemas productivos. El refugio, o las poblaciones de nematodos que no son expuestas al tratamiento constituyen
un reservorio de genes no seleccionados o susceptibles
que debe ser siempre considerado al indicarse un tratamiento. Este concepto: “a mayor refugio menor desarrollo
de resistencia” requiere de una visión holística y debe ser
incorporado por asesores profesionales y sus productores
e incluso por estudiantes de veterinaria. El monitoreo sistemático del estatus de las poblaciones de nematodos en
los diferentes sistemas productivos es un importante herramienta de control. Al igual que en el control de malezas
y plagas agrícolas resistentes, en la ganadería pastoril y a
la luz de la escalada que estamos observando en la RA,
el monitoreo “no es una opción, sino una obligación” si se
quiere prevenir y evitar pérdidas productivas. La información disponible en nuestro país enfatiza la necesidad de
realizar determinaciones del hpg en forma regular (monito-
43
reo) para evaluar la necesidad del tratamiento y la eficacia
de los antihelmínticos utilizados (TRCH). Esta metodología
garantiza que el tratamiento es necesario y efectivo, pero
está siendo muy pobremente adoptada y, generalmente,
los antihelmínticos se administran sin considerar ninguna
de las dos premisas.
Las combinaciones de drogas antihelmínticas con diferente modo de acción (comunes en Nueva Zelanda y Australia)
aparecen como un recurso que merece ser evaluado bajo
nuestras condiciones productivas en algunas especies de
rumiantes y regiones pero, en otras, su utilidad puede ser
dudosa y mayor información sobre posibles efectos aditivos
o sinérgicos de esta coadministración de drogas es necesaria antes de su recomendación. En este complejo contexto que representa la RA, y a criterio de los autores, los
antihelmínticos deberían ser obtenidos por los productores
y propietarios exclusivamente a partir de la receta y asesoramiento de un veterinario autorizado y capacitado. Esto debería propender al uso más apropiado y responsable de un
recurso limitado como son las drogas antiparasitarias.
AGRADECIMIENTOS
Al convenio INTA AUDEAS CONADEV 940143 y a la facultad de Ciencias Veterinarias (UNCPBA) por el financiamiento de algunos de los trabajos aquí presentados.
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47
¿Los cultivos de cobertura pueden
modificar el patrón de nodulación
de soja (Glycine max L.)?
NAVARRO, G.1; BOCCOLINI, M.2; BAIGORRIA, T.2; AIMETTA, M.2; BERTOLLA, A.1; CAZORLA, C.2
RESUMEN
El patrón de nodulación del cultivo de soja puede ser modificado por factores de manejo como la calidad de
rastrojos de los cultivos, la inoculación y la fertilización. Se realizó un ensayo en la EEA INTA Marcos Juárez
con diseño en bloques aleatorizados con tres repeticiones para evaluar el efecto de diferentes antecesores
invernales: (C) centeno (Secale cereale L.), (V) vicia (Vicia villosa L.) y un testigo (T) sin cultivo de cobertura
(CC) en el patrón de nodulación. En suelo se determinó el contenidos de nitratos (NO3-) a la siembra, R2 y R5
de soja, mientras que en planta se midió la relación C/N del residuo superficial, el número de nódulos totales
por planta (NNT), el peso seco de nódulos (PN), la materia seca (MS) y el contenido de nitrógeno (N) en R2 y
R5. Los datos fueron evaluados estadísticamente a través de un análisis de la varianza y un análisis de regresión lineal. La inclusión de CC no modifico los contenidos de NO3-, la producción de MS y la absorción de N
por la planta en los períodos evaluados. La relación C/N del residuo superficial tampoco presentó diferencias
estadísticamente significativas, pero fue menor a 25 en el antecesor V en R2 y R5. Los antecesores CC no
modificaron el PN, pero si afectaron el NNT. Se observó una relación lineal negativa y significativa entre los
contenidos de NO3- a la siembra y el NNT. De esta forma, leguminosas utilizadas como CC pueden modificar
componentes del patrón de nodulación.
Palabras clave: vicia, centeno, residuos.
ABSTRACT
Soybean nodulation could be modified by factors such as quality of crop residues, inoculation and fertilization. A trial was performed in EEA INTA Marcos Juárez with randomized block design with three replications
for evaluated the effect of different winter soil management: (R),rye (Secale Cereale L), (V) hairy vetch (Vicia
villosa) and control (C) without cover crops (CC) in soybean nodulation. In soil nitrate content (NC) at sowing,
R2 and R5 stages was determined, while in soybean plant C/N ratio of soil residues, number of nodules (NN),
weight of nodules (WN), soybean dry matter (DM) and soybean nitrogen content (SNC) in R2 and R5 stage
was determined. Results were statistically evaluated by analysis of variance and linear regression analysis.
CC was not modified the soil nitrate content, DM or SNC in R2 or R5 stages. The C/N ratio of crops residue in
V was low 25 at R2 and R5 stages. CC was not modified WN, but changes in NN were observed. A negative
relationship between SNC and NN were observed. Thus, legume CC might be modified soybean nodulation.
Keywords: rye, hairy vetch, residue.
Instituto de Ciencias Básicas y Aplicadas, Facultad de Agronomía, Universidad Nacional de Villa María.
Av. Arturo Jauretche 1555 Villa María (Cba).
2
Estación Experimental Agropecuaria INTA Marcos Juárez. Área Suelos y Producción Vegetal. Ruta 12 km 1,5 CP 2580, Marcos Juárez,
Córdoba. Correo electrónico: [email protected]
1
Recibido el 25 de abril de 2014 // Aceptado el 22 d enero de 2015 // Publicado online el 04 de marzo de 2015
48
COMUNICACIÓN CORTA
INTRODUCCIÓN
Los cultivos de cobertura (CC) en los sistemas agrícolas actuales pueden constituir una importante herramienta
agronómica para el manejo de la dinámica del nitrógeno
(N) (Wagger et al., 1998). Algunos de sus beneficios están
asociados a capturar N edáfico susceptible a lixiviación durante el período de crecimiento de los cultivos invernales.
Luego, mediante la descomposición de residuos, es posible un aporte de N para el cultivo de cosecha (Stute y Posner, 1995; Sainju y Singh 2001; Malpassi et al., 2000). En
ensayos con CC invernales se reportan disminuciones en
el contenido de nitratos (NO3-) en el perfil en comparación
a un barbecho sin CC previo a la siembra del cultivo estival
(Alvarez et al., 2006).
La fijación biológica del N (FBN) es una adaptación de
las plantas para utilizar el N atmosférico, pero si su disponibilidad es alta, se dificulta la simbiosis ya que las plantas
lo extraen directamente del suelo (p. ej. Perticari, 2005). El
patrón de nodulación (número, peso, ubicación y actividad
de nódulos) puede ser modificado por las prácticas de manejo. De esta forma, hay una relación exponencial negativa
entre la tasa de fertilización nitrogenada y la fijación biológica de N (Salvaggiotti et al., 2009). En cambio, la carencia
de N facilita la FBN (González et al., 1998; Díaz Zorita y
Fernández Caniggia, 1999; Racca, 2003). La relación carbono/nitrógeno (C/N) de los residuos superficiales también
puede afectar el patrón de nodulación. Valores mayores a
30 producen una inmovilización del N, lo que favorece la
simbiosis. En cambio, una relación más baja la disminuye
debido a que hay aportes de N por mineralización y un limitado suplemento de C al nódulo (Perticari et al., 2005). Por
ejemplo, los rastrojos de maíz aumentan la relación C/N
del sustrato, por lo que estimulan la inmovilización de N en
el suelo y facilitan la FBN (Racca, 2003). La utilización de
CC, a través de la modificación de los contenidos de NO3- a
la siembra de los cultivos estivales y de la relación C/N de
los residuos superficiales, podría afectar la producción de
materia seca (MS), el número y el peso de los nódulos.
El objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto de
diferentes CC en la absorción de N, número de nódulos totales (NNT), peso de nódulos (PN) y producción de MS de
plantas de soja a través de cambios en el contenido de NO3del suelo y la relación C/N de los residuos superficiales.
MATERIALES Y MÉTODOS
En la EEA INTA Marcos Juárez (Lat. S 32º43’04,51” y
Lon. O 62º06’10,56”) se realizó un ensayo con diseño en
bloques aleatorizados con tres repeticiones donde se utilizaron tres antecesores invernales de soja: centeno (Secale
cereale L.) (C), vicia (vicia villosa L.) (V) y barbecho sin
CC denominado testigo (T). El ensayo se realizó sobre un
suelo Argiudol típico, oscuro, profundo y bien drenado de la
serie Marcos Juárez (INTA, 1978), donde los contenidos de
arcilla, limo y arena del horizonte superficial son de 25%,
68% y 7%, respectivamente, mientras que las precipitaciones medias anuales son de 860 mm (INTA, 1978). Las pre-
RIA / Vol. 41 / N.º 1
cipitaciones entre el secado de los CC y la siembra de soja
fueron de 56 mm. Las precipitaciones durante el ciclo del
cultivo de soja fueron de 532 mm, concentradas alrededor
del período crítico del cultivo (Fuente: Agrometeorología
EEA INTA Marcos Juárez).
El cultivo de soja se sembró el 26 de noviembre de 2011
con una densidad de 16 plantas por m lineal a 52,5 cm entre hileras. La producción de MS de soja se determinó en
R2 y R5 a través de la recolección manual de 2 m lineales
de 2 surcos continuos, siendo la superficie cosechada de
2,08 m2. El material recolectado se transportó al laboratorio
y se secó en estufa a 60 ºC hasta peso constante. Finalmente, la MS fue molida a un tamaño inferior a 0,5 mm
para la determinación del contenido de N en planta mediante un analizador elemental marca LECO TRUSPEC.
El NNT y PN se determinó en R2 mediante extracción
de tres submuestras de suelo en cada parcela con un cilindro de 22 cm de diámetro a una profundidad de 12 cm.
En la muestra extraída se contó el número de plantas y se
desechó la parte aérea. Luego se trasladó al laboratorio y
se colocó en baldes con el agregado de hexametafosfato de sodio (NaPO3) para romper los agregados de mayor
consistencia. Posteriormente, la totalidad de la muestra se
pasó a través de un tamiz de 0,1 mm, recuperando el material retenido (nódulos y raíces) y se colocó en estufa a
60 ºC para su secado hasta peso constante. Finalmente,
se realizó el recuento y pesado de nódulos para obtener el
NNT y PN, respectivamente.
El contenido de nitratos (NO3-) del suelo se determinó a
0–20 cm de profundidad a la siembra, R2 y R5 utilizando el
método del fenoldisulfónico (Bremmer, 1965). La relación
C/N de los residuos superficiales se determinó en R2 y R5
recolectando tres submuestras mediante rectángulos de
0,25 m por 0,50 m. Para esto, se recolectó todo el material
dentro del rectángulo y posteriormente se trasladó al laboratorio. Las muestras fueron colocadas en estufa a 60 ºC
hasta peso constante y luego se procesaron utilizando un
tamiz de 0,5 mm para eliminar restos de suelo adheridos a
los residuos superficiales. Finalmente, las muestras fueron
pesadas y molidas para la determinación del contenido de
C y N mediante analizador elemental LECO TRUSPEC.
Los resultados fueron analizados mediante análisis de
varianza (ANAVA) y se realizó un test de comparación de
medias utilizando el test LSD Fisher (p < 0,05). Además se
evaluaron relaciones entre el PN y NNT con los contenidos
de NO3- a la siembra mediante análisis de regresión lineal
utilizando el programa estadístico INFOSTAT (Di Renzo et
al., 2011).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los antecesores no provocaron diferencias en la producción de MS y en la concentración de N en planta en los estadios fenológicos R2 y R5 (tabla 1). Similares resultados
fueron encontrados por Alvarez et al. (2006) en un Hapludol
del noroeste bonaerense. A su vez, la acumulación de N en
planta fue mayor a lo informado por Benintende et al. (2010)
¿Los cultivos de cobertura pueden modificar el patrón de nodulación de soja (Glycine max L.)?
49
MS (kg ha-1)
N absorbido (kg ha-1)
Concentración de N (%)
Antecesor
R2
R5
R2
R5
R2
R5
C
3843 a (618)
9499 a (220)
3,16 a (0,06)
3,08 a (0,14)
116 a (16,7)
292,5 a (17,6)
T
3076 a (440)
8516 a (449)
3,32 a (0,30)
2,91 a (0,08)
101ª (6,0)
248,3 a (17,8)
V
3363 a (1166)
8777 a (897)
3,16 a (0,28)
2,98 a (0,19)
108 a (46,6)
262,2 a (40,1)
Tabla 1. Materia seca (MS), concentración de N en planta (%) y N absorbido en planta (kg ha-1) en los estadios R2 y R5 de soja con
diferentes antecesores.
Letras distintas en las mismas columnas indican diferencias significativas entre tratamientos (p < = 0,05). Entre paréntesis desvío estándar.
donde los contenidos de N en planta fueron de alrededor
de 160 kg ha-1 para el período R4. Estas diferencias pueden deberse a que la acumulación de biomasa aérea en
ese experimento fue menor y, por lo tanto, los contenidos
de N en planta. Así, las diferencias en el contenido de N se
deben a la mayor acumulación de MS y no a la concentración de N (Koutroubas et al., 1998).
El factor antecesor no provocó diferencias estadísticamente significativas (p < 0,05) en los contenidos de NO3- en
los tres momentos evaluados, siendo en todos los casos
menores a 30 ppm (figura 1). En la siembra de soja se
observó una variabilidad en los contenidos de NO3- entre
bloques para el antecesor V, la que pudo deberse a la producción de MS que fue variable entre bloques (datos no
mostrados). La mineralización de N de los residuos superficiales depende de la relación C/N (Bolger et al., 2001) y de
las condiciones de humedad y temperatura entre el secado
de los CC y la siembra de soja. Algunos autores reportan
incrementos en los contenidos de NO3- cuando se utiliza
un antecesor V como CC debido a la mineralización del
residuo (Vidal et al., 2002), como así también se reportan
disminuciones cuando se utilizan gramíneas como CC en
comparación a un testigo sin CC (Fernández et al., 2007;
Restovich et al., 2012).
La relación C/N del residuo no presentó diferencias estadísticamente significativas entre antecesores (figura 2). Sin
embargo, el antecesor V presentó, en ambos momentos,
valores de C/N inferiores a 30, donde predominarían procesos de mineralización del N (Coyne, 1999). La relación C/N
del residuo es determinante del proceso de mineralización
o inmovilización y el aporte de nutrientes al próximo cultivo
(Bolger et al., 2001). De esta forma, es probable que en los
antecesores T y C la inmovilización del N haya sido mayor
que en V.
El NNT en estado fenológico R2 presentó diferencias
estadísticamente significativas entre antecesores, donde
C presentó el mayor NNT y V el menor valor (figura 3).
40
35
NO3- (ppm)
30
25
20
15
26
20,67
10
5
11,67
14,67 14 14,33
13
11
13
0
Siembra
R2
C
T
R5
V
Figura 1. Contenido de nitratos (NO3-) en los momentos de siembra, R2 y R5 de soja, en la profundidad 0-20 cm para los diferentes
antecesores.
La ausencia de letras indica que no se encontraron diferencias significativas entre antecesores (p < = 0,05). NS: No significativo. Las
barras indican el error estándar.
COMUNICACIÓN CORTA
50
RIA / Vol. 41 / N.º 1
45
40
Relación C/N
35
30
25
20
36,62
40,5
15
30,36
27,9
33,3
10
23,4
5
0
R2
R5
C
T
V
Figura 2. Relación C/N del residuo en estadio R2 y R5 de soja con diferentes antecesores.
La línea punteada indica que por debajo comienza la mineralización del N. La ausencia de letras indica que no se encontraron diferencias
significativas entre antecesores (p < = 0,05). NS: No significativo. Las barras indican el error estándar.
70
8
a
60
6
50
PN (mg)
NNT (N.° planta)
b
7
40
30
5
4
3
20
2
10
1
0
0
C
T
V
Figura 3. Peso de nódulos (PN) (A) y número de nódulos por planta (NNT) (B) con diferentes antecesores en el estadio R2 de soja.
Las letras distintas indican diferencias significativas (p < 0,05). NS: no significativo.
En cambio el PN resultó sin diferencias estadísticamente
significativas (p=). Tanto el NNT como el PN observados
en los antecesores C y T fueron similares a los reportados por Perticari quien, en estadio R5, observó de 40 a
50 NNT y un PN de 7 a 10 mg. Estos resultados también
son similares a los reportados por Álvarez y Scianca (2006)
en Hapludoles típicos del noroeste bonaerense, donde el
mayor NNT fue observado con gramíneas invernales como
antecesores de soja. El contenido de NO3- al momento de
siembra de soja fue el que determinó un menor NNT.
El contenido de NO3- a la siembra presentó una relación
inversa y significativa con el NNP (R2=0,68; p <0,006), pero
no presentó relaciones significativas con el PN (figura 4).
Esto coincide con lo reportado por Streeter y Wong (1998)
que mostraron una reducción en el número de nódulos con
el incremento de la concentración de NO3-. En el presente
estudio, por cada incremento en una unidad de NO3- hubo
una disminución en una unidad de NNP. Una adecuada nodulación necesita alrededor de 40–50 nódulos totales por
planta (Perticari, 2005). Por lo tanto, elevados contenidos
51
y = -1,02x + 62,6
R² = 0,68; p<0,006
12
70
11
PN (mg)
50
9
40
8
30
7
20
6
5
10
y = -0,033x + 6,749
R² = 0,41; p<0,063
4
0
10
N NT (N.º por planta)
60
10
0
20
30
40
50
NO -3 (ppm)
PN
NNT
Lineal (PN)
Lineal (NNT)
Figura 4. Relación entre peso de nódulos (simbolos vacíos) y número de nódulos por planta (simbolos llenos) determinados en R2 con
los contenidos de nitratos (NO-3) del suelo a la siembra de soja.
de NO3- podían estar limitando el proceso de nodulación.
La relación observada entre el número de nódulos y la disponibilidad de NO3-, es similar a la reportada por Cicore
et al., (2005) con una relación lineal negativa (R2=0,50)
y por Pietrarelli et al., (2008) en suelos Argiudoes típicos
del centro de la provincia de Córdoba para dos campañas
(R2=0,88 y 0,79).
La inclusión de CC previo a un cultivo de soja no modificó
el contenido de NO3-, la producción de MS, absorción de N
por la planta y el PN del cultivo de soja. En cambio, se modificó el NNT, donde el antecesor C presentó los mayores
valores y V los menores. Esto pudo deberse, por una parte,
a que la relación C/N del residuo superficial en el antecesor
V siempre fue menor a 30. Por otra parte, los contenidos
de NO3- a la siembra presentaron una relación lineal negativa con el NNT. Las variaciones observadas en el NNT no
afectaron la producción de MS ni la absorción de N por la
planta de soja, como así tampoco el rendimiento en grano
(datos no mostrados). Si bien son necesarios estudios de
largo plazo con el fin de evaluar la nodulación en diferentes
condiciones ambientales, estos resultados preliminares reflejan que la utilización de CC afectaría la fijación biológica
de N en el cultivo de soja.
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53
Diversidad e incidencia de hongos
asociados a enfermedades foliares
de la avena (Avena sativa L.)
en los valles altos de México
GARCÍA-LEÓN, E.1; LEYVA-MIR, S.G.2; VILLASEÑOR-MIR, H.E.3; RODRÍGUEZ-GARCÍA, M.F.3; TOVAR-PEDRAZA, J.M.1
RESUMEN
El objetivo de este estudio fue determinar las especies de hongos asociados a enfermedades foliares de la avena en
los Valles Altos de México. Durante los ciclos agrícolas primavera–verano 2009 y 2010, se recolectaron en 163 sitios diferentes un total de 815 muestras de plantas de avena exhibiendo síntomas de enfermedades foliares y signos en el caso
de royas. La identificación de los hongos se basó en caracteres morfológicos. Se identificaron seis especies de hongos
fitopatógenos: Colletotrichum graminicola, Curvularia hawaiiensis, Drechslera avenacea, Passalora graminis, Puccinia
coronata y Puccinia graminis f. sp. avenae. Además, se encontraron cinco especies de hongos saprófitos o patógenos
débiles: Alternaria triticicola, A. triticina, A. uredinis, Curvularia protuberata y Pleospora sp. Los hongos fitopatógenos que
presentaron mayor frecuencia fueron: P. graminis f. sp. avenae (73%), P. coronata (61%) y D. avenacea (19%).
Palabras clave: Alternaria, Colletotrichum, Curvularia, Drechslera, Puccinia.
ABSTRACT
The aim of this study was to determine the fungal species associated to foliar diseases on oat in the highlands of Mexico.
During spring-fall seasons 2009 and 2010, a total of 815 samples of oat plants exhibiting foliar diseases were collected
from 163 different oat fields. Fungal identification was based on morphological characteristics. Six different pathogenic fungal species were identified: Colletotrichum graminicola, Curvularia hawaiiensis, Drechslera avenacea, Passalora graminis,
Puccina coronata, Puccinia graminis f. sp. avenae. Whereas, that the saprophytic and weakly pathogenic fungi founded
were: Alternaria triticicola, A. triticina, A. uredinis, Curvularia protuberata y Pleospora sp. The species P. graminis f. sp.
avenae (73%), P. coronata (61%) and D. avenacea (19%) were the pathogenic fungi most frequently founded.
Keywords: Alternaria, Colletotrichum, Curvularia, Drechslera, Puccinia.
1
Fitopatología, Instituto de Fitosanidad, Colegio de Postgraduados. Carr. México-Texcoco Km 36,5 Montecillo, Texcoco, Estado de
México, México. Correo electrónico: [email protected].
2
Departamento de Parasitología Agrícola, Universidad Autónoma Chapingo, Chapingo, Estado de México, México.
3
Campo Experimental del Valle de México, Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, Coatlinchán, Texcoco, Estado de México, México.
Recibido el 15 de noviembre de 2013 // Aceptado el 04 de marzo de 2015 // Publicado online el 22 de abril de 2015
54
COMUNICACIÓN CORTA
INTRODUCCIÓN
En 2012, el área sembrada con avena (Avena sativa L.)
en México fue superior a 900.000 ha (SAGARPA, 2013)
distribuidas en todas las zonas agrícolas de la República
Mexicana debido a su amplio rango de adaptación a las
condiciones ambientales, además de considerarse como
un cultivo alternativo en los Valles Altos y en la región semiárida del norte-centro. Es importante señalar que el cultivo de avena se siembra particularmente cuando el inicio
del período de lluvias se retrasa o se presentan bajas temperaturas que ponen en riesgo la siembra de los cultivos
tradicionales como maíz (Zea mays L.) y frijol (Phaseolus
vulgaris L.) (Villaseñor-Mir et al., 2003).
La avena, al igual que los otros cereales, está expuesta a
un gran número de enfermedades causadas por diferentes
patógenos, resaltando las enfermedades foliares ocasionadas por hongos, debido a que son altamente destructivas
y su presencia provoca una reducción significativa del área
foliar, ocasionando pérdidas en el rendimiento de grano y
forraje (Leyva-Mir et al., 2004a).
La importancia de conocer la incidencia de una enfermedad se basa en que esta variable nos provee una estimación de la cantidad de plantas enfermas en un área
determinada si se toma en consideración la evaluación de
plantas que presentan síntomas y signos característicos
para cada enfermedad. Asimismo, los datos de incidencia
son usados en estudios epidemiológicos que determinan la
dispersión de la enfermedad a través del tiempo y espacio
(Campbell y Madden, 1990).
El objetivo de este estudio fue determinar la diversidad
e incidencia de hongos asociados a enfermedades foliares
de la avena en los Valles Altos de México.
RIA / Vol. 41 / N.º 1
sintomático y el asintomático de cada hoja recolectada.
Posteriormente, los cortes se desinfestaron en una solución de hipoclorito de sodio al 3% durante un minuto, se
enjuagaron en agua destilada estéril durante dos minutos
y se secaron en papel absorbente esterilizado. De cada
muestra, se colocaron 10 piezas de tejido foliar distribuidas
en dos cajas de Petri que contenían papel filtro humedecido con agua destilada estéril. Cada pieza representó una
repetición. Las cajas de Petri se incubaron de 24 a 72 horas bajo luz blanca continua y a temperatura de 20 ± 2 ºC.
Al formarse las estructuras de reproducción de los hongos
en el tejido, se obtuvieron cultivos monospóricos mediante
la transferencia directa de las esporas a cajas de Petri con
medios de PDA y jugo de verduras. En el caso de tejidos foliares con signos típicos de royas (pústulas errumpentes),
únicamente se realizaron cortes longitudinales de uredios y
telios debido a su condición de parásitos obligados.
La identificación de las especies de hongos se basó en
la morfología de la colonia en medio de cultivo PDA (excepto para royas) y estructuras de reproducción (ascosporas,
conidios, urediniosporas y teliosporas), para lo cual, preparaciones semi-permanentes con glicerina y lactofenol se
observaron en un microscopio compuesto a 400 X, registrando la forma y tamaño de 20 cuerpos fructíferos (seudotecios, acérvulos, uredios, y telios) y 50 esporas (conidios,
ascosporas, urediniosporas y teliosporas).
La incidencia de cada una de las especies de hongos
se calculó con la siguiente ecuación: Ii = (Σni / Ni) · 100 ;
donde: Ii = incidencia de cada especie de hongo en el momento i; ni = número de muestras con presencia de cada
especie de hongo en el momento i; Ni = número total de
muestras analizadas.
Durante los ciclos agrícolas primavera-verano de 2009
y 2010, se recolectaron 163 muestras de tejido foliar de
avena de las variedades Turquesa, Karma, Chihuahua,
Cevamex, Cuauhtémoc, Gema, Ópalo y Obsidiana, con
síntomas de enfermedades foliares y signos de royas, en
campos de agricultores distribuidos en los valles altos de
los estados de Hidalgo, Tlaxcala, Puebla, Morelos, Estado
de México y Distrito Federal, México. Cada muestra consistió de cinco hojas de cada uno de los 63 sitios del ciclo
2009 y 100 sitios del ciclo 2010 cuando la avena estaba en
la etapa de grano lechoso-masoso próximo a la madurez
fisiológica. Las plantas en campo presentaban infección
natural, debido a la prevalencia de alta humedad relativa y
temperatura > 25 °C en las localidades donde se recolectaron las muestras durante ambos años. Las muestras se
depositaron en bolsas de papel encerado y se prensaron
para facilitar su procesamiento en el laboratorio.
Para aislar a los hongos asociados a síntomas de manchas y tizones foliares, se indujo la esporulación en el material enfermo. Para esto, se realizaron cortes de aproximadamente 1 cm2 a partir del área de transición entre el tejido
A través de la caracterización morfológica y con el uso
de las claves especializadas de Ellis (1971), Manamgoda
et al. (2012), Sivanesan (1987) y Zillinsky (1983), se identificaron seis especies de hongos fitopatógenos: Puccinia
coronata (figura 1A), Puccinia graminis f. sp. avenae (figura 1B), Colletotrichum graminicola (figura 1C), Curvularia
hawaiiensis (figura 1D), Drechslera avenacea (figura 1E),
Passalora graminis (figura 1F). Además, mediante las claves de Simmons (2007) y Zillinsky (1983), se identificó a
Alternaria triticicola (figura 1G), A. uredinis (figura 1H), A.
triticina (figura 1I), Curvularia protuberata (figura 1J), y
Pleospora sp. (figura 1K). Sin embargo, estas cinco especies son reportadas principalmente como patógenos débiles de cereales y con hábitos saprofíticos (Zillinsky, 1983).
La incidencia en que se presentó cada una de las especies de hongos identificados se muestra en la figura 2.
Por una parte, los resultados de este estudio indicaron
que la roya de la corona (P. coronata) y la roya del tallo
(P. graminis f. sp. avenae) son las enfermedades foliares
más importantes de la avena en los Valles Altos de México, con un 61% y 73% de incidencia, respectivamente.
Lo anterior coincide con lo reportado por Leyva-Mir et al.
Diversidad e incidencia de hongos asociados a enfermedades foliares de la avena (Avena sativa L.) en los valles altos de México
55
a
b
c
D
E
F
G
H
I
J
K
Figura 1. Esporas y cuerpos fructíferos de hongos asociados a enfermedades foliares de la avena en los valles altos de México. A:
Teliosporas de Puccinia coronata; B: Urediniosporas y teliospora de Puccinia graminis f. sp. avenae; C: Acérvulo de Colletotrichum graminicola; D: Conidios de Curvularia hawaiiensis; E: Conidios de Drechslera avenacea F: Conidios y conidióforos de Passalora graminis;
G: Conidios de Alternaria triticicola; H: Conidios de Alternaria uredinis; I: Conidios de Alternaria triticina; J: Peritecio de Pleospora sp.;
K: Conidios de Curvularia protuberata. Barra en A, B, E, G-I = 50 μm; C, D, J = 100 μm; F, K = 30 μm.
(2004a), quienes indicaron que estas dos especies de royas se encuentran ampliamente distribuidas en los valles
altos de México, debido al uso de variedades susceptibles,
las cuales tienen efecto en la disminución tanto del rendimiento de grano como del forraje.
Por otra parte, se observó una alta incidencia de otros
patógenos causantes de enfermedades foliares como D.
avenacea y C. graminicola, los cuales pueden ocasionar
severas epidemias bajo ciertas condiciones de campo,
tal y como lo indicaron Zillinsky, (1983) y Leyva-Mir et al.
(2004b). Asimismo, en el caso de D. avenacea, nuestros
resultados coincidieron con Leyva-Mir et al. (2014) quienes
reportaron la presencia de este hongo fitopatógeno en semillas de avena producidas en los valles altos de México,
COMUNICACIÓN CORTA
56
RIA / Vol. 41 / N.º 1
80
73
70
Frecuencia (%)
61,9
60
50
40
30
19,01
20
11,04
10
0,61
6,74
2,45
1,22
1,22
Alternaria
triticicola
Alternaria Colletotichum Curvularia Curvularia Drechslera
uredinis
graminicola hawaiiensis protuberata avenacea
3,06
1,22
Passalora
graminis
Pleospora
sp.
0
Alternaria
triticina
Puccinia
coronata
Puccinia
graminis
f. sp. avenae
Especies de hongos
Figura 2. Incidencia de especies de hongos asociados a enfermedades foliares de la avena (Avena sativa L.) en los Valles Altos de México durante los ciclos primavera-verano 2009 y 2010.
por lo que la importancia de este hongo radica en que es
uno de los principales patógenos trasmitidos a través de
semillas de avena, además de ser el agente causal de tizón
foliar de la avena (Carmona et al., 2004).
En este estudio se identificaron, mediante análisis morfológico, seis especies de hongos fitopatógenos y cinco especies de hongos saprofitos asociados a enfermedades foliares de la avena en los valles altos de México. Los hongos
fitopatógenos que presentaron mayor incidencia fueron: P.
graminis f. sp. avenae (73%), P. coronata (61%) y D. avenacea (19%). Se sugiere realizar estudios epidemiológicos
con la finalidad de conocer mayores detalles sobre la dispersión espacio-temporal de estos patógenos, además de
llevar a cabo estudios enfocados a evaluar diversas estrategias para el manejo de estas enfermedades.
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Diversidad e incidencia de hongos asociados a enfermedades foliares de la avena (Avena sativa L.) en los valles altos de México
57
Evaluación económica de la innovación:
el caso del silobolsa
GATTI, N.1
RESUMEN
Las innovaciones provienen del campo de las ideas y sus objetivos son solucionar problemas prácticos que
promuevan la competitividad de los actores involucrados en una actividad económica particular. En este sentido, el éxito del almacenamiento en bolsas plásticas se mide por la utilización masiva y la distribución equitativa de los beneficios que genera. El objetivo del trabajo es evaluar el impacto de la utilización del silobolsa,
concentrándose fundamentalmente en el análisis de aspectos económicos de las innovaciones. Desde el
punto de vista social, la innovación podría haber generado beneficios en un rango de 8,5 a 10 mil millones de
dólares, permitiendo al productor primario reducir costos de transacción, integrarse verticalmente, aumentar
las posibilidades de almacenaje e incrementar el valor de la producción de granos. Desde el origen, esta es
una innovación que parte desde la inquietud del propio sector agropecuario por solucionar un problema propio
de su actividad. Partiendo de esta premisa, es necesario que la política pública cree un entorno regulador eficiente, infraestructura moderna y sea promotor del desarrollo del sistema financiero y de un mercado laboral
flexible que den garantía al surgimiento y desarrollo de las buenas ideas.
Palabras clave: economía, almacenamiento, costos de transacción.
ABSTRACT
Innovations promote competitiveness of the actors involved in a particular economic activity. In Argentina,
the silobag had been widely used and disseminated with an equitable sharing of benefits. The objective of this
study is to evaluate the impact of the use of silobags, focusing mainly on economic aspects of innovations.
From the social point of view, this innovation could generate benefits from 8.5 to 10 thousand million dollars,
allowed farmers to reduce transaction costs, expand the boundaries of the firm, and increase storage possibilities and the value of grain production. This innovation has its origin at the agricultural sector itself and solves
the problem of storage shortage. In order to guarantee the emergence and development of good ideas, public
policy must create an efficiently regulatory environment, modern infrastructure and promote the development
of the financial system and a flexible labor market.
Keywords: economics, storage, transaction costs.
Instituto de Economía (IE), INTA y UCEMA, Rivadavia 1250 2.°, CP 1033 Buenos Aires, Argentina.
Correo electrónico: [email protected].
1
Recibido el 08 de enero de 2014 // Aceptado el 28 de octubre de 2014 // Publicado online el 11 de marzo de 2015
GATTI, N.1
58
ARTÍCULOS
RIA / Vol. 41 / N.º 1
INTRODUCCIÓN
A partir de la década del 70, el almacenamiento de la
producción de granos fue una preocupación en Argentina.
Debido al crecimiento de la producción, ya sea por clima,
precios relativos favorables, cambio tecnológico o incorporación de nuevas áreas de siembra, se manifestaban cuellos de botella al momento de comercializar la producción.
Si bien el país contaba con infraestructura de almacenamiento en las principales zonas productivas y portuarias,
la capacidad resultaba insuficiente para hacer frente a la
estacionalidad de la producción. Los productores podían
observar el mayor precio de los commodities en contra
estación, pero no podían alcanzarlos por lo que debían
vender al momento de cosecha para evitar pérdidas en
cantidad y calidad.
Esta preocupación creció con la disolución de la Junta
Nacional de Granos a principios de la década del 90. El
organismo bregaba por asegurar el abastecimiento interno
interviniendo en la comercialización de granos, aunque con
relativo éxito en función de los diferentes contextos históricos que se sucedieron en el país.
La magnitud del problema de almacenamiento se puede
apreciar en Della Valle (1993). En ese informe de almacenamiento del Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca
(MAGyP) se destaca que la capacidad de almacenamiento
era suficiente con déficit en algunas zonas, la posibilidad
de ocurrencia de cosechas récord como la de 1984/85 podrían generar inconvenientes y la pérdida de independencia del sector productor respecto del comercial.
A partir de la desregulación del comercio de granos, se
cedieron terrenos de los ferrocarriles para la construcción
de silos y se autorizó la explotación de las terminales portuarias por parte del sector privado con el fin de promover
la eficiencia del almacenamiento y la racionalización del
sistema de transporte.
Sin embargo, el crecimiento de la agricultura en los últimos 20 años generó preocupaciones adicionales. En la
medida que la producción de granos crecía, principalmente
soja, las necesidades de inversión en infraestructura de comercialización también.
incrementado la oferta de servicios de almacenaje y reduciendo los costos de acopio por la competencia con el
almacenamiento tradicional.
El éxito de la innovación se puede medir en una serie de
indicadores: en el trienio 2011-2013, alrededor del 40% de
la cosecha de cada año (90-100 millones de toneladas de
granos) se almacenó en silo bolsas; se redujeron los costos
de acopio de granos, se ampliaron las opciones de almacenaje; y la exportación de bolsas creció exponencialmente.
El objetivo del trabajo es evaluar el impacto de la utilización de esta innovación. Si bien se han evaluado diferentes
aspectos técnicos y de gestión, este trabajo se concentra
fundamentalmente en aspectos económicos de las innovaciones (Sunding y Zilberman, 2001). En primer lugar, se
desarrolla el marco teórico. En segundo lugar, se presenta
la estimación del beneficio social de la innovación y, por
último, las conclusiones del trabajo.
ASPECTOS ECONÓMICOS DE LAS INNOVACIONES
El almacenamiento en bolsas plásticas es una innovación que reduce los costos de transacción y mejora la gestión de la comercialización. Los costos de transacción son
aquellos gastos (monetarios o no) en los que debe incurrirse para realizar operaciones de mercado (North, 1990;
Coase, 1990). Estos costos se determinan y pueden verse
afectados por diversos factores, como por ejemplo: distancia a los mercados, costos de transporte, márgenes de comercialización de insumos y productos, poca cantidad de
vendedores y compradores, riesgo e incertidumbre (clima,
precios, entorno institucional).
En la medida en que los costos de transacción son elevados las transacciones ocurren con menor probabilidad.
En el caso extremo, si los costos de transacción son muy
elevados los mercados no se desarrollan. En general, la
situación es intermedia, los mercados existen pero están
segmentados, algunos productores participan y otros no,
ya que los costos pueden superar a los beneficios. Así, se
puede pensar que la falla o imperfección no es genérica al
mercado sino que es específica a la firma o productor.
El desarrollo del silo bolsa fue una respuesta a la escasez
de almacenamiento. Este instrumento ha sido importante para trasladar espacial y temporalmente la producción
agrícola; mejoró la gestión de la empresa agropecuaria;
permitió realizar certificaciones de calidad de la producción; acceder al crédito; y disminuir cuellos de botella en
la comercialización (Rodriguez et al., 2002; INTA, 2009).
En la figura 1, dos empresas con diferentes costos marginales enfrentan el precio de mercado P*. Dado que ambas enfrentan un costo de transacción t, sólo una de ellas
ofrece en el mercado. Si estos costos se reducen hasta
t1, la empresa a ofrece más producto y la empresa b logra
ingresar. En síntesis, la reducción de costos de transacción
puede aumentar el número de oferentes y la cantidad de
quienes ya se encuentran ofreciendo el bien.
La experimentación y el desarrollo de esta alternativa
comenzó a mediados de la década del 90. A partir de la
incorporación de I+D, se mejoró el diseño y la calidad de
las bolsas, los implementos necesarios para llenado y
vaciado, y se generó conocimiento a partir de la experimentación pública y privada. Actualmente, este sistema
posee una serie de ventajas técnico-económicas, entre
ellas, el almacenamiento de la producción a bajo costo,
Este marco de referencia de costos de transacción puede vincularse con el cambio tecnológico (Sunding y Zilberman, 2001). En el caso extremo donde los costos de transacción son elevados y hasta prohibitivos, es el entorno
ideal para el desarrollo de ideas e innovaciones que permitan reducirlos. Existe una vasta literatura sobre innovación
y cambio tecnológico en agricultura. Se pueden destacar
los trabajos de Schultz (1964), Cochrane (1979), Hayami
Evaluación económica de la innovación: el caso del silo bolsa
59
P
P
P
O
Cmg2
Cmg1
P*
P*-t1
P*-t
D
Q*
q0aq1a
Q
Mercado
Empresa.a
q
q1b
q
Empresa.b
Figura 1. Costos de transacción en el mercado de almacenamiento.
Abreviaturas: P, precio del amacenaje; Q, cantidad de almacenaje; q cantidad ofrecida por empresa; Cmg, costo marginal del almacenamiento; t costo de transacción inicial, t1 costo de transacción luego del cambio tecnológico.
y Ruttan (1985), entre otros. Estos autores coinciden en
que las innovaciones no se producen de manera aleatoria
o como resultado de la inspiración sino que son inducidas
por el contexto económico.
(PEt+1) descontado a la tasa r, es menor que el precio actual
(Pt) sumado al costo del almacenaje (k), no habrá almacenaje. En cambio en la situación opuesta, el almacenaje
será positivo.
Es decir, es más probable que se generen innovaciones
en un contexto de escasez y de oportunidad económica.
Por ejemplo, tecnologías eficientes en el uso de agua se
desarrollan en contexto de escasez de agua o donde hay
escasez de mano de obra se desarrollan tecnologías que
utilizan poca mano de obra.
Por ejemplo, existen dos posibilidades de venta: 300 dólares por tonelada de soja a cosecha con un costo de almacenaje de 2 dólares por tonelada y 350 dólares a futuro con
una tasa de descuento del 10%. El precio futuro descontado
es 318 dólares y el precio actual sumado el costo de almacenar es 302 dólares. La diferencia entre ambas opciones
arroja un resultado positivo lo cual sugiere que es rentable
almacenar la producción para venderla a futuro.
Asimismo, el surgimiento de las innovaciones depende
de la viabilidad técnica y el desarrollo del conocimiento
científico para llevarla a cabo. Si se integran ambas cosas
junto con la potencial demanda y el marco institucional, se
genera el entorno necesario para que se materialicen las
innovaciones.
ESTIMACIÓN DEL BENEFICIO SOCIAL
DE LA INNOVACIÓN
El almacenamiento es una decisión intertemporal. Las
expectativas sobre los precios en búsqueda de la maximización de beneficios es lo que define la conveniencia o no
de almacenar. Si las empresas de almacenaje son maximizadoras de beneficios, se espera que el ingreso marginal
esperado se iguale con el costo marginal del almacenaje.
Esto equivale a decir que:
0>(1+r)-1PEt+1-(Pt+k),St=0
0≤(1+r)-1PEt+1-(Pt+k),St=0
Como señala Samuelson (1971), estas ecuaciones de
arbitraje representan las condiciones de Kuhn-Tucker
para el óptimo social de almacenaje. Si el precio esperado
En este contexto, el silo bolsa es un instrumento financiero y comercial que posibilita trasladar un producto del presente al futuro en condiciones similares a las que fue generado. Asimismo, este sistema posee una serie de ventajas
respecto de los sistemas de almacenaje tradicionales. El
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) junto
con el sector privado, han trabajado en el desarrollo de los
aspectos técnicos, económicos y de gestión que hacen a la
actualidad y potencialidad de esta innovación (Cardoso y
Bartosik, 2008; Bartosik et al., 2010; Bartosik et al., 2013).
En el cálculo de excedentes económicos de oferta y demanda, la introducción de la tecnología puede interpretarse
como un shock que reduce los costos de almacenaje (k) y
genera un incremento de oferta. En este contexto, resulta
interesante obtener una medida, en términos económicos,
del impacto de esta innovación.
En función de la disponibilidad de información, se utiliza
la metodología descripta en Alston et al., Norton y Pardey (1995) que permite estimar cambios en excedentes
económicos a partir de cambios en precios y cantidades.
Para medir estos cambios es necesario establecer una
GATTI, N.1
ARTÍCULOS
60
RIA / Vol. 41 / N.º 1
serie de supuestos:
- Las funciones de oferta y demanda son lineales.
- El mercado se encuentra en competencia perfecta2.
- Se invocan los postulados de Harberger (1971)3 para
poder utilizar el cálculo de excedentes como medidas
del cambio en el bienestar.
- Naturaleza del cambio: desplazamiento vertical de la
oferta inducida por el cambio tecnológico.
- La demanda permanece constante.
La innovación genera un shock de oferta por la ampliación de oportunidades de almacenaje lo que resulta en un
desplazamiento a la derecha de la oferta de almacenamiento. En la figura 2, el equilibrio inicial en el mercado de
almacenamiento está representado por la punta a. Al producirse el cambio tecnológico, se alcanza un nuevo equilibrio en b. En esta nueva situación se producen cambios en
los excedentes de consumidores y productores y, por ende,
en el excedente total.
La reducción relativa del precio se puede definir como:
ε
(1) Z = K (ε+η) = −
Donde Ɛ es la elasticidad de oferta y ƞ es el valor absoluto
de la elasticidad precio de demanda. La ecuación para Z
se obtiene resolviendo las ecuaciones de oferta y demanda
para el precio en función de las pendientes y las ordenadas
al origen, tratando el desplazamiento de la oferta como un
cambio en el intercepto y convirtiendo esto en elasticidades.
(2) Oferta: 𝐐𝐐S = 𝐈𝐈O + 𝛃𝛃 𝐏𝐏
(3) Demanda: 𝐐𝐐D= 𝛄𝛄 – 𝛅𝛅 𝐏𝐏
Donde K es el desplazamiento vertical provocado por
una reducción de costos hipotética. En la figura 2, K y el
desplazamiento relativo al precio inicial es
K=
(P0 − d)
P0
El equilibrio QS=QD=Q define el precio de equilibrio:
(4) P =
(γ−α−βk)
(β+δ)
Cuando k=0, P0 =
(P 1 −P 0 )
P0
P
(γ − α)
(β + δ)
P
γ
γ
O
O
O`
EC
a
a
P0
P0
K
EP
D
P1
e
d
c
b
D
I0
Δ ET=ΔEC+ΔEP
I1
Q0
Qt
Q0
Q1
Qt
Figura 2. Oferta y demanda de almacenamiento. Desplazamiento de la oferta por cambio tecnológico.
Abreviaturas: P es precio de almacenaje, Qt es cantidad almacenada por unidad de tiempo; EC: Excedente del consumidor; EP: Excedente del productor; ET: Excedente total; K: factor de cambio tecnológico; I ordenada al origen de la oferta; γ ordenada al origen de
la demanda. P0:y Q0, precio y cantidad de equilibrio inicial; P1 y Q1, precio y cantidad de equilibrio con cambio tecnológico; d, precio de
desequilibrio inicial por cambio tecnológico.
Desde el año 1991 el mercado de almacenamiento está desregulado y no existen barreras a la entrada. Esto no quiere decir que pueda haber
imperfecciones del mercado. Asimismo, no hay evidencia de abuso de posición dominante.
2
a) El precio competitivo de demanda para una unidad dada mide el valor de esa unidad para el demandante; b) El precio competitivo de oferta
para una unidad dada mide el valor de esa unidad para el oferente; c) Cuando se evalúan beneficios o costos de un programa, proyecto o política,
tanto costos como beneficios deben ser agregados al grupo de interés (p. ej. nación) sin importar como se distribuye entre diferentes grupos de
individuos.
3
61
El cambio inducido en el precio es P1 − P0 =
−βKP0
(β + δ)
y el valor absoluto del cambio relativo en el precio está
dado por
−
(P1 − P0 )
−βK
=
(β + δ)
P0
Convirtiendo las pendientes en elasticidades (multipliP
cando numerador y denominador por 0 ) se llega a que:
(5) Z = K
ε
(ε+η)
=−
Q0
(P 1 −P 0 )
P0
Excedente del consumidor: En la figura 2, el cambio en el excedente del consumidor está dado por
ΔEC=P0abP1=P0aeP1+abe o expresado como ΔEC (P0-P1)
Q0+0,5 (P0-P1) (Q0-Q1).
(Q − Q 0)
Entonces ∆EC = (P0 − P1) Q 0 1 + 0,5 1
.
Q0
De (1) se llega a que
(Q 1 −Q 0 )
Q0
(6) ∆EC = P0 Q 0 Z (1 + 0,5Zη(
= Zη, ,
Excedente del productor: es ΔEP = P1bI1 – P0aI0 = P1bcd
dado que dcI1=P0aI0 bajo el supuesto de desplazamiento
paralelo de la oferta y demanda y oferta lineales.
∆EP=P1 bcd=P1 ecd+bce esto se puede expresar como
∆EP=(P1-d)Q0+0,5(P1-d)(Q1-Q0).
(Q1 − Q 0)
Entonces ∆EP = (P1 − d)Q 0 1 + 0,5
.
Q0
Se puede definir P1-d=(P0-d)-(P0-P1)=KP0-ZP0 y como
(Q1 − Q 0 )
,
= Zη
Q0
(7) ∆EP = (K − Z)P0 Q0 (1 + 0,5Zη)
Excedente total: El cambio en el excedente total es:
(8) ∆𝐄𝐄𝐄𝐄 = ∆𝐄𝐄𝐄𝐄 + ∆𝐄𝐄𝐄𝐄
Notar que P0abP1 (=P0aeP1+abe) es igual a I0 acI1 dado
que P0 acd=I0 acI1 bajo la ley de los paralelogramos.
Adicionalmente, para que pueda generarse un beneficio
es necesario hacer supuestos sobre las elasticidades de
oferta y demanda. Cuando ε=∞ y η=∞ tanto los productores como consumidores no se benefician ya que los agentes económicos están mostrando indiferencia respecto de
los precios al momento de valorar una unidad adicional del
bien o servicio en cuestión. Se plantean valores finitos de
elasticidad para poder armar escenarios de distribución de
beneficios.
Para el cálculo de beneficios es necesario contar con información de precios y cantidades. El precio considerado
es el de la tonelada de soja en dólares corrientes. En el
año 1993, el precio de almacenaje fue el 4% del precio promedio de la tonelada de soja y, para 2010, del 2% (Revista
Márgenes Agropecuarios)4. Las cantidades se obtienen de
los informes de almacenamiento del MAGyP. De allí, se obtiene que el almacenaje declarado fuera de 32 millones de
toneladas en 1993 y de 53 millones en 2010.
El desplazamiento hacia la derecha de la oferta es por el
cambio de uno de sus determinantes: la tecnología de producción. La aparición del silo bolsa como nueva tecnología
de almacenamiento provoca, a cada nivel de precios, un
menor costo marginal de provisión del servicio de almacenaje. Esto se ve representado por el factor K, presentado
previamente, y se establece en un 25%, de acuerdo a la
información técnica disponible en Rodriguez et al. (2002).
Para considerar la distribución de los beneficios se hicieron
supuestos sobre las elasticidades de oferta y demanda. No
se encuentran en la literatura cálculos de elasticidades de
oferta y demanda de almacenaje por lo que se realizan supuestos teóricos. Alston et al., Norton y Pardey (1995), plantean que, en el largo plazo, la elasticidad de productos vinculados al sector agropecuario son mayores a 1. Mientras que
en el corto y mediano plazo, suponer una elasticidad precio
de oferta cercana a 1 es un buen punto de partida. Respecto
de la elasticidad de demanda, de almacenamiento se utiliza
la condición de homogeneidad como soporte teórico:
𝑛𝑛
Σ
i=1
𝜂𝜂 ij + 𝜂𝜂 jI + 𝜂𝜂 jj = 0
Para un bien j, la elasticidad precio de demanda nij, la
elasticidad ingreso de demanda njI y las elasticidades precio cruzadas relevantes njj suman 0. Para la mayoría de los
bienes, la elasticidad ingreso de demanda es positiva y las
elasticidades precio cruzadas son un número cercano a 0
y positivo, con lo cual la elasticidad precio directa es un valor negativo comparable en valor absoluto a la elasticidad
ingreso. Los bienes normales tienen, en general, elasticidades precio entre 0 y 1. Mientras que los bienes de lujo,
observan elasticidades mayores a 1.
En este caso, se supone que el almacenamiento en silo
bolsa es un bien normal y como simplificación se plantean
valores de elasticidad cercanos a 1 como simplificación.
Por último, se supone una tasa de descuento del 10%
anual a perpetuidad para el cálculo del beneficio total.
Manteniendo la elasticidad de oferta unitaria, mientras
más elástica es la demanda menor es el beneficio que perciben los demandantes y mayor el de los oferentes. Según
las estimaciones tanto demandantes como oferentes se
benefician con lo cual se alcanza una situación Pareto óp-
4
Se utiliza esta medida ya que es la medida usual para expresar el precio en el sector. Asimismo, cabe mencionar que, de esta manera, se considera el rol que tienen los precios de los commodities como determinante para el establecimiento de valores de referencia.
GATTI, N.1
62
ARTÍCULOS
Elasticidad
de demanda
RIA / Vol. 41 / N.º 1
Elasticidad
de oferta
Cambio en el excedente
del consumidor
Cambio en el excedente
del productor
Beneficio
neto anual
Beneficio
neto total
0,4
1
613
245
858
8.584
0,8
1
541
433
974
9.740
1
1
507
507
1.014
10.144
1,2
1
476
571
1.048
10.475
Tabla 1. Distribución de beneficios por cambio tecnológico. En millones de dólares.
timo5. Según las estimaciones, la innovación podría haber
generado beneficios en un rango de 8,5 a 10 mil millones
de dólares (tabla 1).
CONCLUSIONES
En síntesis, el silo bolsa es una innovación que permitió
hacer frente a la problemática del almacenamiento de granos en Argentina. El crecimiento de la producción de granos, la oportunidad económica y la necesidad de invertir en
infraestructura y almacenamiento, indujeron el desarrollo
de esta tecnología.
Si bien muchos de estos aspectos han sido evaluados
tanto técnica como económicamente a nivel de firma/empresa, es necesario considerar el impacto de esta innovación desde una perspectiva integral. En este sentido, tanto
oferentes como demandantes de acopio se beneficiaron de
este sistema de almacenamiento.
Por un lado, el productor agropecuario (demandante de
acopio) puede disponer de una mejor alternativa para comercializar su cosecha, conservar la calidad del grano y
diferir la venta. Por otro lado, acopiadores y exportadores
(oferentes de copio), reconvirtieron su actividad al contar
con una alternativa flexible para conservar la calidad del
grano, disminuyendo los costos de acondicionamiento y
garantizando la disponibilidad del producto en cantidad y
calidad a los siguientes eslabones de la cadena productiva.
En la actualidad, el silo bolsa es una herramienta clave en el sector agropecuario de Argentina. En los últimos
tres años, se han almacenado cerca de 45 millones de
toneladas, lo que representa un 40-45% de la producción
agropecuaria de los principales granos. Asimismo, según
las estimaciones de este trabajo, el silo bolsa podría haber
generado beneficios en un rango de 8,5 a 10,5 mil millones
de dólares.
Por último, cabe preguntarse qué cuestiones son importantes para que se promueva el desarrollo de nuevas ideas.
En este sentido, la política pública cumple un rol clave. Para
que estas innovaciones tengan éxito el Estado deberá generar un entorno regulador eficiente, infraestructura moderna y
ser promotor del desarrollo del sistema financiero.
5
Desde este punto de vista, ante la imposibilidad de desarrollar infraestructura y los mercados en el corto plazo, el silo
bolsa fue una solución creativa y flexible para la escasez de
almacenamiento y financiamiento. A partir de la oportunidad
económica y la interacción público/privada, el silo bolsa es
hoy una tecnología ampliamente adoptada y difundida.
AGRADECIMIENTOS
Agradezco a mis compañeros del Instituto de Economía
del INTA por sus valiosos aportes y comentarios al trabajo.
También a Hernán Urcola, Ricardo Bartosik, Marcela Cristini
y José Luis Suárez por brindarme información sobre diversos aspectos de la investigación y desarrollo del silo bolsa.
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GATTI, N.1
64
ARTÍCULOS
RIA / Vol. 41 / N.º 1
Alteración de las propiedades mecánicas
de un Ustochrept Udértico tratado
con agua enriquecida en sodio
MELANI, E.1; DRAGHI, L.2; JORAJURIA COLLAZO, D. 2; PALANCAR, T.2
RESUMEN
El riego con aguas con alto contenido de sodio puede provocar el deterioro de las propiedades físico-mecánicas de los suelos. En el presente trabajo se trató de evidenciar el efecto del tratamiento con agua rica en
sodio sobre esas propiedades en un Ustochrept Udértico en dos tratamientos con distinta relación de adsorción de sodio (valor RAS) de 5 y 45. Se evaluó el comportamiento a la compresión y al corte obteniéndose
los parámetros cohesión y coeficiente de fricción interna. En el ámbito de la Teoría de Estado Crítico (EC)
se analizaron las líneas vírgenes de ambos tratamientos y el comportamiento expansivo/compresivo al corte
mediante la ubicación de la línea de EC. El aumento de la concentración de sodio provocó la densificación
del suelo, mayor resistencia a la compresión (-0,023 λ sódico vs. -0,094 λ no sódico), aumento de la cohesión
(263 kPa sódico vs. 114,5 kPa no sódico) y esfuerzo cortante (363 kPa sódico vs. 250 kPa no sódico). Dentro
de la Teoría de EC se evidenció una mayor capacidad expansiva del tratamiento más sódico durante el corte
en términos relativos. Los cambios hallados repercuten sobre el potencial productivo y la energía necesaria
para las labranzas en el suelo estudiado.
Palabras clave: teoría del estado crítico, cohesión, compresión uniaxial, tensión de preconsolidación, riego
con aguas sódicas.
ABSTRACT
Irrigation waters high in sodium can cause deterioration of the physical-mechanical properties of soils. In this
paper we tried to demonstrate the effect of treatment with water rich in sodium on these properties in a Ustochrept
Udértico two treatments with different sodium adsorption ratio (SAR value) of 5 and 45. Behavior was assessed
to compression and shear strength and obtaining the coefficient of cohesion and internal friction parameters.
In the frame of Critical State Theory (EC) the virgin lines of both treatments and expansive / compressive shear
behavior by placing Line EC were analyzed. Increasing the sodium concentration caused soil densification, compressive strength greater (-0.023 sodium λ -0.094 vs. no sodium λ), increasing the cohesion (263 kPa sodium vs.
114.5 kPa no sodium) and shear strength (363 kPa sodium vs. 250 kPa no sodium). Within the EC theory more
expansive capacity of more sodium treatment was evident during the shear in relative terms. The changes found
impact on the productive potential and the energy needed for crops in the soil studied.
Keywords: Critical State Theory, cohesion, uniaxial compression, preconsolidation pressure, irrigation with
sodic waters.
1
2
INTA EEA Cuenca del Salado, CT Cuenca Norte. Mitre N.º 202, Chascomús, Buenos Aires. [email protected]
Mecánica Aplicada. Departamento de Ingeniería Agrícola y Forestal. Universidad Nacional de La Plata. Avenida 60 y 119.
Recibido el 20 de mayo de 2013 // Aceptado el 13 de febrero de 2015 // Publicado online el 18 de marzo de 2015
Alteración de las propiedades mecánicas de un Ustochrept Udértico tratado con agua enriquecida en sodio
65
INTRODUCCIÓN
La población mundial estimada en 9400 millones de personas para 2050 requerirá un aumento del 40 al 50% de
la producción de alimentos (Lal, 2000). Se prevé el incremento de las dos terceras partes de la superficie arable
incorporándose áreas desérticas mediante el riego.
Un manejo inadecuado del riego puede causar deterioros
de la fertilidad física de los suelos con efectos muy difíciles
de revertir (Vázquez et al., 2008). Todas las aguas de riego,
superficiales o subterráneas, contienen en mayor o menor
medida sales solubles (Rhoades, 1997). La existencia de
altas concentraciones de Na+ en la solución del suelo favorece la dispersión de las arcillas (Bronick y Lal, 2005).
La presencia de arcillas dispersas produce diversos efectos verificados sobre la mecánica de los suelos agrícolas.
Dichos efectos son asociados a incrementos de la fuerza
de tracción necesaria para la labranza, a la formación de
costras que impiden la emergencia de las plantas y a una
menor porosidad (Mzezega et al., 2003), acompañada de
un incremento en la cantidad de microporos (Ruiz Vera y
Wu, 2006).
Además, los ciclos de humidificación–desecación, a los
que son sometidos los suelos en los procesos productivos,
producen cambios en las propiedades mecánicas como la
resistencia a la penetración, adhesión, coeficiente de fricción interna y estabilidad de los agregados (Utomo y Dexter, 1981; Rajaram y Erbach, 1999).
La teoría del estado crítico (modificada por Hettiaratchi
y O’Callaghan, 1980) brinda la posibilidad de estudiar los
suelos dentro del espacio p-q-v, siendo p la tensión normal,
q la tensión de corte y v el volumen específico (1/densidad). Esa teoría establece que los suelos bajo deformación
de corte, finalmente alcanzan un estado crítico en el que
fluyen sin nuevos cambios en p–q-v.
En un gráfico v–ln(p) la línea de estado crítico (EC) y la
línea virgen (LV) son representadas como dos líneas rectas
paralelas (Hettaratchi, 1987) definidas por las ecuaciones:
EC: v = Γ – λ.ln(p)
[1]
LV: v = N – λ.ln(p)
[2]
Siendo Γ y N los términos independientes de ambas rectas y λ la pendiente.
Para un suelo a una humedad determinada, el muro
vertical imaginario que se obtiene proyectando EC sobre
el plano q=0 divide el espacio en dos secciones llamadas
supercrítica y subcrítica. Por una parte, partiendo de un
punto ubicado en el dominio supercrítico, cualquier tensión
de corte aplicada (q) dará lugar a un aumento de volumen
hasta alcanzar EC donde la acción de rotura continuará a
volumen constante. Al contrario, partiendo de una condición subcrítica, la deformación redundará en una disminución de volumen. Por otra parte, la ley de Coulomb permite
conocer otros parámetros importantes para la caracterización del suelo como son la cohesión (c) y el coeficiente de
fricción interna (tgφ). El objetivo del presente trabajo fue
caracterizar el suelo a través de sus propiedades mecánicas evidenciando la acción negativa del sodio presente
en la solución. Las hipótesis a contrastar fueron: a) El sodio incrementa la resistencia del suelo al corte y reduce la
susceptibilidad a la compresión; b) El sodio modifica los
parámetros de la teoría de estado crítico.
Se utilizó la teoría del estado crítico para relacionar el
cambio volumétrico del suelo en respuesta a fuerzas externas. Con este propósito se realizaron las pruebas de
compresión y de corte directo que, junto con el cálculo de
la variación de la altura durante el corte, permitieron la determinación de los parámetros principales de esta teoría,
como también los de Coulomb.
Suelo
Se utilizó material reconstituido en laboratorio de un Ustochrept Udértico correspondiente a la serie Ozzano (Italia). Las muestras fueron extraídas del horizonte Ap. Este
suelo se caracteriza por poseer materiales no salinos, ricos en arcilla, pobres en sesquióxidos de hierro y aluminio,
no calcáreo, con presencia de arcillas gris–amarillentas,
próximas a la clase de colores 2,5Y. Los tipos de minerales de arcillas presentes son vermiculita, ilita, esmectita y caolinita. (Patruno et al., 2002). La composición
química se presenta en la tabla 1.La clase textural es
franco-arcillo-limosa, presentando un 13,7% de arena,
47,7% de limo y 36,6% de arcilla.
El suelo fue tratado con soluciones conteniendo NaCl y
Cl2Ca, utilizando dos RAS (Relación de Adsorción de Sodio) de 5 y 45, y un nivel de salinidad único de 0,1 moles/l.
Los análisis químicos y los tratamientos fueron efectuados
en el Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agroforestali de
la Universita di Bologna, Italia.
El material original fue dividido en partes iguales y sumergido en dos soluciones sodificantes durante 24 horas
hasta su aparente saturación. A continuación se retiró del
baño y se dejó drenar durante una hora para ser luego secado en estufa a 45 ºC durante 72 horas. Transcurrido ese
tiempo se repitió el proceso de inmersión en una nueva solución sodificante. Este ciclo se repitió 5 veces. Esta metodología se encuentra ampliamente detallada en Patruno et
al. (2002). Como resultado se obtuvieron dos tratamientos:
Ozzano A (OZA) y Ozzano B (OZB), presentando OZA un
Tratamiento
Ordenada
Tensión Normal
Pendiente
al origen
a EC (kPa)
OZA
0,145 b
-0,0242 a
401,8
OZB
-0,441 b
-0,0441 b
205,3
Tabla 1. Principales parámetros químicos del suelo original (OZO)
y de ambos tratamientos (OZA y OZB).
66
ARTÍCULOS
mayor contenido de Na+ en solución que OZB. Los resultados de los análisis químicos de ambos tratamientos se
muestran en la tabla 1.
Finalizados los procedimientos de sodificación, ambos
tratamientos fueron tamizados con tamices de 3,36 mm y
2 mm de diámetro utilizándose la fracción comprendida en
ese rango. Los agregados de un tamaño superior a 3,36 mm
fueron pasados por un molino para su trituración y vueltos
a tamizar.
Procedimiento experimental
Los parámetros evaluados en el presente trabajo fueron:
volumen específico final e inicial respecto a la compresión,
tensión de preconsolidación (Pc), líneas vírgenes (LV),
tensión de corte, cohesión (c), coeficiente de rozamiento
Interno (tgφ) y líneas de estado crítico (EC). Las pruebas, a
las que fueron sometidos ambos tratamientos, fueron realizadas mediante la utilización de una caja de corte directo.
Las muestras que fueron sometidas a compresión y corte
se extrajeron de contenedores (tortas) de 190 mm de diámetro donde previamente fue introducida una masa de 800 g
de material.
Dentro de los contenedores de fondo perforado se colocaron papeles de filtro que permitieron el libre movimiento
del agua, pero no la lixiviación de arcillas dispersas. Las
tortas fueron llevadas a humedad de saturación por un lapso de 30 min. Este proceso se realizó por inmersión de
estas en agua destilada. Luego, el material fue retirado y
se lo dejó percolar durante 24 h y posteriormente se procedió a introducirlo en estufa a 45 °C hasta llegar a la humedad de 15% (p/p). Alcanzada la humedad objetivo, las
tortas fueron extraídas de la estufa y selladas con película
de nylon por 24 h. Se realizó una torta por cada uno de los
tratamientos, extrayéndose cuatro muestras de cada una.
Dichas muestras se extrajeron por medio de un cilindro a
modo de saca bocados. Dicho cilindro poseía el mismo diámetro interno que la caja de corte directo, lo cual facilitó su
inserción. Sobre la muestra se colocó una tapa vinculada
a un brazo de palanca que permitió realizar la compresión
a través de masas discretas conocidas. La compresión se
realizó a tensiones normales progresivas hasta llegar a una
presión de 605 kPa en un tiempo de 195 s.
El cálculo de la tensión de preconsolidación (Pc) se realizó
mediante el método de Casagrande (Rucknagel et al., 2010).
Luego de la compresión se procedió al corte de las
probetas. Los cortes se realizaron al 60% y 20% de relación de tensión (tensión normal al corte, expresada como
porcentaje de la tensión normal máxima alcanzada en la
compresión, 605 kPa). Fueron utilizadas dos probetas por
cada una de las dos relaciones de tensión ensayadas. La
humedad de las muestras fue determinada en forma gravimétrica luego del corte, introduciendo las mismas en estufa
a 105 °C durante 48 h hasta peso constante.
La fuerza de corte, a partir de la cual se calculó luego
la tensión de corte fue medida mediante una celda de
RIA / Vol. 41 / N.º 1
carga. Los cambios de altura de las probetas fueron medidos a través de transductores LVDT. El volumen específico seco (cm3/g), fue analizado pre y pos compresión
para ambos tratamientos (A y B) mediante análisis de la
varianza utilizando el test de Diferencias Mínimas Significativas (DMS) al 5%. Este método estadístico fue utilizado también para analizar los parámetros Pc (tensión de
preconsolidación), N y λ (término independiente y pendiente de la línea virgen) y tensión de corte. Las líneas vírgenes
fueron, a su vez, evaluadas mediante regresión simple. Los
parámetros de Coulomb (c y tgφ) y las rectas de comportamiento volumétrico durante el corte fueron evaluados a
través de una regresión simple lineal. Se realizó una comparación estadística a través de la comparación de regresiones al 10%.
Líneas de compresión
El tratamiento OZA presentó un valor significativamente
menor de volumen específico inicial, no hallándose diferencias en los valores de volumen específico final respecto a
OZB (tabla 2). Amioti y Bravo (2006) han encontrado que
los suelos afectados por sodio se caracterizan por un aumento de su densidad. La reducción de volumen específico ante la aplicación de tensiones normales fue, entonces,
menos pronunciada en el tratamiento OZA.
Posiblemente OZA presentó mayor cantidad de arcillas
dispersas debido a la acción del Na+ y los ciclos humectación-desecación. Dichas arcillas dispersas ubicadas en los
espacios inter e intra-agregados habrían incrementado la
tenacidad de las uniones favoreciendo así el aumento de la
resistencia a la compresión además de provocar una densificación del material (Hettiaratchi, 1987). Es posible que
la mayor porosidad inter e intra-agregados del tratamiento
OZB le haya conferido mayor friabilidad y, por lo tanto, menor resistencia a la compresión uniaxial respecto a OZA.
Tensión de preconsolidación
Los valores de Pc fueron superiores en el tratamiento
OZA respecto a OZB siendo esta diferencia significativa
(p<0,005) (tabla 2). La disminución del volumen específico
inicial de OZA, debido a la perdida de porosidad por efecto
del sodio, pudo haber influido en el aumento de Pc de este
tratamiento respecto a OZB.
Líneas vírgenes
En concordancia con el análisis de volumen específico
inicial, se observa claramente que el parámetro N fue mayor en el tratamiento OZB, lo que denota la mayor porosidad inicial respecto al tratamiento OZA (tabla 2). La mayor
densidad inicial del tratamiento OZA estaría de acuerdo
con lo descripto por Hutson (1971) quien demostró que utilizando aguas con valores altos de sodicidad se incrementó
la densidad superficial del suelo.
67
Del análisis de la tabla 2 se desprende que el tratamiento
OZA (con mayor contenido de sodio) presentó una pendiente (λ) menos pronunciada que el tratamiento OZB.
Tensión Normal (kPa)
372
124
c
(kPa)
tgφ
OZA
363,3 a
296,7 a
263,4 a
0,268 a
OZB
249,9 a
159,7 a
114,5 b
0,363 a
Tratamiento
Tabla 2. Comparación entre los valores de volumen específico inicial (VEI) y final (VEF), Pc, λ y N entre OZA y OZB.
Letras diferentes en la misma columna denotan diferencias estadísticas significativas (LSD p<0,05)
Si bien en el material utilizado no puede hablarse de estructura como tal, debido a que se parte de suelo molido
y tamizado, se puede hipotetizar que la acción del sodio
en el tratamiento OZA ha conducido a un reordenamiento
poroso en el material remanente disminuyendo el número de poros mayores más compresibles. Varallyay (2002)
afirma que un alto porcentaje de sodio de intercambio ocasiona una significativa modificación de la estructura y, más
concretamente, de la conformación del espacio poroso,
modificando la compactibilidad de los suelos. Ante un incremento dado de tensión, los poros de mayor tamaño son
comprimidos primero (Griffiths y Joshi, 1989).
Mitchell y Soga (2005) encontraron que una estructura
de partículas floculadas presenta grandes poros, mientras
que una estructura dispersa tiene numerosos microporos y
a tensiones mayores que Pc el efecto de incrementos de
tensiones es mayor sobre las estructuras floculadas que
sobre las dispersas.
Tensión de corte y parámetros de Coulomb
Se realizaron las regresiones lineales entre la tensión
cortante y la tensión normal de ambos tratamientos obteniendo las rectas de Coulomb. Los términos independientes de las ecuaciones de las rectas de regresión entre los
puntos indican los valores de cohesión (c), mientras que
las pendientes representan las tangentes de los ángulos de
rozamiento interno (tgφ). De aquí se deducen, entonces,
ambos valores que son volcados y comparados en la tabla
3 junto con los valores de tensión de corte a dos diferentes
tensiones normales.
Tratamiento
Compresión
Los valores medios de humedad al corte fueron de
15,2% para OZB y 15,9% para OZA no habiéndose encontrado diferencias significativas.
La tabla 3 muestra que el tratamiento OZA presentó valores de tensión de corte más altos cuando se aplicaron
las mayores tensiones normales, en concordancia con
Spugnoli et al. (2002), mientras que no hubo diferencias a
tensiones normales bajas. Asimismo, el tratamiento OZA presentó una cohesión superior a OZB, pero no existieron diferencias entre los valores de ángulo de rozamiento interno.
Por un lado, el aumento de la tensión cortante verificado
en OZA, podría adjudicarse a un aumento de la cohesión
superficial. La presencia del Na+ habría favorecido el predominio de las fuerzas de repulsión durante la humectación
a saturación, determinando un incremento de los coloides
dispersos, con generación de poros pequeños, que derivaría en una mayor cohesión superficial a la humedad de
corte (15%) y en una mayor tensión cortante. Rahimi et al.
(2000) valoraron el efecto de la conductividad eléctrica y
la RAS sobre suelos sometidos a ciclos humectación-desecación. Estos autores encontraron que con el incremento
de la RAS disminuyó la resistencia, explicando que estas
diferencias de comportamiento son debidas a los ciclos de
humectación-desecación que redujeron la estabilidad de los
agregados. Al igual que Kay y Dexter (1992), Utomo y Dexter (1981) coinciden en que los eventos de humectación y
secado, pueden causar una disminución en la resistencia
de los agregados. En efecto, en suelos sódicos Taboada
y Lavado (1996) hallaron interacción entre los efectos del
valor RAS y de la humedad en que el suelo es impactado
por una fuerza, con disminuciones de módulo de ruptura
cuando el impacto se produce en capacidad de campo.
Por otro lado, Rajaram y Erbach (1999) concluyen que
un suelo arcilloso sometido a ciclos de humectación–desecación sufrió un cambio en sus propiedades físicas incrementando la resistencia a la penetración, la cohesión, la
adhesión, la fricción interna y el tamaño de sus agregados.
Barzegar et al. (1994) explicaron que cuando los suelos
son removidos en húmedo cierto contenido de arcillas es
liberado de los agregados; luego, al secarse, se produce
una reorganización en nuevos agregados donde los puntos de contacto entre partículas determinan el vínculo entre
estas y, por lo tanto, la dureza del suelo. Altos contenidos
de arcilla dispersa proveen mayor número de puntos de
contacto entre partículas. En este sentido, los autores subrayaron que altos porcentajes de sodio de intercambio incrementan el contenido de arcillas dispersas y, por lo tanto,
aumenta la dureza de los suelos.
Pc (kPa)
LV
VEI (cm /g)
VEF (cm /g)
λ
N
OZA
0,65 b
0,60 a
94,5 a
-0,023 a
0,75 b
OZB
0,88 a
0,61 a
55,4 b
-0,094 b
1,23 a
3
3
Tabla 3. Comparación entre OZA y OZB de las tensiones de corte (kPa), cohesión (kPa) y ángulo de rozamiento interno.
68
ARTÍCULOS
RIA / Vol. 41 / N.º 1
En el presente trabajo habría prevalecido el efecto cementante de la arcilla por sobre el efecto debilitante del proceso
humectación-secado encontrado por Rahimi et al. (2000). El
ciclo habría derivado en una mayor dispersión de las arcillas del tratamiento OZA. Durante la desecación, las arcillas
ubicadas en los espacios interagregados provocaron la cementación del material generando mayor resistencia al corte.
Líneas de estado crítico
a) Comportamiento volumétrico ante el corte
Con los datos de relación de tensión y relación de volumen (relación entre la diferencia de volumen posterior y
previo al corte con el volumen previo al corte) se realizaron
las regresiones para ambos tratamientos.
Las muestras de suelo, que experimentaron un desplazamiento positivo durante el corte, sufrieron una expansión con aumento de su volumen específico, mientras que
aquellas que experimentaron un desplazamiento negativo
se comprimieron.
Se hallaron diferencias entre ambos tratamientos (OZA y
OZB) en las regresiones de las rectas de expansión-contracción al corte, existiendo una mayor tendencia a la expansión del tratamiento OZA. Esto se evidencia por la mayor
tensión normal a la que se alcanza el estado crítico (tabla 4).
Esto implica que en OZA la probabilidad de recibir compresiones adicionales al ser cortado disminuiría con respecto a
OZB aumentando la posibilidad de expandirse con el corte
(aumentaría el dominio supercrítico). Esta tendencia puede
explicarse apelando al probable sistema poroso existente
en este tratamiento, donde predominarían poros de menor
diámetro de acuerdo con lo expuesto por Varallyay (2002).
Los poros de menor diámetro de OZA no habrían tenido la
capacidad de alojar pequeñas partículas minerales durante
el corte, resultando en una tendencia mayor a la expansión
respecto a OZB. El tratamiento OZB en cambio, con poros
de dimensiones mayores, habría tenido más capacidad de
alojar dichas partículas y consecuentemente mayor tendencia a comprimirse ante el esfuerzo cortante. Habría resul-
tado más sencillo, comprimir durante el corte un material
donde predominan poros de mayor tamaño (OZB) que uno
donde prevalecen los de menor tamaño (OZA).
b) Obtención de la línea de estado crítico
Con las ecuaciones de regresión de comportamiento volumétrico durante el corte se determinó la tensión normal
máxima a la que se debería someter a la muestra durante
el corte para que no existiese compresión o expansión durante la falla (Estado Crítico). La figura 1 muestra la posición de la línea de estado crítico respecto a la línea virgen
para ambos tratamientos.
Las ecuaciones de las rectas de estado crítico para ambos tratamientos son:
OZA: v = 0,735 – 0,023ln(p)
[3]
OZB: v = 1,123 – 0,094ln(p)
[4]
A partir de los parámetros obtenidos a través de la teoría
del estado crítico puede verse que OZA tendría una menor
distancia entre la línea virgen y la línea de estado crítico
y por lo tanto la región subcrítica sería reducida, característica que le conferiría una mayor capacidad de expansión durante el corte con respecto a OZB. Esto significaría
también que OZA toleraría tensiones normales superiores
y aún podría presentar expansión durante el corte. Este
hecho coincide con lo expresado por Hettiaratchi (1987),
quien explica como con el aumento del parámetro λ, la línea de estado crítico se aproxima a la línea virgen produciendo una expansión de la región supercrítica.
De acuerdo con Spugnoli et al. (2002), el mayor comportamiento expansivo registrado por los suelos altamente
saturados con Na+ muestra, aparentemente, un mejoramiento en la respuesta del suelo a las tensiones externas
aplicadas. Indirectamente, esto podría sugerir una situación positiva ante las operaciones de labranza, que podría
balancear la alta energía requerida para roturar el suelo
(alta resistencia al corte). Sin embargo, desde un punto de
Pre-tratamiento
Postratamiento
Análisis
Unidad
OZO
OZA
OZB
C.I.C
meq/100g secos
29,54
-
-
Materia Orgánica
g/kg
15,93
-
-
Carbonatos
g/100g secos
3,9
-
-
CE25°C
mS/cm
0,03
0,982
1,37
Na+
meq/100g secos
0,053
-
-
Ca++
meq/100g secos
26,06
-
-
Mg+++
meq/100g secos
2,94
-
-
RAS
-
1,79
9,85
2,86
pH en H2O
-log[H+]
7,3
8,09
7,3
Tabla 4. Comparación de la ordenada al origen y pendientes de las rectas de relación volumétrica.
Volumen Específico (cm3/g)
69
BRONICK, C.J.; LAL, R. 2005. Soil Structure and management:
a review. Geoderma. 124, 3-22.
0,9
GRIFFITHS, F.J.; JOSHI, R.C. 1989. Change in pore size distribution due to consolidation of clays. Geotechnique. 39, 159-67.
0,85
HETTIARATCHI, D.P.R.; O’CALLAGHAN, J.R. 1980. Mechanical behaviour of agricultural soils. Journal of Agricultural Engineering Research. 25, 891-904.
0,8
0,75
HETTIARATCHI, D.P.R. 1987. A critical state soil mechanics
model for agricultural soil. Soil use and management. 3, 94-105.
0,7
0,65
HUTSON, J.L. 1971. Crust formation on some Natal soils. Master Science Agricultural Thesis. University of Natal, Pietermaritzburg, South Africa.
0,6
0,55
0,5
10
100
1000
Tensión Normal (kPa)
LVA
LVB
ECA
KAY, B.D.; DEXTER, A.R. 1992. The influence of dispersible clay
and wetting/drying cycles on the tensile strength of a red-brown
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LAl, R. 2000. Soil management in the developing countries. Soil
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ECB
Figura 1. Líneas vírgenes(LV) y de estado crítico (EC) para ambos
tratamientos.
vista más cualitativo, se observa en la figura 1 que OZB
puede arribar en el corte, con tensiones normales bajas, a
valores más altos de volumen específico y por ende mayor
porosidad que OZA.
CONCLUSIONES
1. El incremento de la concentración de Na+ en la solución del suelo provocó disminución del volumen específico acompañado con un aumento de la resistencia a
la compresión.
2. El incremento de la RAS provocó aumento en la tensión
de corte y de los valores de cohesión. En términos de
operaciones de campo los resultados obtenidos pueden
explicar el aumento del requerimiento energético en las
operaciones de labranza sobre suelos con alta RAS.
3. El aumento de la concentración de Na+ en la solución
del suelo derivó en un acercamiento de EC respecto a
LV. Este hecho se tradujo en el aumento de la región
supercrítica otorgándole al suelo una mayor capacidad
expansiva durante el corte en términos relativos.
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70
ARTÍCULOS
RIA / Vol. 41 / N.º 1
Riesgo de contaminación del agua
subterránea con plaguicidas en la cuenca
del arroyo El Cardalito, Argentina
Bedmar, F.1; Gianelli, V.2; Angelini, H.2; VIGLIANCHINO, L.3
Resumen
La cuenca del arroyo El Cardalito (102.6 km2) se encuentra localizada en el sudeste de la provincia de Buenos Aires (Argentina) cerca de la ciudad de Mar del Plata, donde existe un importante cinturón hortícola con
uso intensivo de agroquímicos. El objetivo del trabajo consistió en estimar el riesgo potencial de lixiviación
de los herbicidas, insecticidas y fungicidas comúnmente utilizados en dicha cuenca. A tal fin, se utilizaron los
índices conocidos como factor de retardo (RF) y factor de atenuación log-transformado (AFT). Tanto el RF
como el AFT se calcularon para los horizontes A, B y C de las cinco series de suelo que integran esta cuenca,
así como para el perfil completo, teniendo en cuenta sus propiedades y profundidad. Considerando el RF, la
capacidad de lixiviar de los plaguicidas fue superior en el horizonte C de los suelos respecto de los horizontes
A y B o el perfil. En ese horizonte, los insecticidas con mayor movilidad fueron carbofuran, pirimicarb, metamidofós, imidacloprid y tiametoxam mientras que en el caso de los fungicidas fueron fosetil aluminio, Captan,
zineb y carbendazim. Por su parte, se estimó que 12 de 25 herbicidas considerados presentaron elevada
movilidad, especialmente dicamba, picloram y naptalam. En el caso del AFT, se determinó, para la mayoría
de los plaguicidas, que la capacidad de lixiviar varió según el horizonte considerado de acuerdo al orden
C > A > B, mientras que para todos los horizontes la peligrosidad se incrementó al aumentar la recarga neta,
siendo máxima a 2.3 mm día-1. Por último, considerando el perfil de suelo, se determinó que la lixiviación de la
mayoría de los plaguicidas evaluados, a excepción de Picloram, sería improbable a muy improbable para las
recargas estudiadas (0.3, 1.1 y 2.3 mm día-1). Si bien los índices utilizados constituyen valiosas herramientas
para estimar la vulnerabilidad de los acuíferos por lixiviación de plaguicidas, resulta imprescindible la realización de monitoreos a campo que verifiquen el grado de asociación con la realidad.
Palabras claves: factor de retardo, factor de atenuación, lixiviación, herbicidas, insecticidas, fungicidas.
Abstract
The basin of El Cardalito stream (102.6 km2) is located in the southeast of Buenos Aires province (Argentina), near the
city of Mar del Plata. An important horticultural belt with intensive use of agrochemicals is located in it. The objective of this
work was to estimate the potential risk of leaching of the most commonly used herbicides, insecticides and fungicides in the
1
Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional de Mar del Plata. Ruta 226 km 73.5, 7620 Balcarce, Argentina.
Correo electrónico: [email protected]
2
Estación Experimental Agropecuaria, INTA Balcarce. Ruta 226 km 73.5, 7620 Balcarce, Argentina.
Correo electrónico: [email protected]; [email protected]
3
Oficina INTA Mar del Plata, Estación Experimental Agropecuaria, INTA Balcarce, Dorrego 2593, 7600 Mar del Plata.
Recibido el 15 de enero de 2014 // Aceptado el 19 de febrero de 2015 // Publicado online el 01 de abril de 2015
Riesgo de contaminación del agua subterránea con plaguicidas en la cuenca del arroyo El Cardalito, Argentina
71
basin. For this purpose, we used the Retardation Factor (RF) and the Attenuation Factor log transformed (AFT) indexes.
Both RF and AFT were calculated for the A, B and C horizons of the five soil series that integrate the watershed, as well as
for the complete soil profile, taking into account their properties and depth. According to the RF, the leaching potential of
the pesticides was higher in the C horizon, compared to A and B horizons or the complete profile. In the C horizon, the insecticides with higher mobility were Carbofuran, Methamidophos, Pirimicarb, Imidacloprid and Thiamethoxam. In the case
of fungicides, the highest mobility was found in Fosetyl-aluminium, Captan, Zineb and Carbendazim. On the other hand, 12
of the 25 studied herbicides had high mobility, particularly Dicamba, Picloram and Naptalam. The AFT values indicated that
for most of the pesticides, the risk of leaching was higher in the C horizon, followed by A and B horizons. In all cases, the
risk of leaching increased with water recharge, reaching its maximum at 2.3 mm day-1. Finally, considering the soil profile,
leaching of most pesticides evaluated, except Picloram, would range between unlikely and very unlikely for all the studied
recharges (0.3, 1.1 y 2.3 mm day-1). The indices used are valuable tools for estimating the vulnerability of aquifers due to
leaching of pesticides, however it is essential to perform field monitoring to verify the degree of association with reality.
Keywords: retardation Factor, Attenuation Factor, leaching, herbicides, insecticides, fungicides.
Introducción
Los plaguicidas han representado hasta la actualidad el
gran sostén del crecimiento de los sistemas de producción
agropecuarios. Sin embargo, en los últimos años el incremento de su uso ha dado origen a una creciente preocupación sobre el efecto que pueden ocasionar en el ambiente.
Desde hace años, se han identificado residuos de plaguicidas en todos los compartimientos ambientales (aire,
agua y suelo) en diversas regiones geográficas, incluyendo aquellas muy remotas al sitio original de su liberación (Gevao y Jones, 2002). En tal sentido, los plaguicidas constituyen la principal fuente de contaminación no
puntual del agua subterránea debido a la lixiviación tanto
desde suelos agrícolas como de los no cultivados habiendo sido ampliamente detectados a nivel mundial tanto en
agua superficial como subterránea (Cerejeira et al., 2003;
Larsen et al., 2013).
El destino de los plaguicidas en el ambiente constituye
un complejo proceso influenciado por sus propiedades fisicoquímicas, las prácticas de manejo, las condiciones climáticas, las propiedades del suelo y del agua (Spadotto et
al., 2002). Por tanto, la cantidad de plaguicida lixiviado que
puede llegar al agua subterránea depende del tiempo de
tránsito a través de la zona no saturada (tiempo requerido por los plaguicidas para viajar desde la superficie hasta
una determinada profundidad del perfil del suelo) y de la
capacidad de los suelos para retardar o atenuar el movimiento de los plaguicidas (Sanderson y Lowe, 2002).
El potencial de lixiviación de un compuesto químico puede ser determinado directamente o estimado indirectamente mediante modelos, índices o indicadores (Oliveira et al.,
2001). Rao et al., (1985) desarrollaron un modelo para determinar la contaminación potencial del agua subterránea
basado en el riesgo de lixiviación de los plaguicidas a través del perfil del suelo. Dicho método establece la determinación de dos índices: factor de atenuación (AF) y factor de
retardo (RF), que contemplan propiedades del suelo (densidad aparente, contenido de carbono orgánico, contenido
de humedad a capacidad de campo), características hidrológicas y climáticas (profundidad del perfil, recarga neta de
agua subterránea) y de los plaguicidas en estudio (Vida
media y Koc).
La determinación de los índices AF y RF permite estimar
el riesgo potencial de lixiviación de los plaguicidas hacia
el agua subterránea y establecer un ranking de peligrosidad de estos (Giambelluca et al., 1996; Paraíba y Spadotto, 2002; Sanderson y Lowe, 2002; Bernard et al., 2005;
Kookana et al., 2005). En nuestro país, Natale et al. (2002)
utilizaron el índice AF para estudiar los 26 plaguicidas más
empleados y determinaron que la vulnerabilidad del agua
subterránea de los acuíferos freáticos y Puelche de Bigand
(provincia de Santa Fe) fue de baja a mediana. Por su parte, en un estudio desarrollado en la cuenca alta del arroyo
Pantanoso, en el sudeste de la provincia de Buenos Aires
(Gianelli et al., 2010), se determinó que los herbicidas presentan un riesgo más alto de contaminación del agua subterránea por lixiviación que los insecticidas y los fungicidas
debido a su menor grado de retención, mayor vida media y
mayor solubilidad en agua.
A diferencia de otros índices, que se basan solamente en
las características fisicoquímicas de los plaguicidas, el RF
y el AF tienen en cuenta también las características del medio (propiedades del suelo, las prácticas de manejo y las
condiciones climáticas e hidrológicas), por lo que su valor
depende del terreno donde se apliquen. Esta particularidad
hace posible la construcción de mapas de riesgo que permiten visualizar las áreas de mayor riesgo de contaminación potencial en las cuencas en estudio.
Por tanto, los objetivos del presente trabajo fueron a) determinar el riesgo de lixiviación de los herbicidas, insecticidas y fungicidas más utilizados en la cuenca del arroyo El
Cardalito (sudeste de la provincia de Buenos Aires, Argentina), b) establecer mediante los índices: factor de retardo
y factor de atenuación, la capacidad diferencial para lixiviar
de los plaguicidas en función de la heterogeneidad en el
perfil del suelo, y c) integrar este modelo a Sistemas de In-
BEDMAR, F.1; GIANELLI, V.2; ANGELINI, H.2; VIGLIANCHINO, L.3
72
ARTÍCULOS
formación Geográfica a fin de visualizar las áreas de mayor
riesgo potencial de contaminación del agua subterránea en
la cuenca en estudio.
Materiales y Métodos
RIA / Vol. 41 / N.º 1
del contenido de materia orgánica considerando una disminución promedio del 28% en el horizonte A de todas
las series de suelo de la cuenca, resultante de la comparación de los datos originales con los del relevamiento
efectuado por Sainz Rozas et al. (2011) en suelos de la
región pampeana de Argentina.
Área de estudio y suelos
La cuenca hidrológica del arroyo El Cardalito se localiza en el sudeste de la provincia de Buenos Aires (37º 56’ 44,74” – 38º 2’ 59,48” S y 57º 46’ 12,49”–
57º 32’ 14,36” O), Argentina, abarcando una superficie
de 102.58 Km2 (10258 ha). La región presenta clima
mesotermal-húmedo-subhúmedo según la clasificación de
Thornthwaite (1948), con una temperatura media anual del
aire de 13º C y una precipitación media anual de 928 mm.
Los suelos que integran esta cuenca pertenecen predominantemente a la serie Mar del Plata; si bien también se
presentan en mucha menor proporción las series Tandil,
Tres Esquinas, La Alianza, Sierras de los Padres y Dos Naciones (tabla 1). Cabe destacar que dentro de la cuenca
estudiada se encuentra, en la región este, la ciudad de Mar
del Plata (figura 1).
Las propiedades fisicoquímicas de los suelos fueron obtenidas de la Carta de Suelos de la República Argentina,
escala 1:50000, Instituto de Suelos, INTA (1960-1970) y
del laboratorio de Física de Suelos (EEA INTA Balcarce).
Para la descripción de los perfiles de los suelos se consideraron las características de los horizontes A, B y C de
los mismos (tabla 1). Debe destacarse que la información
de los suelos data de la década del 70, habiendo sufrido
la región, desde ese entonces, un elevado grado de agriculturización que produjo una disminución principalmente
de los contenidos de materia orgánica del horizonte superficial de sus suelos (Sainz Rozas et al., 2011). Por tal
motivo, se realizó una estimación de los valores actuales
Cultivos
Los cultivos, que por lo general se desarrollan en esta
cuenca, son hortícolas, si bien en algunos casos se incluyen, trigo, girasol, soja, maíz, papa y pasturas predominando el sistema de labranza convencional para la producción
de estos (RIAN, 2008; Sagua et al., 2009). Los cultivos hortícolas poseen una gran importancia en esta cuenca, dado
que forman el llamado cinturón hortícola de Mar del Plata,
localizándose en una franja de aproximadamente 25 km que
bordea la ciudad (Sagua et al., 2009). Estos cultivos suelen
caracterizarse por la utilización intensiva de agroquímicos y
riego, por lo cual constituyen un ambiente especial para el
estudio de los posibles impactos sobre el agua subterránea.
Según una estimación de la oficina INTA Mar del Plata,
en 2009/10 los principales cultivos hortícolas estuvieron
constituidos por 28 especies con una superficie total de
9650 hectáreas (tabla 2).
Plaguicidas
Los principales herbicidas, insecticidas y fungicidas utilizados en los cultivos hortícolas de la cuenca en estudio (tabla 2)
se determinaron mediante encuestas a profesionales-técnicos
de la actividad privada y oficial, informes oficiales y publicaciones (oficina INTA Mar del Plata; cátedras de Terapéutica Vegetal y Horticultura de la Facultad de Ciencias
Agrarias, Universidad Nacional de Mar del Plata; Tangorra
et al., 2006).
Figura 1. Localización del área de estudio.
Serie
Mar del Plata
Tandil
Tres Esquinas
La Alianza
Sierra de los
Padres
Cinco Cerros
73
Superficie
Humedad a
de cuenca
Densidad
Clasificación
Horizontes Profundidad Fracción de
capacidad de Porosidad
ocupada por
aparente
taxonómica
edáficos (cm)
carbono
campo
(m3 m-3)
cada serie
(Mg m-3)
(L dm-3)
(%)
AP
8
0,0289
1,1
0,3
0,56
A1
20
0,022
1,1
0,3
0,56
Argiudol
B1
30
0,0174
1,2
0,28
0,5
Típico, Limosa
fina, illítica,
90,4
B21T
19
0,0136
1,3
0,31
0,46
muy profunda,
B22T
20
0,0058
1,5
0,36
0,38
térmica1
B3
21
0,0029
1,5
0,34
0,38
C
59
0,0004
1,3
0,23
0,48
A1
28
0,0281
1,2
0,33
0,45
B1
6
0,0174
1,3
0,33
0,48
Argiudol
5,5
B2T
46
0,0074
1,4
0,35
0,44
Típico, Fina,
illítica, térmica1
B3
20
0,0018
1,3
0,33
0,48
C
35
0,0003
1,3
0,38
0,48
AP/A12
30
0,0309
1,1
0,3
0,56
B1
15
0,0075
1,2
0,28
0,5
Argiudol
B21T
25
0,0053
1,3
0,31
0,46
Vértico, Fina,
2,7
B22
35
0,0028
1,5
0,36
0,38
illítica, térmica2
B3
35
0,0019
1,5
0,34
0,38
C
40
0,0015
1,3
0,23
0,48
Paleudol
Ap
28
0,0429
1,1
0,31
0,5
Petrocálcico,
Limosa fina,
mixta, somera,
térmica2
Hapludol
Lítico, Fina,
mixta, mésica1
Paleudol
Petrocálcico,
Fina, illítica,
somera,
térmica 1
1,3
2Ckkm
-
-
-
-
-
Ap
15
0,0634
1,1
0,31
0,5
2R
-
-
-
-
-
Ap
23
0,0251
1,1
0,31
0,5
Bts
22
0,0153
1,2
0,3
0,41
2Ckkm
-
-
-
-
-
0,1
0,02
Tabla 1. Características de las series de suelos de la cuenca del arroyo El Cardalito.
1
2
USDA-Soil Taxonomy V. 2006
USDA-Soil Taxonomy V. 2010
En la tabla 3 se presentan los plaguicidas seleccionados
y sus propiedades fisicoquímicas, las cuales fueron obtenidas mediante una recopilación de información proveniente
de diversas bases de datos (1. AIDATA; 2. EU Pesticides
Database; 3. Extension Toxicology Network; 4. IUPAC; 5. National Pesticide Information Center. OSU Extension Pesticide Properties Database).
Índices de contaminación potencial
A fin de estimar el potencial de lixiviación de los plaguicidas seleccionados y el grado de vulnerabilidad del
agua subterránea, se utilizó un modelo propuesto por
Rao et al. (1985), el cual establece la determinación de dos
índices: factor de atenuación (AF) y factor de retardo (RF).
El factor de atenuación estima la fracción de plaguicida
aplicado a la superficie que lixivia a través del perfil del
suelo y se expresa a través de la siguiente ecuación:
AF = exp [-(0,693*d* θ FC*RF)/(q*DT50)]
(1)
donde d (cm) es la profundidad del suelo considerado,
θ FC (m3 m-3) el contenido volumétrico de agua en el suelo a
capacidad de campo, q (cm día-1) la recarga neta de agua
subterránea, DT50 (días) la vida media de los plaguicidas
en el suelo y RF el factor de retardo.
En el presente trabajo se utilizó el índice AFT que corresponde a la transformación logarítmica del factor AF para simplificar
la interpretación de los resultados (Bernard et al., 2005):
AFT = Ln (AF)/(-0.693)
(2)
El factor de retardo (RF) indica la capacidad de los plaguicidas para lixiviar a través del suelo, teniendo en cuenta
la adsorción y distribución entre las fases sólidas y líquidas
y se define como:
RF= 1+ (ρd*foc*Koc)/( θ FC)
(3)
donde ρd (Mg m-3) es la densidad aparente del suelo, foc
es la fracción decimal del contenido de C orgánico (Díaz-
74
ARTÍCULOS
RIA / Vol. 41 / N.º 1
Cultivos
Hectáreas
Rendimiento
(Tn/ha)
Herbicidas
Insecticidas
Fungicidas
Acelga
450
15
Cloridazon, Lenacil, Setoxidim
Abamectin, Cipermetrina,
Deltametrina, Imidacloprid,
Lambdacialotrina
Carbendazim,
Clorotalonil, Mancozeb,
Oxicloruro
de cobre
Carbofuran, Cipermetrina,
Clorpirifos
Carbendazim,
Carboxin+Tiram,
Clorotalonil
Abamectin, Deltametrina
Mancozeb
Carbendazim,
Carboxin+Tiram
Captan, Carbendazim,
Zineb, Oxicloruro de
cobre
Ajo
50
7
Bromoxinil, Diuron, Linuron,
Oxadiazon, Oxifluorfen,
Pendimetalin, Prometrina,
Setoxidim, S-Metolacloro,
Trifluralina
Albahaca
10
20
Trifluralina
Alcaucil
50
16
Prometrina, S-Metolacloro
Deltametrina, Imidacloprid
Apio
130
25
Flurocloridona, Linuron,
Prometrina, Setoxidim,
Trifluralina
Abamectin, Cartap
Deltametrina, Pirimicarb,
Cipermetrina
Carbendazim, Captan,
Oxicloruro de cobre,
Zineb
Arveja fresca
70
7
Bentazon, Flurocloridona,
Linuron, S-metolacloro,
Metribuzin, Pendimetalin,
Trifluralina
Berenjena
40
30
Setoxidim, S-Metolacloro
Lambadacialotrina,
Pirimicarb
Carbendazim, Clorotalonil
Brócoli
150
10
Setoxidim, Trifluralina
Tiametoxam
Captan, Clorotalonil,
Zineb
Cebolla
de verdeo
500
15
Cebolla
de bulbo
400
40
Linuron, Bentazon, Bromoxinil,
Diuron, Fenoxaprop etil,
Oxadiazon, Oxifluorfen,
Pendimetalin, Prometrina,
Setoxidim
Cipermetrina, Clorpirifos,
Lambdacialotrina,
Mercaptotion, Tiametoxam
Azoxistrobina,
Clorotalonil, Zineb
Chaucha
100
10
Setoxidim, Trifluralina
Deltametrina
Zineb
Deltametrina, Carbofuran,
Metamidofos, Cipermetrina,
Clorpirifos
Carbendazim+ Tiram
Cipermetrina, Deltametrina,
Endosulfan, Pirimicarb,
Tiametoxam
Clorotalonil, Zineb,
Carbofuran,
Carbendazim
Lambdacialotrina
Azoxistrobina,
Carbendazim
Choclo
1550
15
Acetoclor, Bentazon,
Bromoxinil, Dicamba,
Metribuzin, Pendimetalin,
Picloram, S-Metolacloro
Coliflor
80
25
Trifluralina
Espárrago
90
8
Espinaca
150
15
Bentazon, Linuron, Metribuzin,
Naptalan, Setoxidim
Cloridazon, Fenmedifan,
Lenacil, Setoxidim,
S-Metolacloro
Frutilla
130
35
Lenacil, Setoxidim
Abamectina
Azoxistrobina, Captan,
Fosetil Aluminio,
Zineb
Hinojo
120
25
Prometrina
Lechuga
2000
25
Abamectin, Imidacloprid,
Lambdacialotrina,
Pirimicarb
Azoxistrobina,
Carbendazim,
Propamocarb, Zineb
Perejil
300
20
Fluazifop p butil, Propizamida,
Trifluralina
Propizamida, Setoxidim,
S-Metolacloro, Trifluralina
Lambdacialotrina,
Tiametoxam
Captan, Carbendazim
Pimiento
80
15
Fenoxaprop p etil,
Napropamida, Prometrina,
Trifluralina
Puerro
120
20
Linuron
Clorpirifos, Deltametrina,
Imidacloprid,
Lambdacialotrina,
Metamidofos, Pirimicarb
Azoxistrobina,
Clorotalonil, Fosetil
Aluminio, Mancozeb,
Propamocarb,Zineb
75
Cultivos
Hectáreas
Rendimiento
(Tn/ha)
Herbicidas
Insecticidas
Fungicidas
Radicheta
30
20
Abamectin, Imidacloprid,
Lambdacialotrina
Carbendazim
Remolacha
350
30
Cloridazon, Lenacil, Setoxidim,
Repollo
150
35
50
Fenoxaprop p etil, Fluazifop
p butil, Metribuzin,
Napropamida, Pendimetalin,
Oxidemeton metil
Tomate
350
Carbendazim, Mancozeb,
Zineb,
Carbendazim,
Mercaptotion, Pirimicarb,
Zineb
Abamectin, Carbofuran,
Azoxistrobina,
Cipermetrina, Clorpirifos
metil, Deltametrina,
Clorotalonil, Fosetil
Imidacloprid,
Aluminio, Mancozeb,
Lambdacialotrina,
Mercaptotion, Metamidofos,
Propamocarb, Zineb
Tiametoxam
Pirimicarb
Zanahoria
1000
40
Fenoxaprop p etil,
Flurocloridona, Metribuzin,
S-Metolacloro, Trifluralina,
Linuron, Pendimetalin
Zapallito
de tronco
300
25
Fluazifop p butil
Zapallo
700
25
Naptalan, Setoxidim,
S- Metolacloro, Trifluralina
Pirimicarb
Otras
200
20
Superficie
total
9,65
-
-
-
-
Azoxistrobina, Zineb
Carbendazim, Oxicloruro
de cobre
Azoxistrobina,
Propamocarb, Zineb
Tabla 2. Estimación de la superficie total, rendimientos promedio de los principales cultivos hortícolas al aire libre del sudeste de la provincia de Buenos Aires durante el ciclo 2009/10 (oficina INTA Mar del Plata) y principales plaguicidas empleados en cada cultivo.
Díaz et al., 1998) y Koc (m3 kg-1) el coeficiente de reparto
en C orgánico-agua.
Tanto el AF como el RF fueron calculados para cada
horizonte considerando sus propiedades fisicoquímicas y profundidad (tabla 1). A fin de realizar los cálculos se consideraron los horizontes A, B y C de las 5 series de suelo presentes en la cuenca. Posteriormente
se determinaron los factores globales para el perfil de
suelo integrando los índices parciales obtenidos para
los horizontes de cada serie de suelo sobre la base de
la metodología propuesta por Spadotto et al. (2002) y
Kookana et al. (2005):
AFT global = Π AFTi
(4)
donde Π indica el producto de los índices obtenidos
para cada horizonte y el sufijo i designa a los horizontes
(i = A…….n).
Una vez calculados los índices RF y AFT, los plaguicidas
se clasificaron basándose en la movilidad y en el potencial de lixiviación empleando la clasificación propuesta por
Khan y Liang (1989) (tabla 4).
Recarga neta de agua subterránea
La recarga neta de agua subterránea se estimó a partir
del estudio realizado por Aparicio et al. (2008) para un
suelo de la serie Mar del Plata. Estos autores calcularon
la recarga mediante el modelo LEACHM versión W (Leaching Estimation and Chemistry Model) (Hutson y Wagenet, 1992) para una serie de 8 años. Dentro del período
calculado, se seleccionaron los ciclos correspondientes a
los valores de máxima (2.3 mm día-1) y mínima (0.3 mm día-1)
recarga de agua, y un promedio de los 8 años (1.1 mm día-1). Asimismo, con el fin de corroborar estos valores, se realizó
el cálculo de la recarga neta de agua, considerando el
estudio realizado por Quiroz Londoño et al. (2012), quienes encontraron para el acuífero pampeano, valores de
recarga entre 9 y 21% del total de la precipitación, con un
valor medio de 14%. A tal fin, la recarga se determinó considerando el valor promedio correspondiente al 14% de
las precipitaciones anuales para la localidad de Balcarce
(período 1970-2011) obteniéndose un valor de 1.3 mm d-1,
(5), valor similar al reportado por Aparicio et al. (2008) en
su estudio:
Fungicidas
Insecticidas
Herbicidas
76
ARTÍCULOS
RIA / Vol. 41 / N.º 1
T 1/2
Koc
Acetoclor
13
130
Bentazon
20
34
Bromoxinil
7
1079
Cloridazon
21
120
Dicamba
14
2
Diuron
90
480
Fenmedifam
30
2400
Fenoxaprop etil
9
9490
Fluazifop p butil
15
5700
Flurocloridona
92
893
Glifosato
47
24000
Lenacil
10
130
Linuron
60
400
Metribuzin
40
60
Napropamida
70
700
Naptalam
14
20
Oxadiazon
60
3200
Oxifluorfen
35
100000
Pendimetalin
90
5000
Picloram
90
16
400
Prometrina
60
Propizamida
60
800
S- Metolacloro
90
200
Setoxidim
5
100
Trifluralina
60
8000
Abamectina
28
5000
Carbofuran
50
30
Cipermetrina
30
100000
Clorpirifos
30
6070
Deltametrina
104
186067
Imidacloprid
127
440
Lambdacialotrina
30
180000
Mercaptotion
1
1800
Metamidofos
6
5
Pirimicarb
10
60
Tiametoxam
111
245
Azoxistrobina
65
1590
Captan
2,5
200
Carbendazim
40
225
Clorotalonil
22
850
Flutriafol
400
1225
Fosetil Aluminio
1
20
Mancozeb
70
2000
Oxicloruro de cobre
1600
4000
Propamocarb
32
1000000
Zineb
30
1000
Tabla 3. Propiedades fisicoquímicas (Vida media T1/2 y coeficiente
de partición en carbono orgánico Koc*) de los principales herbicidas, insecticidas y fungicidas utilizados en los cultivos seleccionados en la cuenca del arroyo El Cardalito.
R=
∑ PP
* 14%
∑ DP
(5)
donde R es la recarga neta (mm d-1), PP (mm) el total de
precipitaciones anuales y DP el número total de días con
precipitaciones.
Mapas de riesgo
Una vez determinados los índices, se generaron mapas
del RF y AFT en la cuenca en estudio para cada plaguicida
utilizando el programa ESRI ArcMap 9.2. Para su confección se obtuvieron los índices de cada serie de suelo y se
ponderaron a partir del porcentaje de participación en cada
unidad cartográfica la cual constituye la unidad de mapeo
empleada para la representación de los resultados a través
de mapas de riesgo.
Resultados y Discusión
Teniendo en cuenta las series de suelos Mar del Plata,
Tandil y Tres Esquinas, las cuales representan el 98.6% de
la superficie de esta cuenca y poseen un perfil desarrollado (tabla 1), la movilidad de los plaguicidas, según el RF,
fue superior en el horizonte C de los suelos, respecto de
los horizontes A y B. Asimismo, si bien con algunas excepciones según ingrediente activo, el orden de movilidad fue
herbicidas > insecticidas > fungicidas. En el horizonte C,
los insecticidas con mayor movilidad fueron carbofuran,
pirimicarb, metamidofós, imidacloprid y tiametoxam, mientras que en el caso de los fungicidas, el más móvil fue fosetil aluminio, seguido por Captan, zineb y carbendazim. Por
su parte, se estimó que 12 herbicidas presentaron elevada
movilidad, especialmente dicamba, picloram y Naptalam
(figura 2).
En el caso del AFT, independientemente de la recarga de
agua considerada, se determinó que la capacidad de lixiviación, para la mayoría de los plaguicidas, varió según el
horizonte de acuerdo al orden C > A > B, mientras que para
todos los horizontes el potencial de lixiviación (AFT) de los
plaguicidas, se incrementó con el aumento de la recarga
neta de agua subterránea, siendo máximo a 2.3 mm día-1.
Para la recarga de 0.3 mm d-1, el riesgo asociado a los
plaguicidas fluctuó entre muy improbable y moderadamente probable para los herbicidas, muy improbable a probable
para los fungicidas y entre muy improbable a improbable
para los insecticidas, incrementándose en los horizontes
subsuperficiales del perfil. Por su parte, para la recarga de
1.1 mm-1 se determinó que la capacidad de lixiviar de los
herbicidas y fungicidas varió entre muy improbable y muy
probable, resultando picloram, S-metolacloro (herbicidas),
flutriafol y oxicloruro de cobre (fungicidas) los de mayor
probabilidad de lixiviación. En el caso de los insecticidas,
el riesgo osciló entre muy improbable y probable (carbofuran).
Finalmente, cuando la recarga fue máxima (2.3 mm d-1) el
riesgo asociado de la mayoría de los herbicidas fue muy
77
RF
Clasificación
AF
AFT
Clasificación
1
muy móvil
≥2,5 x 10-1 y ≤1
≤2
muy probable
>1y<2
móvil
≥1 x 10-1 y <2,5 x 10-1
≥2 y <3
probable
≥2y<3
moderadamente móvil
≥1 x 10-2 y <1 x 10-1
≥3,3 y <7,2
moderadamente probable
≥ 3 y < 10
moderadamente inmóvil
≥1 x 10-4 y <1 x 10-2
≥7,2 y <13,3
improbable
≥ 10
muy inmóvil
<1 x 10-4
>13,3
muy improbable
Tabla 4. Clasificación de los plaguicidas en base al índice RF, AF y AFT.
Figura 2. Clasificación de los herbicidas, insecticidas y fungicidas basándose en su movilidad, estimada mediante el índice RF en el
horizonte C de la cuenca del arroyo El Cardalito.
78
ARTÍCULOS
probable en el horizonte C (s-metolacloro, metribuzín, flurocloridona, prometrina, linuron, diuron, acetoclor y picloram) (figura 3). En el caso de los insecticidas, pirimicarb
categorizó como moderadamente probable, resultando tiametoxam y carbofuran muy probables de lixiviar (figura
4). Entre los fungicidas de mayor potencial de lixiviar se
encontraron azoxistrobina, carbendazim (moderadamente
RIA / Vol. 41 / N.º 1
probable), flutriafol y oxicloruro de cobre (figura 5) los cuales categorizaron como muy probable de lixiviar.
Considerando el perfil completo de suelo, se determinó que la
lixiviación de todos los plaguicidas estudiados sería improbable
a muy improbable para las tres recargas estudiadas, a excepción del herbicida Picloram que fluctúo entre muy improbable
(0.3 mm d-1) y moderadamente probable (2.3 mm d-1) (figura 3).
Figura 3. Riesgo potencial de lixiviación hacia el agua subterránea del herbicida picloram en la cuenca del arroyo El Cardalito, determinado mediante el índice AFT para los horizontes A, B, C y el perfil completo de suelo
79
Figura 4. Riesgo potencial de lixiviación hacia el agua subterránea del insecticida carbofuran en la cuenca del arroyo El Cardalito, determinado mediante el índice AFT para los horizontes A, B, C y el perfil completo de suelo.
La variabilidad en el riesgo potencial de lixiviación en el perfil estuvo asociada a las diferencias en las propiedades fisicoquímicas de los horizontes componentes del perfil del suelo.
En tal sentido, tanto el contenido de carbono orgánico como la
densidad aparente y actividad microbiana disminuyen con la
profundidad en el perfil, por lo que dichas variaciones influyen
directa o indirectamente en el movimiento de los plaguicidas
en el suelo a través de los procesos de adsorción-desorción y
degradación (Bedmar et al., 2013; Bedmar y Gianelli, 2014).
Por tal motivo, los plaguicidas estudiados en este trabajo, presentaron mayor capacidad de lixiviar en el horizonte C, en el
cual resultan menos adsorbidos y degradados, incrementándose en consecuencia su movilidad.
Además de la influencia de las propiedades del suelo sobre
el riesgo de lixiviación, se debe destacar también la relación de
este con los valores de adsorción y persistencia de los plaguicidas. Por tal motivo, picloram, s-metolacloro, carbofuran y oxicloruro de cobre que poseen elevada vida media (>90 días) y bajos
80
ARTÍCULOS
RIA / Vol. 41 / N.º 1
Figura 5. Riesgo potencial de lixiviación hacia el agua subterránea del fungicida oxicloruro de cobre en la cuenca del arroyo El Cardalito,
determinado mediante el índice AFT para los horizontes A, B, C y el perfil completo de suelo.
valores de adsorción presentaron mayor riesgo de lixiviación lo
cual es coincidente con las tendencias reportadas por diversos
autores para otros plaguicidas (Spadotto et al., 2002; Bernard
et al., 2005; De Paz et al., 2006; Díaz-Díaz y Loague, 2000;
Gianelli et al. 2010).
Además de los plaguicidas nombrados anteriormente,
los restantes, debido a su mayor adsorción a los coloides
del suelo y/o degradación (tabla 3), presentarían un menor
riesgo de lixiviación hacia el agua subterránea en el área
en estudio. Por tal motivo, en aquellas zonas donde se desarrollan predominantemente actividades agrícolas, con
elevado uso de agroquímicos y de riego, como es la cuenca estudiada, los plaguicidas que poseen bajo coeficiente
de adsorción, alta solubilidad en agua y alta persistencia
podrían transformarse en importantes fuentes de contaminación del agua subterránea.
81
Cabe destacar que si bien los mapas de riesgo permiten
identificar áreas de la cuenca con mayor peligro de contaminación para cada plaguicida, los suelos que la integran
pertenecen predominantemente a la serie Mar del Plata
(90.4%). Por tal motivo, no existió gran heterogeneidad
en la capacidad de lixiviación entre diferentes zonas de la
cuenca, presentando una tendencia prácticamente similar en casi toda la superficie estudiada. No obstante, este
trabajo permitió identificar y establecer un ranking de peligrosidad de los principales plaguicidas utilizados, como así
también demostrar el efecto de variabilidad en el potencial
de lixiviación de los plaguicidas asociado a las propiedades
del perfil del suelo y a la variación en la recarga de agua.
Dicha información resulta de gran utilidad para ser considerada como una herramienta para comparar los riesgos relativos de diferentes estrategias de manejo de plaguicidas en
los sistemas productivos con el fin de minimizar el riesgo de
contaminación del agua subterránea. Sin embargo, debe
tenerse en cuenta que estos índices deberían considerarse
solo para realizar estudios iniciales de selección y no como
método cuantitativo o predictivo para determinar la lixiviación de los plaguicidas (Loague, 1994). Por tanto, en estos
casos deberían realizarse muestreos específicos a campo
para verificar el grado de asociación con la realidad. Asimismo, debería tenerse en cuenta que el cálculo de estos
índices considerando valores de adsorción y persistencia
de los plaguicidas provistos en las bases de datos internacionales, podría generar distorsiones respecto de cálculos
basados en el comportamiento de los plaguicidas para las
series de suelos locales, tal como fue demostrado para los
herbicidas Acetoclor, Atrazina y S-metolacloro para dos
suelos Argiudoles típicos del sur-sureste de la provincia de
Buenos Aires (Bedmar et al., 2013).
Conclusiones
El riesgo de contaminación potencial del agua subterránea varió en función del plaguicida, la recarga neta de agua
subterránea y el horizonte o perfil de suelo considerado.
Todos los plaguicidas presentaron una marcada tendencia
a incrementar su movilidad y el riesgo de lixiviación en los
horizontes más profundos según el orden C > B > A > perfil.
Según el índice AFT los plaguicidas que presentarían
mayor riesgo de lixiviación en la cuenca son picloram,
s-metolacloro, carbofuran y oxicloruro de cobre.
En el perfil completo de suelo, se determinó que la lixiviación de todos los plaguicidas estudiados sería improbable
a muy improbable para las tres recargas estudiadas, a excepción del herbicida picloram que resultó moderadamente
probable para una recarga de 2.3 mm/día.
Agradecimientos
El presente trabajo se realizó en el marco del proyecto
AGR368/12 de la Universidad Nacional de Mar del Plata
(Facultad de Ciencias Agrarias).
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83
Dinámica del contenido de humedad
de pastos y su relación con la ecología
del fuego en región chaqueña occidental
(Argentina)
Kunst, C.1; Ledesma, R.1; Bravo, S.2; Defossé, G.3; Godoy, J.1; Navarrete, V.1; Jaime, N.1
RESUMEN
El fuego es un evento frecuente en la región chaqueña argentina. El contenido de agua (CH, %) es un factor
que define la inflamabilidad de los combustibles vegetales y su dinámica temporal puede ser usada para comprender la ecología del fuego en una región, planificar su uso como prescripto; o como un indicador de riesgo
para su prevención. En este trabajo se evaluó la dinámica de CH a través del tiempo en tres sitios ecológicos
(≈ modelos de combustible) de la región chaqueña, en muestras con Elionorus muticus como especie dominante
(sitio bajo, sabana), Trichloris pluriflora y Pappopphorum pappipherum (sitio media loma, parques) y una especie
exótica, Panicum máximum cv Gatton (sitio loma, bosque secundario rolado), respectivamente. El CH fue determinado en forma gravimétrica mensualmente en el bajo en 1992; y cada 10-15 días entre mayo 2008 y octubre
2009 en la media loma y la loma. Los datos fueron analizados en forma gráfica y mediante análisis de la varianza
empleando estación climática, especie y tiempo cronológico como factores de clasificación. El CH promedio de
las especies a través del tiempo presentó una amplitud estacional marcada, entre 4-5% en invierno-primavera
y mayor al 150% en verano-otoño. Las especies nativas presentaron un CH significativamente menor que P.
maximum y más bajo que el umbral de extinción teórico (CH=30%) indicando que en la región chaqueña, como
en otros ecosistemas, las gramíneas y sus formaciones vegetales son el combustible por donde se propaga el
fuego. La dinámica temporal de CH podría ser representada por una sinusoide. La correlación entre CH y la
máxima humedad relativa entre fechas de muestreo fue significativa. Ambos resultados sugieren que es factible
usar funciones matemáticas conocidas y métodos indirectos para predecir CH y la ‘inflamabilidad’ del combustible en las estaciones climáticas, facilitando la predicción del comportamiento de fuego.
Palabras clave: manejo de fuego, modelos de combustible, vegetación.
ABSTRACT
Fire is a common event in the Chaco region of Argentina. The fuel moisture content (CH, %) is a factor defining flammability. Its changes throughout time could be used as an index of fire risk, to understand fire ecology,
and for planning the use of prescribed fire. We assessed CH dynamics in three ecological sites (≈fuel models):
samples with Elionorus muticus as dominant species (lowland, savanna); Trichloris pluriflora y Pappopphorum
pappipherum (midland, parkand) and an exotic species Panicum máximum cv Gatton (upland, roller-chopped
1
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria, Estación Experimental Agropecuaria Santiago del Estero, Jujuy 850, Santiago del Estero, G4200CQR, Argentina. Correos electrónicos: [email protected] [email protected]
2
Universidad Nacional de Santiago del Estero, Cátedra de Botánica, Facultad de Ciencias Forestales, Av. Belgrano (S) 1912, Santiago
del Estero, Argentina.
3
Centro de Investigación y Extensión Forestal Andino Patagónico, (CIEFAP) y Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco,
Sede Esquel, Esquel, Chubut. Coreo electrónico: [email protected]
Recibido el 10 de febrero de 2014 // Aceptado el 04 de marzo de 2015 // Publicado online el 15 de abril de 2015
84
ARTÍCULOS
RIA / Vol. 41 / N.º 1
secondary forest). CH was monitored using the gravimetric method every month in the lowland during 1992;
and every 10-15 days from May 2008 to October 2009 in the midland and upland sites. Data were analyzed
graphically and with analysis of variance using season, chronological time and species as classification factors. The average CH of the species presented a marked seasonal trend, with a large amplitude, from 4-5 %
in the winter to above 150 % in summer and fall, respectively. The CH of the native species was significantly
lower than P. maximum, and also lower than the extinction threshold (CH = 30 %) suggesting that in the Chaco region, as well as in other ecosystems, grasses are the fuel where fire starts and propagate to other plant
communities. Correlation between CH and the maximum air relative humidity observed between sampling
dates was significant. The latter fact and the sinusoidal pattern of CH suggest that may be feasible the use of
known mathematical functions and indirect methods to predict CH, helping in predict fire behavior throughout
the seasons.
Keywords: fire ecology, fire behavior, vegetation.
INTRODUCCIÓN
En la región chaqueña argentina el fuego es un evento
frecuente. Por una parte, el fuego era usado antiguamente
por los pueblos originarios para la caza, guerra y otros fines
(Morello y Saravia Toledo, 1959). Por otra parte, existen
tipos de vegetación nativos dominados por gramíneas (sabanas y pastizales) donde el fuego, al contribuir a mantener el equilibrio entre especies leñosas-herbáceas, posee
un rol ecológico clave (Morello y Saravia Toledo, 1959; Morello y Adámoli, 1974). Actualmente, el fuego es empleado
como herramienta de manejo de la vegetación natural para
fines ganaderos y para eliminar residuos leñosos (Bravo et
al., 2001; Fischer et al., 2012). En años de sequía ocurren
fuegos accidentales en grandes superficies y que generan
gran preocupación de la sociedad1.
La ubicuidad del fuego en los agroecosistemas chaqueños requiere generar información básica sobre su ecología
y manejo. La ecología es la comprensión del rol del fuego
en los ecosistemas y abarca diversos aspectos tales como
comportamiento (longitud de llama, velocidad de avance del
frente, etc.), la relación clima-fuego y la inflamabilidad de las
especies. Otros aspectos incluidos son las características
del combustible que propaga el fuego (fino, mediano o grueso) y la estructura de la vegetación y/o paisaje que puede influir a escala local sobre la desecación de los combustibles.
(Rothermel, 1983; Anderson, 1982; Agee, 1993).
La vegetación natural del Chaco consiste en un mosaico
de bosques, arbustales y sabanas, que puede asimilarse a
distintos modelos de combustible (sensu Rothermel, 1983).
Las gramíneas son los combustibles finos por excelencia
1
debido a su relación superficie/volumen, a la arquitectura y a
la estructura individual de sus plantas. Las comunidades dominadas por pastos son muy proclives al fuego a nivel mundial (Groot et al., 2005; Cheney y Sullivan, 2008). En la región
chaqueña existen tres modelos de combustible dominados
por pastos donde el fuego tiene mayor probabilidad de ser
encendido por tormentas eléctricas y por el hombre, y de allí
propagarse a otros estratos y formaciones vegetales en condiciones climáticas extremas (Bravo et al., 2001): (a) sabanas
de Elionorus muticus (Spreng.) Kuntze2 (aibe), una especie
que posee sustancias aromáticas en su follaje que le otorga
gran inflamabilidad (Burkart, 1969); (b) parques y pastizales dominados por Trichloris y Pappophorum (‘pastizales de
quemados’, Morello y Saravia Toledo, 1959); y (c) bosques
secundarios y arbustales rolados sembrados con Panicum
maximum Jacq cv Gatton3 para mejorar la oferta de forraje
y facilitar el tránsito de personal y de hacienda (Kunst et al.,
2006b). Las gramíneas exóticas modifican el comportamiento del fuego debido a la gran cantidad de biomasa (combustible) generada y a la arquitectura o hábito de la planta
(McDonald y Mc Pherson, 2010).
El manejo del fuego se define como las acciones destinadas a la protección del fuego y al empleo de este para lograr objetivos de manejo (CIFFC, 2002). La relación directa
entre el contenido de humedad o agua (CH) de los combustibles y su probabilidad de ignición es universalmente
conocida (Bianchi et al., 2014). Por lo tanto, el estudio de la
dinámica del CH en las gramíneas adquiere una importancia clave en el estudio de la ecología y el manejo del fuego
en la región chaqueña así como en otros ecosistemas donde dominan los pastos (Groot et al., 2005).
La Voz del Interior, Verificado: 13 de agosto de 2013. http://www.lavoz.com.ar/galeria/ciudadanos/carlos-paz-tras-incendio
Nomenclatura según Catálogo de la Flora de la República Argentina, Instituto de Botánica Darwinion (http://www2.darwin.edu.ar/Proyectos/FloraArgentina verificado: 30 de agosto de 2013)
2
Sinónimo de Megathyrsus maximus (Jacq) B.K. Simon & S.W.L. Jacobs var. Maximus. (http://www2.darwin.edu.ar/Proyectos/FloraArgentina verificado: 30 de agosto de 2013)
3
Dinámica del contenido de humedad de pastos y su relación con la ecología del fuego en región chaqueña occidental (Argentina)
El CH de los combustibles finos en situación de campo es difícil de evaluar rápidamente, por ello es importante
identificar: (a) el patrón temporal del CH para evaluar si su
predicción puede facilitarse empleando ecuaciones o funciones matemáticas conocidas (Anderson, 1986; Catchpole et al., 2001) y (b) la fortaleza relativa de las correlaciones
del CH con otras variables más fáciles de medir u obtener,
de manera indirecta, como las climáticas (Pellizzaro et al.,
2006). La significancia estadística de la correlación entre el
CH y las variables ambientales es un índice de la fiabilidad
de las predicciones de peligro de fuego cuando se usan
métodos indirectos de estimación de CH (Ruiz Gonzalez,
2004). Conocer la variación del CH y las variables asociadas a esta contribuye directamente a identificar períodos
de alto riesgo de fuego y también para planificar quemas
(Chuvieco et al., 2009; Pellizzaro et al., 2006). El curado es
la proporción de tejido seco/muerto en los combustibles finos y es otro indicador del peligro de ignición especialmente en los pastos (Cheney y Sullivan, 2008; Wittich, 2011).
Existe abundante información sobre el contenido de
agua de gramíneas nativas y exóticas, un atributo calculado comúnmente como subproducto de la estimación de
materia seca para estudios de rendimiento de biomasa
(Cornacchione, 2008; Kunst et al., 2014b). Esos estudios,
sin embargo, están orientados hacia la producción animal y
no hacia la ecología de fuego. Los objetivos de este trabajo fueron: (a) establecer la dinámica estacional del CH en
pastos nativos y exóticos de la región chaqueña; (b) analizar los efectos de la estación climática y la especie sobre
el CH, y (c) analizar la correlación entre el CH, la humedad
del suelo y las variables climáticas como la precipitación,
la temperatura y humedad relativa del aire. La información
obtenida fue interpretada en un contexto de ecología, prevención y manejo de fuego y complementa la generada por
otros autores (Bianchi et al., 2014; Kunst et al., 2014a).
Materiales y métodos
Trabajo de campo
El muestreo se realizó en el campo experimental La Maria, Estación Experimental Agropecuaria Santiago del Estero, Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria, Santiago
del Estero, Argentina (28º 3’ S y 64º 15’ W). El clima es
semiárido-subtropical, con inviernos fríos y secos, y veranos calientes y lluviosos (Boletta, 1988). La precipitación
media anual es 574 mm, concentrados desde noviembre a
mayo (INTA EEA Santiago del Estero, 1936-2005).
Se definió como combustible todo aquel material orgánico susceptible de encenderse (Schroeder y Buck, 1970).
Para este estudio, solamente se tuvo en cuenta el combustible fino, caracterizado por una alta relación entre superficie/volumen y con diámetro < 0,5 cm (Sullivan, 2010). El
muestreo se realizó en dos períodos en los distintos modelos de combustible y especies:
- Período i. Se trabajó en el sitio ecológico bajo, en sabanas de
E. muticus (Kunst et al., 2006a), entre junio-octubre de
1992, con frecuencia mensual. Las muestras (n=3) se
85
cosecharon con tijera, en tres ubicaciones seleccionadas al azar, separadas entre sí 200 m. En cada fecha de
muestreo se volvió a la misma ubicación. Cada muestra estuvo compuesta con E. muticus como dominante,
acompañada por Aristida mendocina Phil. y Heteropogon
contortus (L.) P. Beauv. Ex Roen. & Schult., así como por
especies del género Botriochloa.
- Período ii. Se trabajó entre el 13/5/2008 y 10/11/2009 en:
(a) sitio ecológico media loma con vegetación de parque,
dominado por las gramíneas Pappophorum pappipherum
(Lam.) Kuntze y Trichloris pluriflora E. Fournier; y (b) sitio
ecológico alto (=loma), con un bosque rolado, con un estrato herbáceo dominado por P. máximum cv Gatton. En
los dos casos se recolectaron al azar tres muestras individuales por especie y sitio. La frecuencia de muestreo fue
semanal durante la primavera-verano y quincenal durante
el invierno.
En los dos períodos las plantas muestreadas estaban desarrolladas y maduras; y las muestras consistieron en una
mezcla natural de hojas/tallos y tejido seco/muerto. Este
tipo de muestra es más representativa del CH de la carga
de combustible que el muestreo de órganos y tejidos vivos
o muertos por separado (Agee et al., 2002). Las muestras
fueron introducidas en una bolsa de nylon inmediatamente
luego del corte, identificadas y pesadas in situ con una balanza electrónica de precisión 0,1 g, almacenadas en un recipiente con aislación térmica y llevadas al laboratorio donde
fueron secadas por 48 h a 60 o C y pesadas nuevamente.
Las muestras de combustible se recolectaron entre las 10 y
12 am. Este esquema de muestreo se basó en que la variación diurna del CH es insignificante en términos de comportamiento del fuego siendo más relevante la variación estacional
(Alexander, 1988). El CH de las muestras de combustible se
estimó mediante gravimetría con base peso seco (Bianchi et
al., 2014). En el período ii se evaluó el curado de los combustibles finos empleando una escala visual subjetiva de 0 = sin
tejido seco a 100%, totalmente seco (Wittich, 2011).
En los dos períodos y para cada sitio ecológico y ubicación
se tomaron 3 muestras de suelo al azar para evaluar contenido de agua (HS), a dos profundidades: 0-30 cm y 30-60 cm.
La humedad relativa del aire (HR, %), las temperaturas
del aire máxima y mínima, la velocidad del viento a 2 m
de altura (VV, km/h), la precipitación (mm) y la radiación
solar (megajoules.m-2) registradas en el área experimental
durante el período ii fueron obtenidas del Observatorio Meteorológico del INTA, situado a 6 km del sitio de muestreo.
Análisis de datos
Se calculó el promedio de HS y CH por fecha de muestreo para los dos períodos, clasificándolas por sitio, profundidad de suelo y especie, respectivamente.
Período I. Se realizó el análisis de la dinámica temporal
del promedio del CH y de la HS a las dos profundidades de
suelo y se asoció estas variables con el patrón temporal de
las precipitaciones.
86
ARTÍCULOS
Período II. La HS promedio fue sometida a un análisis
de la varianza (ANVA) de medidas repetidas. Los datos de
CH se analizaron: (a) mediante gráficos de caja para evaluar dispersión de los datos (Zar 1999), y (b) efectuando un
ANVA con CH como variable dependiente y los siguientes
factores de clasificación:
-Estación climática: representa el efecto de las diferencias estacionales en la ocurrencia de lluvias y temperaturas del aire. El período de muestreo fue dividido
de acuerdo a la precipitación y temperatura del aire
observadas en 7 estaciones climáticas (tabla 1 y figura
2). La fecha de comienzo y fin de cada una fue definida
de acuerdo a dos umbrales: (a) precipitación caída en
la semana previa al muestreo, y (b) promedio decádico
de temperatura del aire, ambos registrados para el período 2008-09 en el Observatorio Meteorológico, INTA
EEA Santiago del Estero ubicado a 6 km de las áreas
de muestreo. Para establecer la fecha de comienzo de
la primavera se utilizó una precipitación ≥10 mm (observación empírica) y promedio decádico de temperatura
mínima del aire >10 ºC, pero en ascenso. La fecha de
comienzo del verano se definió a partir del promedio decádico de la temperatura del aire mínima > 15 ºC y con
lluvias cada 10-15 días. El otoño fue definido como el
período donde el promedio decádico de temperatura mínima del aire > 15 ºC y en descenso. Esta temperatura
del aire es la mínima a la cual las especies nativas y
P. maximum, que poseen metabolismo fotosintético
C4, manifiestan actividad fisiológica (Ivory y Whiteman,
1978). El invierno es una temporada sin lluvias y con promedio decádico de temperatura mínima del aire ≤ 10 ºC.
Las estaciones climáticas pueden poseer un mismo patrón de comportamiento de las lluvias y temperaturas del
aire, pero su duración es diferente al variar las magnitudes y ocurrencias de dichas lluvias.
-Especie: (P. máximum, T. pluriflora y P. pappipherum)
representa características intrínsecas ligadas a su adaptación a la sequía, el sistema radical, el espesor de la
hojas, el hábito de la planta, el contenido de lignina y la
composición química específica, factores que afectan la
ignición y el comportamiento del fuego (Chuvieco et al.,
2009; Davies y Legg, 2011).
- Tiempo cronológico: representa la variación producida
por el tiempo cronológico por sí mismo y la fenologíafisiología de las especies. Fue incluida como covariable.
La variable CH fue convertida a rangos para cumplir con
los supuestos del análisis de la varianza (Conover, 1980).
Se emplearon medidas repetidas y modelos anidados con
sentido biológico y de interés para el análisis (Zar, 1999).
Las interacciones sin significancia ecológica y estadística
fueron descartadas. Los modelos tuvieron en cuenta la
jerarquía de factores considerando la estación climática
como el de mayor jerarquía ecológica; y la especie como
la de menor. El tiempo cronológico se incluyó como covariable y las medias de CH están ajustadas a esta. Para los
cálculos matemáticos se emplearon los PROC MIXED y
PROC GLM del paquete estadístico SAS (2002). La sepa-
RIA / Vol. 41 / N.º 1
ración de medias se efectúo mediante el test de Duncan y
la opción LSMEANS; si ambos métodos coincidían, se informó solamente el resultado del test de Duncan. Los gráficos de caja fueron construidos empleando el programa
PAST (Hammer, 2013).
De acuerdo a las sugerencias de Catchpole et al. (2001)
se analizó la factibilidad del uso de la función sinusoide
para la predicción de CH (fórmula 1):
CH = A*(seno(B*d)-C)+h [1],
donde A = amplitud y B = frecuencia del período de la sinusoide, respectivamente y d = número de días de observación desde el inicio del muestreo
(t = 0). La constante C representa el valor de x donde comienza a dibujarse la sinusoide, en este casi x= tiempo =
13/5/2008 = 0. La constante h representa la variación en
el eje de referencia, es decir y = CH = 0. La significancia
estadística del coeficiente de correlación de Pearson entre
el CH obtenido a campo y el calculado por la sinusoide fue
empleada como indicador de la fiabilidad de la estimación
(Ruiz González, 2004).
Se utilizó el coeficiente de correlación de Kendall (Conover, 1980) para analizar la asociación entre el CH promedio de cada especie con HS a las dos profundidades de
suelo (0-30 cm y 30-60 cm), y los promedios entre fechas
de muestreo de la humedad relativa del aire (HR, %), las
temperaturas del aire máxima y mínima, la velocidad del
viento a 2 m de altura (VV, km.h-1), la precipitación (mm)
y la radiación solar (megajoules.m-2) observados entre fechas de muestreo. En todos los casos se empleó el PROC
CORR del paquete estadístico SAS (2002) para los cálculos matemáticos, y un α = 0,05 como referencia en todos
los análisis estadísticos.
Para la interpretación de este estudio, en un contexto
de ecología y manejo de fuego, se empleó un umbral de
CH ≥ 30%, definido en la bibliografía como umbral o humedad de extinción del fuego para combustibles finos en
general. Por arriba de ese umbral la saturación de agua de
las fibras vegetales es máxima y no pueden absorber más
agua: el agua libre se condensa en las paredes celulares y
el fuego no puede propagarse (Andrews et al., 2006; Bianchi
et al., 2014). Por debajo de ese umbral, las condiciones atmosféricas controlan la dinámica del CH, no la humedad de
las células a través de las raíces de las plantas (Rothermel,
1983; Sun et al., 2006; Sullivan, 2010). Los modelos matemáticos empleados para predecir el comportamiento de
fuego consideran que un combustible homogéneo con un
CH ≤ 30% está seco y muerto. Debido a su variabilidad el umbral de extinción es teórico y subjetivo, ya que existen especies que pueden encenderse con un CH mayor a 30% debido
a su composición química o a circunstancias climáticas específicas (Baeza et al., 2002; Groot et al., 2005; Sun et al., 2006).
RESULTADOS
En los dos períodos de muestreo, el CH fue influenciado
por las variables climáticas, especialmente la precipitación.
87
(84,28%) en comparación con P. pappipherum y T. pluriflora (45,8% y 46,9%, respectivamente) siendo las diferencias
de CH entre la especie exótica y las nativas significativas
(p > | t |< 0,0001). El mayor CH promedio en los pastos se
observó en la estación verano 1; el menor, en invierno 1,
muy por debajo del umbral de extinción (tabla 1).
Período i: CH aumentó progresivamente, pero solo sobrepasó el umbral de extinción teórico luego de un evento de precipitación de 20 mm ocurrido en septiembre que
incrementó el contenido de humedad del suelo (figura 1).
La HS varió entre 4 y 10% no observándose diferencias
significativas entre las dos profundidades de suelo durante
el período de muestreo.
La progresión estacional de CH presentó una variación a dos niveles de percepción temporal (figura 5):
(a) entre-estaciones, con un período de duración anual,
y (b) intra-estacional, con duración entre 10-15 días, menos evidente que la anterior. La amplitud de variación de
CH varió de acuerdo a las especies, siendo mayor en
P. máximum (figura 5). En forma similar al período i el CH de
todas las gramíneas reaccionó rápidamente a las primeras
lluvias superando en pocos días el umbral de extinción (figura 5). La función sinusoidal presentó un coeficiente de correlación mayor a 0,60 y explicó aproximadamente un 50% de la
variación de CH, siendo significativa esta proporción (tabla 2).
Período ii. El total de lluvia caída entre mayo 2008 y octubre 2009 fue de 471 mm. Las temperaturas del aire medias
máximas y mínimas, la HR promedio del aire y la radiación
solar presentaron los máximos valores en el verano y los
mínimos en el invierno y comienzos de primavera (figuras.
2 y 3). La velocidad media del viento fue máxima durante
la primavera. La dinámica temporal de HS emuló la dinámica de la precipitación. El sitio media loma presentó el
mayor contenido promedio de HS: 6,52%, versus 6,12% en
el sitio alto, respectivamente, considerándose esta diferencia significativa (p > F = 0,0868). No se observó diferencia
significativa en HS promedio entre profundidades de suelo.
03-12
23-11
13-11
03-11
24-10
14-10
04-10
24-09
14-09
04-09
25-08
0
15-08
0
05-08
6
26-07
80
16-07
12
06-07
Contenido de humedad (%)
Precipitación (mm)
160
Humedad del suelo (%)
La declinación de CH en las especies muestreadas comenzó a principios–mediados del verano (diciembre-enero),
aunque la estación de lluvias no había finalizado (figura 5).
El comienzo del curado de las gramíneas coincidió con
este evento sugiriendo que el fuego podría ocurrir aún a fines de verano y otoño en condiciones climáticas extremas.
La dispersión de los datos del CH promedio fue muy amplia, con magnitudes menores a 5% hasta mayores de 200%
(figura 4). Los factores estación climática y especie fueron
altamente significativos (p > F = 0,0001 en ambos casos).
P. maximum cv Gatton presentó el mayor CH promedio
1992
Figura 1. Dinámica de humedad en combustibles finos vivos de gramíneas (triángulos), humedad del suelo a dos profundidades: 0-30
cm (rombos); 30-60 cm (cuadrados); y precipitación (mm, barras) en el sitio ecológico bajo, período 1992. Campo experimental La María,
INTA EEA Santiago del Estero.
ARTÍCULOS
RIA / Vol. 41 / N.º 1
40
90
Temperatura del aire (ºC)
O1
Invierno 1
Prim 1
Ver 1
O2
Invierno 2
Prim 2
35
80
30
70
25
60
20
50
15
40
10
30
5
20
0
10
-5
Precipitación (mm)
88
40118
Décadas del mes
31/11/2009
40101
40057
40086
40040
39995
40024
39979
39934
39963
39918
39873
39902
39859
39814
39843
39797
39753
39782
39721
39736
39692
39659
112723
39630
39598
39614
39569
0
Figura 2. Dinámica temporal de la precipitación (mm, barras) y de temperaturas máxima (rombos) y mínima (cuadrados) del aire (ºC,
promedio decádico). Período experimental 2008-09, campo experimental La María, INTA EEA Santiago del Estero. Abreviaturas: O, otoño; Prim, primavera; Ver: Verano.
100
30
Invierno 1
Prim 1
Ver 1
O2
Invierno 2
Prim 2
50
15
0
39570
39585
39600
39615
39630
39645
39660
39675
39690
39705
39720
39735
39750
39765
39780
39795
39810
39825
39840
39855
39870
39885
39900
39915
39930
39945
39960
39975
39990
40005
40020
40035
40050
40065
40080
40095
40110
40125
40140
40155
0
Radiación solar (Mj.m-2)
Velocidad del viento (km.h-1)
Humedad relativa del aire (%)
O1
HR máxima
HR mínima
Radiación solar
Velocidad viento
Figura 3. Dinámica temporal de los promedios de la humedad relativa del aire máxima (cruces) y mínima (círculos), la radiación solar
(triángulos) y la velocidad del viento a 2 m de altura (rombos) observadas entre fechas de muestreo. Período 2008-09, campo experimental La María, INTA EEA Santiago del Estero. Abreviaturas: O, otoño; Prim, primavera; Ver: Verano.
89
Tri plu
Pap pap
Pan max
0
40
80
120
160
200
240
280
320
Contenido de humedad (CH, %)
Figura 4. Gráficos de caja del contenido de humedad (CH, %) de tres especies de gramíneas de la región chaqueña occidental. Campo
experimental La María, INTA EEA Santiago del Estero, período 2008-09. Referencias: Pan max: Panicum máximum cv gatton, Tri plu:
Trichloris pluriflora y Pap pap: Pappophorum pappipherum. El marco señala el rango de umbral de extinción.
Contenido de agua (%)
500
250
40130
40100
40070
40040
40010
39980
39950
39920
39890
39860
39830
39800
39770
39740
39710
39680
39650
39620
39590
39560
39530
0
Fechas de muestreo
Panicum maximum cv Gatton
Pappophorum pappipherum
Trichloris pluriflora
Figura 5. Dinámica estacional del contenido de humedad (CH) promedio de Pappophorum pappipherum (cuadrados), Trichloris pluriflora
(cruces) y Panicum máximum cv Gatton panic (triángulos). Período 2008-09. Campo experimental La Maria, INTA EEA Santiago del Estero.
90
ARTÍCULOS
RIA / Vol. 41 / N.º 1
Fechas
CH
promedio1
Verano 1 Otoño 2
(%)
Estación
climática
Inicio
Fin
Verano 1
06/01/2009
17/03/2009
151,96
Otoño 2
13/05/2008
12/06/2008
111,71
0,0002
Primavera 2
05/10/2009
10/11/2009
68,51
<0,0001
<0,0001
Invierno 2
06/07/2009
17/09/2009
58,34
<0,0001
<0,0001
Primavera 1
25/09/2008
22/12/2008
18,03
<0,0001
0,053
Otoño 1
13/05/2008
12/06/2008
15,29
0,22
0,0002
Invierno 1
03/07/2008
02/09/2008
-10,88
<0,0001
0,0266
Comparación de medias2
Primavera 2 Invierno 2 Primavera 1 Otoño 1
0,0439
0,0006
0,0504
<,0001
Tabla 1. Contenido de humedad (CH) promedio de gramíneas de acuerdo a estación climática, 2008-09. Campo experimental La María,
INTA EEA Santiago del Estero.
1
LS MEANS, 2Comparación basada en datos transformados a rangos, test de t, α = 0,05.
Especie
A
B
C
h
r1
r2
Panicum maximum
-80
0,017214
-0,781
81
0,77
0,59**
Papp. pappipherum
-82
0,02
-0,6
81
0,73
0,54**
-55
0,02
-1,3
61
0,69
0,48**
Tabla 2. Parámetros de la función sinusoidal utilizada para ajustar la dinámica temporal de CH de tres especies de gramíneas del Chaco
occidental y sus coeficientes de correlación (r) y determinación (r2).
Coeficiente de Pearson
**significativo/significant at α=0.01
Referencias: A = amplitud y B = frecuencia del período de la sinusoide, respectivamente; d = número de días de observación desde el
inicio del muestreo
(t = 0); C = variación en el ángulo de fase y h = variación en el eje de referencia.
1
Especies
Variables1
Precipitación
p > |t|
0-30 cm
Humedad
de suelo
Humedad
relativa
el aire
30-60 cm
máxima
mínima
Velocidad de viento
p > |t|
Radiación solar
p > |t|
Pappophorum pappipherum
Panicum maximum cv gatton
0,36
τ
0,37
0,31
0,0048
0,017
0,0091
τ
0,32
0,23
0,22
p > |t|
0,0113
0,069
0,0878
τ
0,45
0,34
0,052
p > |t|
0,0004
0,0056
0,6936
τ
0,54
0,54
0,50
p > |t|
<,0001
<,0001
0,0002
τ
0,40
0,47
0,36
p > |t|
0,0015
0,0001
0,0062
τ
0,19
0,12
0,12
0,12|
0,35
0,33
τ
-0,17
-0,28
0,18
0,0263
0,026
-0,29
Tabla 3. Coeficiente de correlación de Kendall () y su significancia estadística entre contenido de humedad de combustibles (CH),
humedad de suelo (HS) a dos profundidades, precipitación, humedad relativa del aire máxima y mínima, velocidad del viento y radiación
solar para tres especies de gramíneas, período 2008-09. Campo Experimental La María, INTA EEA Santiago del Estero.
1
Promedios de datos observados entre fechas de muestreo.
La correlación entre CH con el promedio de HS a 0-30 cm,
a 30-60 cm, la precipitación y los promedios de humedad
relativa del aire máxima y mínima entre fechas de muestreo
fueron significativas en las tres especies en general (tabla
3). La mayor magnitud del coeficiente se observó entre CH
y la máxima humedad relativa del aire. No se observó relación con la velocidad del viento. La radiación solar presentó
correlación negativa con CH (tabla 3).
DISCUSIÓN
El CH promedio de las gramíneas y su variación está
dentro del rango informado para ese tipo de combustibles
en otros ecosistemas del mundo (Agee et al., 2002; Groot
et al., 2005; Andrews et al., 2006). La precipitación caída
durante el período 2008-09 fue ≈ 18% menor que el promedio histórico, lo cual podría ser una causa de la baja
magnitud general en el CH promedio observado en los pastos nativos ubicados en áreas abiertas en comparación con
P. máximum, implantado bajo cobertura arbórea la que es
conservada en los rolados.
La mayor HS promedio en el sitio ecológico media loma sugiere que el mismo presentó la mayor disponibilidad de agua
en el suelo a través del tiempo, hecho que contrasta con el
menor CH promedio de las especies nativas con respecto a
P. máximum. Ello se atribuye principalmente a diferencias
en la estructura de la vegetación. Por una parte, el sitio media loma es un ambiente semiabierto, sin grandes masas
de árboles y arbustos (isletas) que causen intercepción de
la precipitación. Pero, por otra parte, está sometido a la acción directa de los vientos y de la insolación. Estos hechos
favorecerían la rápida hidratación de tejidos como repuesta
a la lluvia, pero también su desecación brusca. El efecto de
la cobertura en la disminución del grado de secado de los
pastos por sombreado y la menor velocidad del viento han
sido citados en otros ecosistemas (Groot et al., 2005).
La variación estacional de CH en gramíneas reflejó la
distribución anual de las lluvias y temperatura: ausencia
normal de precipitación durante casi 6 meses, desde el
otoño a primavera temprana (mayo a septiembre), y luego lluvias con frecuencia y volumen variables en el tiempo
durante el verano y parte del otoño. La amplitud de la oscilación estacional fue de mayor magnitud que la observada
en árboles y arbustos nativos por Kunst et al. (2014a). Ello
se atribuye a que las gramíneas captarían agua del horizonte superficial del suelo, desarrollándose activamente
durante el verano y el otoño como repuesta a las condiciones climáticas que favorecen el crecimiento, y secándose
rápidamente durante el invierno y la primavera (Pellizzaro
et al., 2006). La magnitud de los coeficientes de correlación
y determinación entre CH y la función sinusoidal, similar
a la registrada en otras especies vegetales, sugiere que
el empleo de estas para su predicción podría ser factible
(Catchpole et al., 2001).
La magnitud del coeficiente de correlación (τ) y su significancia estadística entre el CH, la HS a las dos profundidades de suelo, la precipitación y la HR máxima y mínima en
91
las tres especies de gramíneas estudiadas fueron mayor a
la informada por Kunst et al., (2014a) en árboles y arbustos de la región chaqueña con las mismas variables. Esta
fortaleza de la asociación entre el CH y las variables indicadoras del ambiente climático sugiere una gran sensibilidad
para identificar períodos de alta probabilidad de encendido
entre y dentro de las estaciones climáticas. La HR máxima
del aire parece ser la de mayor potencial indicador del CH
en gramíneas.
El curado temprano observado (enero) se atribuye al
aumento de carbohidratos estructurales (celulosa, lignina)
en las gramíneas causado por el comienzo de la etapa
fenológica de encañazón. La reproducción en gramíneas
nativas y exóticas comienza tempranamente, entre fines
de diciembre y principios de enero (Kunst et al., 2001). El
curado causado por muerte de tejidos por bajas temperaturas se estima que comenzaría recién cuando la temperatura del aire cae por debajo de los 10 ºC, durante mayo, a
mediados-fines de otoño.
Los pastos pueden encenderse y propagar el fuego con
un CH menor a 28% (Williams et al., 1998; Bilbao et al.,
2009; Govender et al., 2006; Sullivan, 2010). En modelos
de combustible compuestos por gramíneas, la longitud de
llama promedio observada a nivel mundial es ≥ 2-3 m, y el
umbral de CH asociado con ese comportamiento varía entre ≈ 5-12% (Williams et al., 1998; Bilbao et al., 2009; Govender et al., 2006; Mc Donald y Mc Pherson, 2010). Kunst
et al., (2001, 2012) informan sobre la implementación de
fuegos prescriptos de media a alta intensidad (longitud de
llamas > 3 m) en sabanas de E. muticus y parques de Trichloris y Pappophorum con un CH entre 16-20%. Durante
1992, el CH de las gramíneas del sitio ecológico bajo superó CH 5-10% y se mantuvo por debajo del umbral de extinción teórico, sugiriendo una baja probabilidad de encendido. En el período ii, 2008-09, las gramíneas presentaron
durante el invierno y primavera un CH promedio ≤ 5-6%,
cercano al umbral de comportamiento de fuego extremo
en ese modelo de combustible (Mc Donald y Mc Pherson,
2010; Bianchi et al., 2014).
Las quemas prescriptas en la región chaqueña tienen
como objetivo principal el control de especies arbustivas.
La dinámica de CH de los combustibles finos sugiere que
fuegos de mediana a baja intensidad son factibles a partir
de mediados del invierno, mientras que los de alta intensidad a principios–mediados de primavera. Estas distintas
alternativas deben ajustarse a la fenología de las leñosas
para lograr resultados aceptables (Kunst et al., 2001).
Los sitios ecológicos se diferencian entre sí por el tipo de
suelos y la composición botánica de la vegetación (Kunst
et al., 2006). Las sabanas y parques de la región chaqueña, donde las gramíneas son dominantes (o aumentan
su participación en la vegetación), se ubican en los sitios
ecológicos bajo y media loma. En la práctica, y debido a
la presencia de arbustales y bosques a sus costados con
altura significativamente superior a los pastos, este paisaje
canaliza el viento e incluso aumenta su velocidad actuando
como túneles de viento, efecto que se incrementa cerca del
92
ARTÍCULOS
suelo. En las sabanas y parques el combustible es homogéneo en altura, está distribuido regularmente en el espacio y el CH se ubica, durante fines de invierno y principios
de primavera, muy por debajo del umbral de extinción. Los
resultados obtenidos confirman que las gramíneas nativas
son el estrato vegetal por donde se inicia y/o se propaga
inicialmente el fuego en la región chaqueña al igual que en
otras regiones subtropicales (Hoffmann et al., 2012). Ello
sugiere que el fuego posee una frecuencia en el tiempo
y espacio relativamente alta, hecho constatado mediante
análisis de cicatrices de fuego (Bravo et al., 2001).
La proclividad al fuego de la región chaqueña argentina se debería entonces en primer lugar a la coexistencia
de modelos de combustible (sabanas, pastizales, arbustales y bosques). Este estudio sugiere además como otro
factor ligado a la proclividad el CH por debajo del umbral
de extinción durante la época más seca (transición entre
invierno y primavera). Las condiciones meteorológicas
apropiadas para el curado del combustible y de ignición
necesarias coinciden prácticamente todos los años, una
característica típica de las regiones subtropicales del hemisferio sur (Williams et al., 1998). Regiones con climas
que poseen larga estación seca y alternancia de épocas
lluviosas y secas son proclives a fuegos de alta intensidad y severidad (Stott, 2000). Si a esto se suma la presencia de gramíneas en el paisaje, el fuego se transforma en un factor ecológico importante (Gill et al., 1996;
Williams et al., 1998; Hoffmann et al., 2012).
El pastoreo bovino, al reducir las cargas de combustible
fino, habría causado un cambio de régimen de fuego en
áreas subhúmedas-semiáridas del mundo como la región
chaqueña (Morello y Adámoli, 1974; Joubert et al., 2012).
En ese aspecto, este estudio sugiere que, al eliminar material semi-curado y promover nuevo crecimiento vegetativo,
el pastoreo también puede cambiar la proporción de tejido
seco/verde, aumentando el CH por encima del umbral de
ignición e impidiendo la ocurrencia y/o el avance del fuego.
CONCLUSIONES E IMPLICANCIAS PARA EL MANEJO
El CH es un indicador de la inflamabilidad de los combustibles y su dinámica puede emplearse para identificar épocas de aplicación de fuego prescripto y de peligro de fuego
accidental. Las gramíneas, al presentar una gran variación
del CH y fuerte asociación con variables ambientales, serían
las de mayor valor indicador del peligro de fuego de las estaciones climáticas, resultado similar al encontrado en otros
ecosistemas (Chuvieco et al., 2004). Los resultados indican
que la probabilidad de ignición es alta a partir de mayo debido al bajo CH y alto curado de los combustibles finos. Ello
sugiere una larga temporada de fuego, desde principios de
junio hasta la caída de las primeras lluvias usualmente en
septiembre-octubre, con distintas implicancias ecológicas
debido al estado fisiológico de leñosas y de pastos.
Este trabajo empleó una sola localidad de muestreo limitando la extrapolación espacial de la prevención del fuego a
partir del CH, pero permitiendo avanzar en detalle sobre su
RIA / Vol. 41 / N.º 1
dinámica temporal. Este estudio sugiere, además, que la humedad relativa del aire máxima es la variable que posee mayor potencial como indicador indirecto del CH de los pastos.
AGRADECIMIENTOS
Esta investigación estuvo financiada por el Proyecto
FP6-018505 FIRE PARADOX An innovative approach of
integrated wildland fire management regulating the wildfire
problema by the wise use of fire: solving the fire paradox,
European Union, 6th Framework, y por el Instituto Nacional
de Tecnología Agropecuaria, Área Estratégica Forrajes y
Pasturas, Proyecto Específico 1503 Incremento de la productividad de pastizales naturales 2006-2009. La Fundación ArgenINTA colaboró activamente en distintas etapas
del proyecto.
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94
ARTÍCULOS
RIA / Vol. 41 / N.º 1
Comportamiento productivo
de diferentes combinaciones cultivarportainjerto de peral en el Alto Valle
de Río Negro y Neuquén
DE ANGELIS, V.1; CALVO, P.1; RAFFO, D1; MENNI, M.F 1.
RESUMEN
Con el objetivo de evaluar el comportamiento vegetativo y productivo de diferentes combinaciones cultivar-portainjerto
de peral en la zona del Alto Valle de Río Negro y Neuquén se planteó un ensayo con cinco portainjertos: Franco, BA29,
BP1, MC y Sydo. Los cultivares utilizadas fueron Pyrus communis cv Williams, Abate Fetel y Beurrè DÁnjou. Los árboles fueron plantados en el 2001 con un marco de plantación de 4 x 2 m y conducidos en eje central. Los parámetros
vegetativos y productivos evaluados fueron: Área seccional transversal de tronco (ASTT; cm2); Longitud de la copa en el
sentido de la hilera (LCH, m); Crecimiento de los brotes del año (CBA, m); Producción acumulada por planta (PA, kg pl-1);
Producción estimada por hectárea (PE, t ha-1); Eficiencia productiva acumulada (EPA, kg cm-2); Distribución de calibres
(DC); Síntomas de incompatibilidad en la zona de unión y Mortandad de plantas. En todos los cultivares evaluados, el
portainjerto Franco fue el que presentó mejor comportamiento productivo y vegetativo (mayores ASTT, LCH, CBA, PA,
PE y EPA). Las combinaciones con los portainjertos de membrillero presentaron síntomas de incompatibilidad de leves a
moderados en la zona de unión en todos los cultivares estudiados y fueron las que tuvieron mayor mortandad de plantas.
La productividad de las combinaciones con membrillero fue baja en todos los cultivares, probablemente debido a la incompatibilidad observada a nivel de la zona de unión. Este hecho posiblemente se haya visto agravado por las condiciones
climáticas de la zona caracterizadas por altas temperaturas, fuertes vientos y baja humedad relativa que acrecientan los
problemas existentes de trasporte entre la raíz y la parte aérea afectando, consecuentemente, el normal desarrollo y
crecimiento de las plantas.
Palabras clave: Incompatibilidad, productividad, desarrollo vegetativo.
ABSTRACT
In order to evaluate the vegetative and reproductive behavior of different pear rootstocks in the Alto Valle de
Río Negro y Neuquén region, a trial was designed with four rootstocks: seedling, BA29, BP1, MC and Sydo.
The pear cultivars were: Pyrus communis cv Williams, Abate Fetel and Beurre D’ Anjou. Trees were planted
in 2001, spaced at 4 x 2 m and trained with a central axis. The vegetative and reproductive parameters evaluated were: Trunk cross-sectional area (TCSA; cm2); Canopy in the file (CF, m); Annual shoot growth (ASG,
m); cumulative yield (CY, kg pl -1); Estimated production per hectare (EPH , t ha-1); Cumulative yield efficiency
(CYE, kg cm -2); Fruit size distribution (FSD); Incompatibility symptoms in the graft union and plant mortality. In
all tested cultivars, the seedling had the highest vegetative and reproductive performance (highests TCSA, CF,
ASG, CY, EPH and CYE). In all the studied cultivars the quince rootstocks showed mild to moderate symptoms
1
INTA Alto Valle, Ruta Nacional 22 km 1190, CC 782, 8332, Cte. Guerrico, General Roca, provincia de Río Negro, Argentina.
Recibido el 15 de mayo de 2014 // Aceptado el 04 de marzo de 2015 // Publicado online el 08 de abril de 2015
Comportamiento productivo de diferentes combinaciones cultivar-portainjerto de peral en el Alto Valle de Río Negro y Neuquén
95
of incompatibility in the graft union and the highest plant mortality. The low productivity of the combinations
with quince rootstocks probably was associated to the incompatibility observed at the graft union. This fact had
possibly been exacerbated by the climatic conditions of the area, which is characterized by high temperatures,
strong winds and low relative humidity, increasing the existing problems of transportation between the root and
the canopy and, consequently, affecting the normal development of plants.
Keywords: Incompatibility, productivity, vegetative development.
INTRODUCCIÓN
El Alto Valle de Río Negro y Neuquén es la principal zona
productora y exportadora de peras de la Argentina. Los
principales cultivares utilizados son Williams, Packham´s,
Beurré DÁnjou y Abate Fetel (SENASA, 2012). Aproximadamente el 90% de estas plantaciones se encuentra sobre
el portainjerto Franco (Pyrus communis L.). Los principales
problemas que existen en relación con este pie son el excesivo vigor, la heterogeneidad y la lenta entrada en producción de las plantaciones (Carrasco, 2006). El uso de
portainjertos de membrillero (Cydonia oblonga) en plantaciones de perales permite obtener plantas de poco vigor y
rápida entrada en producción (Chevreau y Bell, 2005). Sin
embargo, la principal limitante en el uso de los membrilleros se debe a la incompatibilidad. Esta ha sido definida por
Andrews y Serrano (1993) como la falta de formación de
una unión fuerte en el injerto y la incapacidad de mantener una planta sana en el tiempo debido a una intolerancia celular. Los síntomas son variables y dependen de las
especies. Internamente se puede observar, por ejemplo,
necrosis de los tejidos de la zona de unión que se traduce
en problemas en la conductividad vascular y acumulación
de metabolitos en la zona del injerto, entre otros. Externamente los síntomas son muy diversos, desde morfología
anormal o caída prematura de las hojas hasta muerte de
las plantas. Por un lado, existen diferencias varietales en
cuanto a la incompatibilidad con membrillero, hay algunos
cultivares que son prácticamente compatibles como Beurré
Hardy o Doyenné du Comice. Hay otros casos que presentan un grado variable de incompatibilidad como, por ejemplo, Abate Fetel o Conference (Carrasco, 2006). Y por otro
lado hay cultivares, como Williams o Beurré Bosc, donde
se observan grados avanzados de incompatibilidad con los
membrilleros (Carrasco, 2006).
En algunas regiones productoras del mundo, como España e Italia, se utilizan los portainjertos de membrillo MC,
Adams, MA, Sydo y BA29 (Webster, 1998; Carrasco 2006)
combinados con cultivares que presentan escasos problemas de incompatibilidad como Conference y Abate Fetel.
Sin embargo, en el último tiempo estos pies comenzaron a
ser utilizados con un interinjerto o injerto puente para disminuir los problemas de incompatibilidad con otras variedades.
Varios autores han reportado existencia de incompatibilidad
en las combinaciones de cultivares de peral y membrillero
más utilizadas en Argentina: EMC, Sydo y BA29 (Carrera,
1996; Mosse y Scaramuzzi, 1956; Webster, 1998).
Las condiciones climáticas del Alto Valle en los meses
de septiembre a marzo, con bajos porcentajes de humedad relativa (80,4% de máxima y 29,7% de mínima),
elevada radiación solar (irradiancia máxima promedio de
549 Watt m-2), elevada temperatura (temperatura máxima
media promedio de 26,7º C) y fuertes vientos (velocidad
máxima media promedio de 30,7 km h-1, con ráfagas promedio de 70 km h-1), provocan situaciones de estrés para
el desarrollo de las plantas (Rodríguez y Muñoz, 2006).
En consecuencia, se producen daños en los frutos como
el asoleado, socarrado o rameado que generan importantes mermas en la producción debido a la disminución
de la calidad a cosecha (Raffo y Rodríguez, 2007). Se ha
mencionado en la bibliografía que algunas combinaciones de peral-membrillero son compatibles cuando crecen
en climas de bajas temperaturas pero desarrollan incompatibilidad cuando lo hacen en climas calurosos (Moore,
1984).
En la fruticultura actual, donde es necesario reducir el
tiempo improductivo de las plantaciones y minimizar los
costos de producción, es preciso contar con portainjertos
de peral que produzcan árboles de poco vigor, de rápida
entrada en producción, con altos rendimientos y fruta de
buena calidad para poder mejorar la rentabilidad del sector
productivo. Con el objetivo de evaluar el comportamiento
vegetativo y productivo de diferentes portainjertos de peral
en la zona del Alto Valle se planteó un ensayo con tres cultivares de pera. Se presentan los resultados y se discuten
los aspectos más relevantes.
Materiales y métodos
Se trabajó en una parcela ubicada en la Estación Experimental de INTA Alto Valle (39º01’ latitud Sur; 67º40’
longitud Oeste) implantada en el año 2001. Se realizó el
seguimiento del monte desde la implantación hasta el año
2009, presentándose los datos de las últimas tres temporadas (temporadas 2006/2007; 2007/2008 y 2008/2009).
Se evaluaron los cultivares Beurrè D’Anjou y Abate Fetel
injertados sobre membrilleros MC, BA29 y Sydo y sobre
perales BP1 y Franco o de semilla y el cultivar Williams
injertado sobre Sydo, BP1 y Franco. Los portainjertos utilizados eran libres de virus. La conducción fue en espaldera
en un marco de plantación de 4x2 m con orientación esteoeste. El sistema de riego empleado fue el goteo. La poda,
los tratamientos fitosanitarios y el manejo del monte en
96
ARTÍCULOS
general se realizaron de acuerdo a las recomendaciones
para la zona. El momento de cosecha se determinó a partir
de los índices de madurez indicados para cada uno de los
cultivares (firmeza, sólidos solubles, acidez titulable, color
e índice de degradación de almidón).
Parámetros evaluados
Área seccional transversal de tronco (ASTT; cm2): durante la época invernal se midió la circunferencia del tronco
una vez por temporada y se calculó el área seccional como
parámetro estimador del crecimiento vegetativo.
Longitud de la copa en el sentido de la hilera (LCH; m):
durante la época invernal de la última temporada de evaluación (2008/2009) se midió la longitud de las ramas basales de cada planta a lo largo de la hilera de plantación,
ese valor se utilizó como estimador del tamaño de la copa
de los árboles.
Crecimiento de brotes del año (CBA; m): durante la época
invernal de la última temporada de evaluación (2008/2009)
se midió la longitud de todos los brotes del año en tres
ramas estructurales de cada planta. Se trabajó con la sumatoria de la longitud de los brotes por rama.
Producción acumulada por planta (PA; kg pl-1): al momento de cosecha se registró el peso del total de los frutos
producidos por planta. Finalizado el ensayo se realizó la
sumatoria de los rendimientos de cada cosecha desde la
temporada 2005/2006 hasta 2008/2009.
Producción estimada por hectárea (PE; t ha-1): en la última temporada del ensayo, sobre la base de las mediciones
de la longitud de copa en sentido de la hilera de cada una
de las combinaciones, se hizo una estimación de la cantidad adecuada de plantas por hectárea para cada uno de
los portainjertos evaluados. En función de estos datos se
procedió a calcular las t producidas por ha.
Eficiencia productiva acumulada (EPA; kg cm-2): calculada como la producción promedio acumulada en función del
área seccional de tronco de la última temporada.
Distribución de calibres (DC): al momento de cosecha
se recolectó la totalidad de los frutos de las plantas en una
sola pasada y se determinó la distribución de calibres en
tres categorías en función del diámetro del fruto: menor de
65 mm, entre 65-70 mm y mayor de 75 mm. Se presentan
los datos de la última temporada de evaluación.
Observación de la estructura de la zona de unión:una
vez finalizado el ensayo se talaron las plantas y se realizó
un corte longitudinal de la zona del injerto en 5 plantas por
combinación. Se clasificaron las uniones, según su estructura interna, en 5 categorías descriptas por Herrero y Tabuenca en 1962 y Carrera en 1996:
Clase A: Unión perfecta.
Clase B: Unión que presenta madera y corteza continuas.
Clase C: Unión con corteza parcialmente discontinua.
RIA / Vol. 41 / N.º 1
Clase D: Unión con madera parcialmente discontinua.
Generalmente presenta corteza discontinua.
Clase E: Unión con elevado grado de discontinuidad de
la madera.
Las clases A y B son consideradas compatibles y las clases C y D (especialmente cuando hay más en clase D)
son consideradas incompatibles. Usualmente la clase C
presenta buen comportamiento a campo mientras que la
clase D no.
Mortandad de plantas: Al finalizar la última temporada del
ensayo se relevó la cantidad de plantas muertas en cada
combinación y se calculó el porcentaje de mortandad de
plantas.
Diseño experimental
El diseño estadístico fue completamente aleatorizado.
Se trabajó con parcelas de 4 plantas con 5 repeticiones.
Las evaluaciones y mediciones correspondientes se efectuaron en todos los casos sobre las dos plantas centrales
de la parcela.
Para el análisis estadístico de todas las variables respuesta estudiadas se utilizó el programa InfoStat (Di Rienzo, et al., 2008). Se presenta un análisis descriptivo de
las variables ASTT, incompatibilidad en la zona de unión y
mortandad de plantas. Bajo el marco de los modelos lineales clásicos se probaron diferencias entre los promedios
de las variables de interés (LCH, CBA, PA, PE y EPA) y se
ajustó un análisis de la varianza de una vía estableciendo un nivel de significación del 5% (α=0,05). Los supuestos se confirmaron mediante las pruebas paramétricas de
Shapiro-Wilk (modificado) para la normalidad y la prueba
de Levene para la homogeneidad de varianzas. Los contrastes de medias se cotejaron a través de la prueba de
Tukey, manteniendo el mismo nivel de significancia. Mediante el análisis de tablas de contingencia se observó la
dependencia de la DC con respecto a los tratamientos y se
complementó con un análisis descriptivo.
Resultados y Discusión
Crecimiento vegetativo
En todos los cultivares evaluados, el portainjerto Franco
fue el que presentó el mayor valor de incremento del ASTT
a lo largo del tiempo (figura 1A-B-C). Este hecho indica
que las plantas fueron las de mayor crecimiento vegetativo y vigor, coincidiendo con los resultados reportados
en estudios previos en los cultivares Abate Fetel, Comice
y Conference (Castro y Rodriguez, 2002; Iglesias et al.,
2003; Maas, 2008).
En el cv Williams, el membrillero que presentó menor
crecimiento fue Sydo (figura 1A), similar resultado al obtenido por Loreti et al. (2002), Iglesias et al. (2003) y Massai
et al. (2008) en ensayos con Conference. En Abate Fetel
no hubo diferencias en cuanto al vigor de las plantas, todos
60
97
En todos los cultivares evaluados el portainjerto Franco
fue el que presentó una mayor LCH en la última temporada
de estudio (tabla 1). En el caso del cv Williams, Sydo fue el
que ocupó menor espacio. En Abate Fetel los portainjertos
que presentaron la menor longitud de copa fueron MC y
BP1, mientras que en Beurrè DÁnjou fue MC (tabla 1).
A
50
AST (cm2)
40
30
Longitud de copa (m)
20
Portainjerto
Williams
Abate Fetel
10
0
80
B
70
ASTT (cm2)
60
BA29
---
1,6 ± 0,1 b
1,7 ± 0,1 b
BP1
1,6 ± 0,1 b
1,4 ± 0,1 ab
1,8 ± 0,1 b
Franco
2,5 ± 0,1 c
2,4 ± 0,1 c
2,8 ± 0,1 c
MC
---
1,1 ± 0,1 a
1,1 ± 0,1 a
Sydo
1,1 ± 0,1 a
1,5 ± 0,1 b
1,9 ± 0,1 b
Tabla 1. Longitud de la copa a lo largo de la hilera (m) en diferentes combinaciones de portainjerto/cultivar de perales en la temporada 2008/2009. Letras diferentes en la misma columna indican
diferencias significativas (Tukey, α= 0,05).
50
40
30
En la tabla 2 se observa que en las tres variedades evaluadas el portainjerto Franco presentó mayores valores de
CBA (vigor). En el cv Williams Sydo fue el que tuvo el menor
valor (tabla 2). En el caso de Abate Fetel no se encontraron
diferencias significativas entre el resto de los portainjertos.
En Beurrè DÁnjou el pie MC fue el que presentó el menor
valor. Este resultado concuerda con las anteriores medidas
de vigor obtenidas (AST) confirmando una relación positiva
entre los crecimientos anuales y el vigor (Lauri et al., 2006).
20
10
0
110
Beurrè
DÁnjou
C
100
90
80
Longitud total de brotes (m)
70
60
Portainjerto
Williams
50
40
30
20
10
0
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
BA29
BP1
Franco
Mc
Sydo
Figura 1. Evolución del área seccional de tronco desde el año
2001 al 2008 (ASTT, cm2): A) Williams, B) Abate Fetel, C) Beurrè
DÁnjou.
Abate Fetel
Beurrè
DÁnjou
BA29
---
1,6 ± 0,5 a
1,8 ± 0,3 b
BP1
2,6 ± 0,3 b
1,9 ± 0,2 a
1,8 ± 0,2 b
Franco
8,3 ± 0,5 c
8,0 ± 0,9 b
8,6 ± 0,8 c
MC
---
1,2 ± 0,1 a
0,6 ± 0,1 a
Sydo
1,1 ± 0,2 a
1,5 ± 0,3 a
1,5 ± 0,3 b
Tabla 2. Crecimiento de los brotes del año (m) en diferentes combinaciones de portainjerto/cultivar de perales durante el invierno
del 2009. Letras diferentes en la misma columna indican diferencias significativas (Tukey, α= 0,05).
Producción acumulada por planta
los membrilleros presentaron similares valores de ASTT (figura 1B). En el caso de Beurrè DÁnjou el portainjerto MC
fue el que tuvo las menores ASTT y por lo tanto el menor
vigor coincidiendo con los observado en el cv Conference
por Loreti et al. (2002) y Massai et al. (2008) (figura 1C).
En los tres cultivares evaluados, el portainjerto Franco fue el que tuvo la mayor PA (figuras 2A, B y C) en las
últimas 4 temporadas coincidiendo con lo observado por
Iglesias et al. (2003) en Conference. En Williams y Abate
Fetel fue aproximadamente un 70% superior al resto de las
ARTÍCULOS
120
RIA / Vol. 41 / N.º 1
Producción estimada por hectárea
A
b
En los tres cultivares, el portainjerto Franco presentó la
mayor PE al noveno año, entre 40 y 60 t ha-1, dependiendo
del cultivar (figura 3). Estos valores son acordes a los rendimientos normales para la zona.
100
80
60
40
a
20
a
140
b
50
45
100
40
a
a
a
a
20
0
Producción estimada (tn ha-1)
60
35
30
25
ab
20
15
a
10
5
c
140
120
100
b
b
60
a
40
a
20
0
BA29
BP1
Franco
MC
Producción estimada
(tn ha-1)
0
C
160
80
b
A
40
80
180
Cumulative Yield (kg pl-1)
B
120
Figura 2. Producción acumulada (kg pl-1) de combinaciones evaluadas durante las temporadas 2006/2007 a 2008/2009. A) Williams, B) Abate Fetel, C) Beurrè DÁnjou. Letras diferentes indican
diferencias significativas (Tukey, α= 0.05).
70
b
50
40
ab
30
ab
ab
b
b
a
20
10
70
c
C
60
50
40
combinaciones. En cambio en Beurrè DÁnjou la producción del portainjerto Franco fue un 80% mayor que BP1 y
MC y aproximadamente un 50% mayor que BA29 y Sydo.
Estos resultados coinciden con los observados por Castro
y Rodriguez (2002) en Abate Fetel y Conference. Mientras
que difieren de lo encontrado por Loreti et al. (2002) y
Massai et al. (2008) en cv Conference donde los portainjertos de membrillero (Sydo, BA29 y MC) tuvieron mayor
rendimiento acumulado, probablemente debido al cultivar
utilizado y a las condiciones ambientales donde se realizó
el ensayo.
B
60
0
Sydo
)
Producción acumulada (kg pl-1)
0
En el cv Williams el portainjerto con la menor PE fue
Sydo (8,4 t ha-1) (figura 3A). En DÁnjou y Abate Fetel los
membrilleros BA29, MC y Sydo tuvieron similares producciones y fueron aproximadamente un 50% menores que
el portainjerto Franco mientras que BP1 fue el pie con la
menor producción, entre 12.5 y 14.5 t ha-1(figuras 3 B-C).
-
98
b
30
a
20
10
0
BA29
BP1
Franco
MC
Sydo
Figura 3. Producción estimada por ha (t ha-1) durante la última temporada (2008/2009). A) Williams, B) Abate Fetel, C) Beurrè DÁnjou.
Letras diferentes indican diferencias significativas (α= 0.05).
99
En los cv Williams y Abate Fetel, el portainjerto Franco
presentó la mayor EPA (tabla 3), resultados similares obtuvieron Castro y Rodriguez (2002) en Abate Fetel y Conference. En el cv Williams no se encontraron diferencias entre los valores registrados en los portainjertos BP1 y Sydo.
En Abate Fetel y Beurrè DÁnjou el pie BP1 fue el que
presentó los menores valores.
Portainjerto
Frutos (%)
Eficiencia productiva acumulada
Eficiencia productiva acumulada (kg cm-2)
100
A
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Williams
Abate Fetel
Beurrè DÁnjou
BA29
---
0,7 ± 0,1 ab
1,5 ± 0,1 b
90
BP1
0,6 ± 0,1 a
0,4 ± 0,1 a
0,4 ± 0,1 a
80
Franco
1,6 ± 0,1 b
1,4 ± 0,1 c
1,5 ± 0,1 b
70
MC
---
1,0 ± 0,1 bc
1,6 ± 0,1 b
Sydo
0,9 ± 0,1 a
0,9 ± 0,1 ab
1,6 ± 0,1 b
Tabla 3. Eficiencia productiva acumulada (kg cm-2) en diferentes
combinaciones de portainjerto/cultivar de perales. Letras diferentes en la misma columna indican diferencias significativas (Tukey,
α= 0,05).
Frutos (%)
100
B
60
50
40
30
20
10
0
100
Distribución de calibres
90
A partir del análisis de las tablas de contingencia se confirmó la asociación de la DC con los tratamientos (p<0,001)
para cada cultivar evaluado. La descripción de la DC en los
tres cultivares mostró las siguientes tendencias: en el cultivar Williams todos los portainjertos se caracterizaron por
tener altos porcentajes de fruta de calibres chicos (figura
4A). Sydo fue el que presentó mayor porcentaje de frutos
dentro de la categoría menor de 65 mm. En el caso de
Abate Fetel el portainjerto MC fue el que presentó la fruta
de menor calibre (figura 4B) coincidiendo con Massai et al.
(2008) sobre Conference, mientras que el portainjerto BP1
tuvo la fruta de mayor calibre. No se observaron diferencias
en la fruta de calibre medio. En Beurrè DÀnjou el portainjerto Franco fue el que mostró la fruta de mayor calibre
(figura 4C). El resto de los pies presentó la mayor cantidad
de fruta dentro de las categorías de calibres chicos. Los
resultados observados en Williams y Beurrè DÁnjou difieren con lo observado por Iglesias et al. (2003) y Massai et
al. (2008) en Conference, donde los mayores calibres se
obtuvieron en las plantas injertadas sobre Sydo y BA29.
Observación de la estructura de la zona de unión
Por un lado, en Williams la combinación que mostró los
síntomas más severos de incompatibilidad fue con Sydo,
donde la mayoría de las uniones fueron clasificadas como
D (tabla 4, figura 5). Por otro lado, las combinaciones con
los portainjertos Franco y BP1 no presentaron problemas de
incompatibilidad (uniones de tipo A) (tabla 4, figura 5). En el
caso de Abate Fetel, los pies Franco y BP1 no presentaron
problemas en la zona de unión. Si bien se observaron sín-
C
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Chicos (< 65 mm)
Medianos
(65-70 mm)
BA29
Franco
BP1
Grandes (> 70 mm)
MC
Sydo
Figura 4. Distribución de calibres en la última temporada (2008 /
2009). A) Williams, B) Abate Fetel, C) Beurrè DÁnjou.
tomas de incompatibilidad con los portainjertos de membrillero, se podría decir que fue de un menor grado ya que la
mayoría de las uniones fueron de tipo B y C (tabla 4, figura
5). En el cv Beurré DÁnjou todas las combinaciones con
membrillero mostraron síntomas de incompatibilidad, la mayoría de las uniones fueron de tipo C y D (tabla 4, figura 5).
Estas diferencias de compatibilidad observadas en todos
los cultivares entre los pies Franco y BP1 respecto de los
membrilleros se debe principalmente a que los primeros
son injertos intraespecíficos donde no existen riesgos de
incompatibilidad, mientras que en el caso de los membrilleros los injertos son intergenéricos donde es más factible
que existan problemas.
100
ARTÍCULOS
A
RIA / Vol. 41 / N.º 1
B
D
C
Figura 5. Cortes longitudinales de la zona de unión con diferentes grados de incompatibilidad. A) Unión de tipo A: Franco/Williams, B)
Unión de tipo B: MC/Abate Fetel C) Unión de tipo C: MC/Beurrè DÁnjou y D) Unión de tipo D: Sydo/Williams.
Cultivar
Williams
Abate Fetel
Portainjerto
Clase de unión
B
C
D
Franco
100
BP1
80
20
Sydo
20
80
Franco
100
BP1
80
MC
20
60
Sydo
Beurrè
DÁnjou
Plantas muertas (%)
A
40
30
70
BA29
50
50
Franco
100
BP1
100
MC
100
Sydo
60
40
40
20
BA29
40
Tabla 4. Grado de compatibilidad en diferentes combinaciones de
portainjerto/cultivar de perales (%).
Mortandad de plantas
En el cultivar Williams, la combinación con el portainjerto Sydo fue la que mayor porcentaje de mortandad de
plantas presentó (tabla 5). En Abate Fetel, los portainjertos que presentaron la mayor cantidad de plantas muertas
fueron BA29 y Sydo (tabla 5) mientras que los pies Franco
y BP1 no presentaron mortandad de plantas. En Beurrè
DÀnjou, los portainjertos que mayor mortandad de plantas
presentaron fueron BA29 y MC, respectivamente (tabla 5).
La mayor mortandad de plantas en todos los cultivares se
observó con los pies de membrillero que fueron los que
presentaron síntomas de incompatibilidad más severos.
Conclusiones
Bajo las condiciones del presente ensayo, si bien con
el portainjerto Franco se obtuvieron las plantas más vigorosas, fue el pie con el mejor comportamiento productivo
(mayor PA y EPA). Basándose en el mayor tamaño de las
plantas, las combinaciones con el pie Franco deberían tener un mayor marco de plantación respecto a los membrilleros. Coincidiendo con experiencias previas, estas combi-
Portainjerto
Williams Abate Fetel Beurrè DÁnjou
BA29
---
25
15
BP1
5
0
5
Franco
0
0
0
MC
---
5
10
Sydo
20
25
5
Tabla 5. Mortandad de plantas (%) en diferentes combinaciones
de portainjeto/variedad de perales al finalizar la última temporada
de estudio (2008/2009).
naciones no mostraron síntomas de incompatibilidad a nivel
de la zona de unión del injerto. El pobre comportamiento
productivo de las combinaciones con membrillero en todos
los cultivares probablemente esté asociado a la incompatibilidad observada a nivel de la zona de unión donde, en
la mayoría de los casos, existió una discontinuidad de la
corteza y de la madera que afectó al transporte de sustratos y fotoasimilados de la planta. Este hecho posiblemente
se haya visto agravado por las condiciones climáticas de la
zona caracterizadas por altas temperaturas, fuertes vientos
y baja humedad relativa que acentúan los problemas existentes de trasporte entre la raíz y la parte área afectando el
normal desarrollo y crecimiento de las plantas.
El uso de portainjertos de membrillero (Cydonia oblonga) en plantaciones de perales en la zona del Alto Valle es
muy riesgoso debido a la incompatibilidad que presentan.
De todas maneras sería posible llevar a cabo plantaciones
de este tipo siempre y cuando vayan acompañadas con
tecnologías de manejo apropiadas (empleo de filtros, riego
mecanizado, fertirriego, manejo de microclima del monte,
empleo de mallas para el control de golpe de sol, manejo de la cobertura del suelo, etc). Este tipo de tecnologías
de avanzada implica mayores costos de inversión y productivos por lo que la rentabilidad dependerá del uso de
cultivares novedosos que tengan un alto valor inicial en el
mercado (por ejemplo, variedades “club”).
AGRADECIMIENTOS
A Cecilia Gittins por la traducción de los textos.
101
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102
ARTÍCULOS
RIA / Vol. 41 / N.º 1
Estrategias para modular los efectos
de 1-MCP en peras Packham’s Triumph:
aplicación simultánea con etileno
o con CO2 y tratamientos con calor
CALVO, G. 1; CANDAN, A.P.1
RESUMEN
Se realizaron dos experimentos con el objetivo de evaluar la efectividad de diferentes estrategias para recuperar la capacidad de maduración de peras Packham’s Triumph tratadas con 1-metilciclopropeno (1-MCP).
Los resultados mostraron que una aplicación simultánea de 0.3 μl L-1 1-MCP con 0.15 o 0.3 μl L-1 de etileno
o con 5% de CO2 permitió la maduración de los frutos después de 160 días de almacenamiento. Entre estos
tratamientos, 0.3 μl L-1 1-MCP con 0.15 μl L-1 de etileno logró un control absoluto de la escaldadura superficial
incluso después de 210 días de almacenamiento. Cuando se aplicó 0.6 μl L-1 de 1-MCP, las aplicaciones simultáneas con 0.6 μl L-1 de etileno o con 5% CO2 solo permitieron el ablandamiento de los frutos tras 230 días,
manteniendo una muy baja incidencia de escaldadura superficial. La eficacia de los tratamientos con calor
fue dependiente de su duración. Un calentamiento de 2 ó 3 semanas permitió el ablandamiento de los frutos
tratados con 0.6 μl L-1 1-MCP y almacenados por 230 o 160 días respectivamente, mientras que 2 semanas
fueron suficientes en frutos tratados con 0.3 μl L-1 1-MCP y almacenados por 210 días. Sin embargo, estos
tratamientos mostraron una mayor incidencia de escaldadura superficial. Se concluye que la competencia por
el sitio receptor mediante la aplicación simultánea de etileno o CO2 es la estrategia más promisoria ya que
permite modular los efectos del 1-MCP manteniendo una baja incidencia de escaldadura superficial en peras
Packham’s Triumph.
Palabras clave: almacenamiento frigorífico, madurez de consumo, escaldadura superficial.
ABSTRACT
Two experiments were conducted in order to evaluate the effectiveness of several approaches to restore
ripening ability of ‘Packham’s Triumph’ pears treated with 1-methylcyclopropene (1-MCP). Results showed that
a simultaneous application of 0.3 μl L-1 1-MCP with 0.15 or 0.3 μl L-1 ethylene or with 5% CO2 allowed the fruit
to ripen after 160 days of storage. Among these treatments, 0.3 μl L-1 1-MCP with 0.15 μl L-1 ethylene absolutely
controlled superficial scald even after 210 days of storage. When 0.6 μl L-1 1-MCP were applied, the simultaneous application with 0.6 μl L-1 ethylene or with 5% CO2 allowed the softening of the fruit only after 230 days,
and also maintaining a very low incidence of superficial scald. The efficacy of the warming treatments was
1
Area Poscosecha, EEA Alto Valle, Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). CC782, CP(8332), Gral. Roca, Río Negro,
Argentina. E-mail: [email protected]; [email protected]
Recibido el 17 de junio de 2014 // Aceptado el 06 de marzo de 2015 // Publicado online el 29 de abril de 2015
Estrategias para modular los efectos de 1-MCP en peras Packham’s Triumph: aplicación simultánea con etileno o con CO2 (...)
103
dependent on the time that fruit were warmed. A warming of 2 or 3 weeks was needed to restore ripening in
fruit treated with 0.6 μl L-1 1-MCP and stored for 230 or 160 days, respectively and 2 weeks was also effective in
fruits treated with 0.3 μl L-1 1-MCP and stored for 210 days. However, these warming treatments developed the
highest incidence of superficial scald. In conclusion, the competition for the binding sites by ethylene or CO2 is
the most promissory strategy since they modulate 1-MCP effects maintaining low incidence of superficial scald
in ‘Packhams Triumph’ pears.
Keywords: cold storage, ripening, superficial scald.
INTRODUCCIÓN
Algunos cultivares europeos de pera (Pyrus communis),
como Packham’s Triumph, son altamente susceptibles a la
escaldadura superficial. Por ello, se usan tratamientos poscosecha con difenilamina y etoxiquina, en forma comercial,
para prevenir este importante desorden fisiológico de almacenamiento. Sin embargo, muchos países han prohibido el
uso de esos antioxidantes, situación que lleva al desarrollo
de métodos alternativos para controlar la escaldadura (Calvo y Kupferman, 2012).
La aplicación de 1-metilciclopropeno (1-MCP) luego de
la cosecha reduce, en forma importante, el desarrollo de
escaldadura superficial. Su efectividad fue asociada a la
disminución en la síntesis de etileno de α-farnasenos y de
trienos conjugados (Chen y Spotts, 2005). En las peras el
tratamiento con 1-MCP mantiene la firmeza de la pulpa y
el color verde (Mitcham et al., 2001; Calvo, 2004; Ekman
et al., 2004). La dosis comercial que se aplica actualmente
(0.3 μl L-1) controla efectivamente la escaldadura superficial
pero puede inhibir la maduración normal de la fruta durante un período de comercialización razonable (Blankeship
y Dole, 2003; Chen y Spotts, 2005). La firmeza y el color
de la epidermis son los principales índices de maduración
usados para caracterizar la madurez normal de las peras
porque, a diferencia de las manzanas, estas solo alcanzan
la calidad de consumo cuando se ablandan y amarillean
(Ekman et al., 2004).
Por lo tanto, lograr un balance entre los beneficios de
almacenamiento y la eventual maduración de la fruta para
su comercialización (Mitcham et al., 2001; Villalobos Acuña
et al., 2011), es todavía un desafío. En las peras la recuperación de la sensibilidad al etileno depende en gran parte
de la concentración de 1-MCP aplicada, del tiempo de almacenamiento y de la madurez de la fruta al momento del
tratamiento (Calvo, 2004).
Diferentes estrategias han sido evaluadas con el objetivo de restablecer el proceso de maduración en peras
tratadas con 1-MCP. La aplicación de etileno exógeno
después del almacenamiento en frío no revirtió la inhibición causada por 1-MCP en peras (Mitcham et al., 2001;
Calvo, 2004). Sin embargo, la aplicación simultánea de
1-MCP con etileno en proporciones entre 1:0.5 a 1:2 po-
dría facilitar la restauración subsiguiente de la maduración,
algo que podría atribuirse a la competencia de ambos
compuestos por los sitios de unión del etileno (Manriquez
y Defilippi, 2011; Cucci y Regiroli, 2011; Chiriboga et al.,
2011). En este sentido, la aplicación simultánea de 1-MCP
y CO2 también podría ser efectiva, ya que el CO2 podría
reducir la acción del etileno mediante la competencia por
el sitio receptor (Burg y Burg, 1967; Gorny y Kader, 1997)
o mediante efectos secundarios asociados a cambios en
el pH (Sisler y Wood, 1988). Sin embargo, este enfoque
no había sido analizado hasta este estudio. Finalmente, Bai et al. (2006) y Chiriboga et al. (2010) reportaron
que el calentamiento de frutos a temperaturas entre 10 y
20 °C durante o luego del almacenamiento podría restaurar la capacidad de ablandamiento de varios cultivares de
peras tratados con 1-MCP, atribuyéndose este efecto a la
estimulación de la síntesis de nuevos receptores (Jiang et
al., 1999).
La presente investigación fue realizada con el objetivo de
evaluar diferentes estrategias de modulación de los efectos
del 1-MCP en peras Packham’s Triumph para permitir la
maduración de la fruta como así también el control de la
escaldadura superficial.
Material vegetal y tratamientos
Para el primer experimento se cosecharon peras
Packham’s Triumph de una chacra comercial. Las peras se
cosecharon en estado preclimatérico el 10 de febrero de 2009
(firmeza: 64.1 N, sólidos solubles 11.3%, acidez titulable:
2.68 g L-1, color 117.3 hue, degradación de almidón:
45.0%). Se clasificaron frutos de tamaño homogéneo y libres de defectos en 9 lotes que cada uno contenía 360 frutas. Fueron tratados con 0 μl L-1 (control),
0.3 μl L-1 1-MCP, 0.6 μl L-1 1-MCP. Para modular los efectos
de 1-MCP, se evaluaron las siguientes estrategias: aplicación simultánea de 0.3 μl L-1 1-MCP + 0.3 μl L-1 etileno
(0.3+0.3ET), 0.6 μl L-1 1-MCP + 0.6 μl L-1 etileno (0.6+0.6ET),
0.6 μl L-1 1-MCP + 5% v/v CO2 (0.6+CO2) y tratamiento de
calentamiento por dos semanas para 0.3 μl L-1 1-MCP fruto
tratado (0.3+2S) o durante 2 y 3 semanas para 0.6 μl L-1
CALVO, Gabriela1; CANDAN, Ana Paula1
104
ARTÍCULOS
1-MCP fruto tratado (0.6+2S y 0.6+3S, respectivamente).
Los frutos fueron embalados en cajas de cartón para peras
con bolsas (PEBD, 25 µm) y almacenados a -0.5 ºC durante 160 y 230 días.
Para el segundo experimento se cosecharon peras
Packham’s Triumph de la misma chacra. Fueron cosechadas en estado preclimatérico el 23 de febrero de 2010 (firmeza: 60.8 N, sólidos solubles: 11.2%, acidez valorable:
2.28 g L-1, 116.9 hue, degradación de almidón: 39.7%). Se
clasificaron frutos de tamaño homogéneo y libres de defectos en 7 lotes conteniendo 360 frutos cada uno. Fueron
tratados con 0 μl L-1 (control) o 0.3 μl L-1 1-MCP y las estrategias ensayadas fueron las siguientes: aplicación simultánea de 0.3 μl L-1 1-MCP + 0.15 μl L-1 etileno (0.3+0.15ET),
0.3 μl L-1 1-MCP + 5% v/v CO2 (0.3+CO2) y tratamiento
de calentamiento por 1, 2 o 3 semanas (0.3+1S, 0.3+2S
y 0.3+3S, respectivamente). Los frutos fueron embalados en cajas de cartón para peras con bolsas (PEBD,
25 µm) y almacenados a -0.5 ºC durante 150 y 210 días.
Tratamientos de 1-MCP
Las frutas fueron tratadas con 0.3 o 0.6 µl L-1 1-MCP en
cámaras herméticas mediante el agregado de agua tibia
al polvo SmartFreshR para la liberación del gas. Durante
el tratamiento se encendieron los ventiladores colocados
dentro de las cámaras para asegurar una distribución de
gas rápida y homogénea. Los frutos fueron tratados por 24
horas durante el enfriamiento, luego se abrió la cámara y
se aireó completamente.
Tratamientos de CH4 y CO2
Para las aplicaciones simultáneas con etileno, se tomó
con una jeringa el volumen necesario de una mezcla gaseosa enriquecida (5% de CH4 en aire) para obtener 0.6,
0.3 y 0.15 μl L-1 de etileno en una cámara hermética. Ese
volumen se inyectó en el momento de realizar el tratamiento con 1-MCP. Para obtener 5% de CO2 v/v en una cámara
hermética se utilizó una mezcla gaseosa enriquecida (99%
de CO2 en el aire), que fue directamente inyectada desde
el tubo de gas equipado con un flujímetro.
Tratamientos con calor
Antes de cada fecha de evaluación se llevaron a cabo
tratamientos de calor posalmacenamiento. Esto se realizó
calentando la fruta en una cámara a 17 °C durante 1, 2, ó 3
semanas (según el tratamiento), tras lo cual fueron devueltas a almacenamiento en frío por una semana más.
Análisis de la producción de etileno
La producción de etileno fue (nl g-1 h-1) fue medida en
3 repeticiones de 1 fruta por tratamiento luego de cada
período de almacenamiento y durante 14 días de vida en
estante a 20 °C. Las frutas fueron colocadas en un fras-
RIA / Vol. 41 / N.º 1
co hermético de 1.5 L durante 30 minutos. Se evaluó una
muestra de 1 ml de gas de espacio de cabeza a través de
cromatografía gaseosa (GC-14A, Shimadzu, Japón), usando una columna de alúmina y un detector FID.
Determinación de la firmeza de la pulpa y del color
de la epidermis
Se evaluaron la firmeza y el color en tres repeticiones
de 20 frutos por tratamiento, inmediatamente después del
almacenamiento y luego de 7 a 14 días de vida en estante
a 20 °C. La firmeza (N) se midió en dos lados de cada fruta
usando un presiómetro electrónico (FTA14, Güss, Sudáfrica) equipado con un émbolo de 8 mm. El color de la epidermis se midió con un colorímetro (CR400, Minolta, Japón)
en dos lados opuestos de cada fruta y se expresó como
ángulo hue donde h° <102 indica que las frutas estaban
amarillas (Ekman et al., 2004).
Determinación de la escaldadura superficial
Se midió visualmente el porcentaje de frutas con escaldadura superficial en tres repeticiones de 20 frutos por tratamiento, inmediatamente después de cada período de almacenamiento y luego de 7 y 14 días de vida en estante a 20 °C.
Análisis estadístico
Los datos fueron analizados por ANOVA y se sometieron
a separación de medias por el test DGC (0.05) (Di Rienzo
et al., 2002) usando el software INFOSTAT/ Professional
Version 2006p.1. En las cifras de producción de etileno se
presentan los valores DMS según el test de Fisher (0.05).
RESULTADOS
Producción de etileno luego del almacenamiento
En ambos experimentos la producción de etileno en las
frutas control fue detectada inmediatamente después de
retiradas del almacenamiento en frío y alcanzaron su pico
climatérico luego de 6 días (160 y 150 d de almacenamiento) y luego de 2 días (230 y 210 d de almacenamiento) de
tiempo de conservación a 20 °C. Los tratamientos con 0.3
y 0.6 μl L-1 1-MCP inhibieron la producción de etileno hasta
el final del período experimental, y no se detectaron diferencias entre las concentraciones aplicadas (figura 1 y 2).
La aplicación simultánea de 1-MCP y etileno permitió
que se reanude la producción de etileno durante la vida en
estante, dependiendo de las concentraciones aplicadas y
del tiempo de almacenamiento. En el experimento 1 la fruta
tratada con 0.3+0.3 ET presentó una alta producción de etileno al ser retirada de la cámara frigorífica y mostró un pico
marcado de etileno luego de los dos períodos de almacenamiento. Esto sugiere que la aplicación simultánea a esta
concentración restaura por completo la capacidad de la fru-
105
250
A
100
Producción de etileno (nl/g/h)
80
60
40
DMS=15,5
20
200
150
100
DMS=53,6
50
0
0
0
2
4
6
8
10
12
0
14
80
60
40
DMS=17,3
20
0
0
2
4
6
8
10
12
14
4
6
8
10
12
14
8
10
12
14
200
DMS=36,1
150
100
50
0
0
Tiempo a 20 ºC (días)
2
B
250
B
100
Produción de etileno (nl/g/h)
A
2
4
6
Tiempo a 20 ºC (días)
0.3
Control
0.6+0.6ET
0.6
0.3+0.3ET
0.6+CO2
0.3+2S
Control
0.3+0.15ET
0.6+2S
0.3
0.3+CO2
0.3+1S
0.3+3S
0.3+2S
0.6+3S
Figura 1. Producción de etileno en peras Packhams Triumph sin
tratamiento (control), tratadas con 0.3 μl L-1 o 0.6 μl L-1 1-MCP (0.3
y 0.6, respectivamente), tratadas con aplicación simultánea de
0.3 μl L-1 1-MCP + 0.3 μl L-1 etileno (0.3+0.3ET), 0.6 μl L-1 1-MCP + 0.6
μl L-1 etileno (0.6+0.6ET), 0.6 μl L-1 1-MCP + 5% v/v CO2 (0.6+CO2)
y tratamiento de calentamiento durante dos semanas por 0.3 μl
L-1 1-MCP de fruta tratada (0.3+2S) o durante 2 ó 3 semanas por
0.6 μl L-1 1-MCP fruta tratada (0.6+2S y 0.6+3S, respectivamente).
Las evaluaciones se realizaron durante 14 días de vida en estante
20 °C luego de 160 (A) y 230 días (B) de almacenamiento en frío a
-0.5 °C (experimento 1). DMS según el test de Fisher (0.05)
ta de producir etileno. Por el contrario, 0.6+0.6 ET produjo
un aumento de la producción de etileno en comparación
con la fruta con tratamiento 0.6, pero esas diferencias no
fueron significativas (figura 1). En el experimento 2 la fruta
tratada con 0.3+0.15 ET aumentó la producción de etileno
en comparación con los tratados con 0.3 μl L-1 1-MCP, pero
no alcanzó el pico climatérico (figura 2).
La eficacia de la aplicación simultánea de 1-MCP y CO2
dependió de la concentración de 1-MCP aplicada y de la
duración del almacenamiento. En el primer experimento,
Figura 2: Producción de etileno en peras Packham’s Triumph sin
tratamiento (control), tratadas con 0.3 μl L-1 1-MCP (0.3), tratadas con aplicación simultánea de 0.3 μl L-1 1-MCP con 0.15 μl L-1
etileno (0.3+0.15ET) o con 5% v/v CO2 (0.3+CO2) y tratamientos
con calor durante 1, 2 y 3 semanas (0.3+1S, 0.3+2S y 0.3+3S,
respectivamente). Las evaluaciones se realizaron durante 14 días
de vida en estante a 20 °C luego de 150 (A) y 210 días (B) de
almacenamiento en frío a 0.5 °C (experimento 2). DMS según el
test de Fisher (0.05)
el 5% de CO2 restauró parcialmente la producción de etileno en fruta tratada con 0.6 μl L-1 1-MCP solo después de
230 días de almacenamiento (figura 1). Sin embargo, en el
segundo experimento, cuando se aplicó 0.3 μl L-1 1-MCP,
el tratamiento con 5% de CO2 permitió una mayor recuperación de la producción de etileno, principalmente después
de 210 días de almacenamiento en frío (figura 2).
La eficacia de los tratamientos con calor dependió del
tiempo de exposición a 17 ºC y del tiempo de almacenamiento. En el experimento 1 la eficacia de un período de
3 semanas (0.6+3S) para aumentar la producción de etileno fue mayor que en el período de 2 semanas (0.6+2S
106
ARTÍCULOS
RIA / Vol. 41 / N.º 1
y 0.3+2S) (figura 1). Del mismo modo, en el experimento
2, la fruta almacenada por 150 días requirió 3 semanas
a 17 °C para recuperar la capacidad de producir etileno, mientras que solo fueron necesarias 1 o 2 semanas
cuando la fruta se almacenó por más tiempo (figura 2).
Maduración de las frutas luego del almacenamiento
en frío
En peras, la firmeza óptima para alcanzar la textura y
jugosidad deseadas para su consumo es 18-27 N (Bai et
al., 2006; Kappel et al., 1995). De acuerdo con los resul-
Días a 20 ºC
Tratamiento
0
160 días a -0,5 ºC
14
230 días a -0,5 ºC
Firmeza
Color
Firmeza
Color
(N)
(hº)
(N)
(hº)
Control
58.9 b
108.8 b
35.8 c
99.6 c
0.3 μL L-1
63.1 b
112.0 a
57.9 a
109.4 a
0.3+0.3ET
59.1 b
108.0 b
45.4 b
106.8 b
0.3+2S
64.7 a
109.9 b
59.6 a
101.9 c
0.6 μL L
62.2 b
113.1 a
49.3 b
110.3 a
0.6+0.6ET
58.7 b
110.8 b
63.0 a
109.3 a
0.6+CO2
61.2 b
109.6 b
60.7 a
110.5 a
0.6+2S
66.3 a
111.9 a
51.2 b
100.6 c
0.6+3S
58.8 b
106.4 c
45.0 b
95.5 d
-1
p Value
0.0144
0.0002
<0.0001
<0.0001
Control
10.8 e
106.7 c
17.7 c
92.5 c
0.3 μL L
60.9 a
113.0 a
56.6 a
109.8 a
12.2 e
103.1 d
20.5 c
100.7 b
0.3+2S
50.4 c
106.9 c
30.0 b
98.7 b
0.6 μL L-1
63.2 a
112.6 a
64.0 a
109.8 a
0.6+0.6ET
47.6 c
109.5 b
21.9 c
102.0 b
0.6+CO2
57.3 b
111.0 b
35.9 b
106.7 a
0.6+2S
52.6 c
107.2 c
26.1 b
98.6 b
0.6+3S
36.0 d
99.2 e
15.3 c
P Value
<0.0001
<0.0001
<0.0001
-1
0.3+0.3ET
7
tados presentados aquí, en ambos experimentos la fruta
control se ablandó más allá de los valores recomendados
para consumo luego de 7 días de vida en estante a 20 °C,
tras ambos períodos de almacenamiento. Por el contrario,
la fruta tratada con 0.3 y 0.6 μl L-1 nunca alcanzó la calidad
de consumo, ya que los valores de firmeza se mantuvieron
por encima de 50 N, incluso luego de 14 días de vida en
estante (tablas 1 y 2). En cierto modo, todas las estrategias
evaluadas fueron eficaces para modular el efecto del tratamiento con 1-MCP en la firmeza, y el efecto fue mayor a
medida que aumentó el tiempo de almacenamiento en frío
(tablas 1 y 2).
92.7 c
<0.0001
Control
7.3 d
95.4 d
15.2 b
86.7 c
0.3 μL L-1
63.7 a
109.3 a
58.4 a
102.8 a
0.3+0.3ET
5.0 d
94.4 d
15.6 b
95.4 b
0.3+2S
32.4 c
97.4 c
16.5 b
91.6 c
0.6 μL L
71.6 a
110.8 a
57.8 a
102.5 a
0.6+0.6ET
27.1 c
99.9 c
9.6 b
96.2 b
0.6+CO2
46.1 b
104.9 b
12.6 b
94.3 b
0.6+2S
23.7 c
96.9 c
13.7 b
89.5 c
-1
0.6+3S
13.1 d
93.1 d
8.3 b
85.4 d
p Value
<0.0001
<0.0001
<0.0001
<0.0001
Tabla 1. Firmeza y color de la epidermis de las peras Packham’s Triumph tratadas con diferentes estrategias para modular los efectos de
1-MCP (experimento 1). Las evaluaciones se realizaron después de un 160 y 230 días de almacenamiento a -0.5 ºC y después de 0,7 y
14 días de vida en estante a 20 ºC. Separación de medias DGC (0.05).
107
150 días a -0,5 ºC
Días a 20 ºC
Tratamiento
Control
0.3 μL L
0
7
14
-1
210 días a -0,5 ºC
Firmeza
Color
Firmeza
Color
(N)
(hº)
(N)
(hº)
47.6 b
110.3 b
45.5 b
108.1 c
54.4 a
115.6 a
51.7 a
113.9 a
0.3+0.15ET
50.9 b
115.0 a
50.7 a
113.9 a
0.3+CO2
51.4 b
112.0 b
46.7 b
108.2 c
0.3+1S
55.2 a
112.0 b
51.3 a
110.6 b
0.3+2S
58.0 a
111.1 b
44.4 b
102.4 d
0.3+3S
49.5 b
106.0 c
22.0 c
93.9 e
p Value
0.0220
0.0001
<0.0001
<0.0001
Control
8.0 d
102.9 b
7.6 c
102.5 b
0.3 μL L-1
58.8 a
114.6 a
50.6 a
112.7 a
0.3+0.15ET
42.5 b
112.8 a
37.0 b
110.5 a
0.3+CO2
13.3 d
105.6 b
8.3 c
104.0 b
0.3+1S
59.7 a
111.2 a
29.5 b
102.5 b
0.3+2S
54.3 a
107.5 b
11.0 c
97.2 c
0.3+3S
28.1 c
97.4 c
8.0 c
97.5 c
p Value
<0.0001
<0.0001
<0.0001
<0.0001
Control
3.3 c
94.8 b
0.3 μL L-1
51.5 a
107.9 a
0.3+0.15ET
15.8 c
99.1 b
0.3+CO2
5.5 c
93.5 b
0.3+1S
39.7 a
101.3 b
0.3+2S
23.6 b
96.5 b
0.3+3S
12.3 c
94.3 b
p Value
<0.0001
0.0002
Tabla 2. Firmeza y color de la epidermis de las peras Packham’s Triumph tratadas con diferentes estrategias para modular los efectos de
1-MCP (experimento 2). Las evaluaciones se realizaron después de un 150 y 210 días de almacenamiento a -0,5 ºC y después de 0, 7 y
14 días de vida en estante a 20 ºC. Separación de medias DGC (0.05).
Al igual que lo observado para la producción de etileno,
la eficacia de la aplicación simultánea con etileno dependió
de la concentración usada de 1-MCP. En el primer experimento, el tratamiento 0.3+0.3 ET permitió una recuperación completa después de los dos períodos de almacenamiento, y las frutas alcanzaron valores de firmeza similares
a los controles. Sin embargo, la fruta tratada con 0.6+0.6
ET requirió 14 o 7 días a 20 ºC para llegar a la calidad de
consumo después de 160 o 230 días de almacenamiento,
respectivamente (tabla 1). En el segundo experimento, la
fruta 0,3+0.15 ET se ablandó a una tasa menor que los
controles y alcanzó una firmeza inferior a 18 N después de
150 días de almacenamiento seguidos de 14 días de vida
en estante (tabla 2).
La aplicación simultánea con CO2 permitió una recuperación del ablandamiento total en fruta tratada con 0.3 μl L-1
1-MCP (tabla 2), y parcial en fruta tratada con 0.6 μl L-1 de
1-MCP, por lo que estas últimas solo alcanzaron una firme-
za adecuada tras un período de almacenamiento más largo
(230 d) y 14 días de vida en estante (tabla 1).
El efecto de los tratamientos de calor sobre la capacidad de reestablecer la maduración de la fruta fue mayor cuanto mayor fue el período a 17 ºC y el tiempo de
almacenamiento en frío. En el primer experimento observamos que 3 semanas a 17 ºC fueron efectivas para
modular los efectos de 1-MCP después de 160 días
de almacenamiento, mientras que 2 semanas a 17 ºC
fueron suficientes cuando el almacenamiento se extendió hasta 230 días, independientemente de la dosis de
1-MCP aplicada (tabla 1). En el segundo experimento,
3 semanas a 17 ºC fue el único tratamiento de calentamiento efectivo que permitió el ablandamiento correcto
dentro de los 7 días de vida útil después de 150 días de
almacenamiento, mientras que 2 semanas a 17 ºC fueron suficientes después de 210 días de almacenamiento
(tabla 2).
108
ARTÍCULOS
RIA / Vol. 41 / N.º 1
Escaldadura superficial
En el primer ensayo la incidencia de escaldadura superficial en el control fue 27% y 100%, después de 160 y
230 días de almacenamiento + 7 días de vida en estante,
respectivamente. En el segundo experimento, los porcentajes en fruta control fueron 0% y 56% de frutos afectados
después de 150 y 210 días de almacenamiento seguido de
7 días de vida en estante (figura 3), lo que evidencia una
menor susceptibilidad a escaldado en fruta de esta temporada. La aplicación de 0.3 μl L-1 y 0.6 μl L-1 1-MCP redujo
la incidencia de este desorden con un máximo de 8% de
fruta afectada después de 230 días de almacenamiento + 7
días de vida en estante en el experimento 1 y una completa
inhibición en el experimento 2.
Los tratamientos aplicados para restaurar la maduración
del fruto mantuvieron una baja incidencia de escaldado (fi-
gura 3) cuando la fruta fue almacenada hasta 150 ó 160
días. Cuando el período de almacenamiento se extendió
hasta 230 o 210 días, aumentó la incidencia de escaldado
y algunos de los tratamientos que habían demostrado ser
eficaces en la modulación de los efectos de 1-MCP sobre
la firmeza presentaron una alta incidencia de escaldado.
La aplicación simultánea con etileno o con CO2 redujo el
escaldado superficial con respecto a los controles, siendo
0.6+0.6ET, 0.6+5%CO2 y 0.3+0.15ET los tratamientos más
eficaces en los experimentos 1 y 2, respectivamente. Por
una parte, los tratamientos con calor fueron menos eficaces en el control de escaldado superficial y el porcentaje
de frutos afectados aumentó a medida que se extendió la
exposición a 17 ºC. Por otra parte, estos tratamientos aumentaron la incidencia de esta fisopatía en comparación
con las frutas control en 2010 (figura 3).
Escaldadura Superficial (%)
DISCUSIÓN
100
a
A
80
b
60
c
40
a
d
20
b b
b b b b b
b
0
d d
160 + 7 días
Control
0.3
Escaldadura Superficial (%)
0.6+CO2
100
c
c
d
230 + 7 días
0.6
0.3+0.3ET
0.3+2S
0.6+2S
0.6+0.6ET
0.6+3S
a a
B
80
b
60
40
c
20
0
a
b b b b b b
d d
150 + 7 días
Control
0.3
0.3+1S
d
210 + 7 días
0.3+0.15ET
0.3+2S
Los resultados de este estudio muestran que el tratamiento con 1-MCP es muy eficaz en la reducción de la
producción de etileno y en el retraso de la maduración en
las peras Packham’s Triumph, como ya fue observado en
diversos cultivares de pera (Calvo, 2004; Ekman et al.,
2004; Calvo y Sozzi, 2004; Chen y Spotts, 2005). Como se
esperaba, el tratamiento con 1-MCP inhibió la maduración
normal de la fruta y mantuvo los valores de firmeza por arriba de 50 N, incluso después de 14 días de vida en estante.
Debido a que el 1-MCP compite con el etileno por los
sitios de unión, su eficacia depende de la concentración
aplicada hasta alcanzar la saturación de los receptores
(Ekman et al., 2004). Sin embargo, no se observaron diferencias entre 0.3 y 0.6 ml L-1 1-MCP en este estudio, lo que
sugiere que 0.3 µl L-1 puede ser suficiente para bloquear
todos los receptores y reducir la producción de etileno en
las peras Packham’s Triumph.
Los resultados presentados aquí coinciden con observaciones previas ya que el 1-MCP redujo la incidencia de
escaldadura superficial, pero impidió la maduración normal
de los frutos durante todo el período evaluado en ambos
experimentos, lo que demuestra la necesidad de adaptar
esta tecnología para su uso comercial. Las estrategias
competitivas de la aplicación de 1-MCP con etileno mostraron ser efectivas para restaurar la maduración de la pera
luego de largos períodos de almacenamiento en frío, aunque la efectividad del tratamiento dependió en gran medida
de las concentraciones usadas.
0.3+CO2
0.3+3S
Figura 3. Incidencia de escaldado superficial en peras Packham’s
Triumph tratadas con diferentes estrategias para modular 1-MCP.
Los datos representan el porcentaje de fruta afectada con escaldadura sobre el total de fruta evaluada. Las evaluaciones se realizaron después de 7 días de vida en estante a 20 ºC, después de 160
y 230 días de almacenamiento en el experimento 1 (A) y después
de 150 y 210 días de almacenamiento en el experimento 2 (B).
Separación de medias por DGC (0.05).
La aplicación simultánea de con etileno revirtió la inhibición de la maduración en fruta tratada con 0.3 ml L-1 de
1-MCP después de 160 días de almacenamiento y fue también efectivo para restablecer la maduración en la fruta tratada con 0.6 ml de L-1 después de 230 días de almacenamiento. Esto sugiere que una aplicación simultánea de 1-MCP y
etileno (relación 1:1) sería efectiva según la dosis aplicada
de 1-MCP y el tiempo de almacenamiento. Cuando se aplicaron 0.3 ml L-1 de etileno a la fruta tratada con 0.3 ml L-1 1-MCP,
la restauración de la maduración fue completa. Pero cuando la
109
concentración fue 0,15 ml L-1 de etileno, la restauración fue
parcial y fruta mostró una tasa de maduración intermedia
entre el control y la fruta tratada con 1-MCP. Entre estos tratamientos, 0.3+0.15 fue el tratamiento más interesante ya
que permitió un control completo del escaldado superficial.
Similarmente, la aplicación simultánea de 0.6 ml L-1 1-MCP
y 0.3 ml L-1 de etileno (relación 1:0.5) fue el tratamiento más
prometedor en peras Conference (Chiriboga et al., 2011).
Además, el tratamiento 1-MCP aplicado en combinación con
etileno (relación 1:1) mostró un efecto en la maduración de
las peras Packham’s Triumph, siendo esta respuesta intermedia en comparación con el 1-MCP aplicado inmediatamente después de la cosecha y las frutas control sin tratamiento (Manriquez y Defilippi, 2011).
La aplicación simultánea de 1-MCP con 5% de CO2
también fue eficaz para reiniciar la maduración. Como
se observó con la aplicación de etileno, el efecto CO2
dependió de la concentración aplicada de 1-MCP y restauró completamente la maduración en fruta tratada
con 0.3 μL L-1 1-MCP, pero solo parcialmente en fruta
tratada con 0.6 μl L-1 1-MCP. Hasta el alcance de nuestro conocimiento, este sería el primer estudio que demuestra la eficacia de la aplicación simultánea de CO2 y
1-MCP para revertir la inhibición en la maduración en
peras tratadas con 1-MCP tras largos períodos de almacenamiento. Sin embargo, el mecanismo por el cual CO2
contrarresta el efecto inhibidor de 1-MCP, aún no está del
todo claro. Burg y Burg (1967) y Gorny y Kader (1997)
propusieron que la inhibición de la biosíntesis de etileno
por CO2 es mediada a través del sitio del receptor. Entonces, por un lado, el efecto de la aplicación simultánea podría explicarse a través de la competencia entre el CO2 y
1-MCP por los receptores de etileno. Por otro lado, también
se demostró que la inhibición por CO2 podría influir en la
producción de etileno más que en la percepción de etileno
(De Wild et al., 1999), principalmente a través de efectos
secundarios como cambios en el pH (Sisler y Wood, 1988).
También es importante usar una concentración de CO2
apropiada, ya que Chavez-Franco y Kader (1993) informaron que en peras, la producción de etileno fue estimulada
por 1% de CO2 e inhibida por 5-20% de CO2.
Otra estrategia prometedora para restaurar la maduración en peras tratadas con 1-MCP es exponer la fruta
a temperaturas en el rango de 15-20 ºC durante tiempos
variables. La exposición a altas temperaturas podría favorecer la liberación de 1-MCP de los receptores o la síntesis de nuevos receptores de etileno, o una interacción
entre ambos factores (Villalobos Acuña et al., 2011). Los
tratamientos con calor fueron eficaces para restaurar la
maduración de peras Blanquilla y Bartlett tratadas con
1-MCP, pero no lo fueron en cultivares Conference y Beurré D’Anjou (Bai et al., 2006; Chiriboga et al., 2010). Los
resultados obtenidos en este estudio indican que esta estrategia es también efectiva para restaurar la capacidad
de maduración de las peras Packham’s Triumph, siendo
0.3+1S el tratamiento más interesante, ya que permitió el
ablandamiento después de 230 días más vida en estante, e
incluso permitió controlar la escaldadura superficial. Por el
contrario, la fruta tratada con 0.3+2S y 0.3+3S recuperó la
capacidad de maduración, pero desarrolló más escaldadura superficial que la fruta control. En peras Bartlett las combinaciones más adecuadas para restaurar la capacidad de
maduración en frutas tratadas con 0.3 μl L-1 1-MCP fueron
10 días a 20 ºC o 20 días a 10 ºC después de 2 meses de
almacenamiento, y 10 días a 15 ºC después de 4 meses de
almacenamiento (Bai et al., 2006). En forma similar, de 5 a
15 días a 15 ºC fueron suficientes para que las peras Blanquilla recuperaran su capacidad de maduración después
de 4 meses de almacenamiento en frío (Chiriboga et al.,
2007). Además de la duración de la exposición a la temperatura, el cultivar y el tiempo de almacenamiento, Bai et al.
(2006) también observaron que los tratamientos con calor
son dependientes de la atmósfera, ya que la fruta almacenada en atmósfera controlada requiere un almacenamiento
más largo que aquellas almacenadas en aire regular para
reiniciar el proceso de maduración.
Estudios previos mostraron que la inhibición en la síntesis
o acción del etileno reduce la producción de α-farnasenos
e inhibe, por lo tanto, la escaldadura superficial (Chen y
Spotts, 2005). En este estudio, los tratamientos que han
demostrado ser más eficaces en la restauración de la maduración en la fruta tratada con 1-MCP fueron aquellos
con una mayor incidencia de escaldado, mientras que
aquellos que permitieron una restauración parcial, como
0.6+1-MCP+5%CO2 y 0.3+0.15ET, mantuvieron una incidencia de escaldado inferior.
CONCLUSIÓN
Entre los tratamientos que permitieron la maduración
normal de las frutas, los tratamientos con calor mostraron
ser menos efectivos para controlar el escaldado superficial,
lo que lleva a concluir que la competencia por los sitios de
unión mediante etileno o CO2 es la estrategia más promisoria ya que permite modular los efectos de 1-MCP al tiempo
que mantiene una baja incidencia de escaldadura superficial en peras Packham’s Triumph.
La aplicación simultánea con etileno o CO2 es un método
sencillo para modular los efectos de 1-MCP en las peras,
pero una de las principales desventajas de esta estrategia
es que debe ser decidida antes de saber cuánto tiempo
se almacenará la fruta. Por el contrario, los tratamientos
con calor implican problemas logísticos (especialmente si
la fruta ya está embalada), pero tienen la ventaja de que se
realizan sobre la marcha del almacenamiento de acuerdo
con las necesidades del mercado.
Los resultados también muestran la importancia de considerar la dosis de 1-MCP aplicada y la duración del almacenamiento para decidir cuál es la mejor estrategia de
modulación en cada caso.
AGRADECIMIENTOS
Los autores quieren agradecer el financiamiento de INTA
(PNFRU-53911) y de AgroFresh®.
110
ARTÍCULOS
BIBLIOGRAFÍA
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