Descomposición y liberación de nutrientes a partir de cuatro especies vegetales típicas del distrito del Caldén

Abstract

Los objetivos de este trabajo fueron evaluar, mediante un sistema de incubación in vitro, la velocidad de descomposición y liberación asociada de nutrientes de raíces y follaje senes-cente de una poácea perenne no preferida por el ganado (Jarava ichu), de una poácea perenne medianamente preferida (Nassella tenuis), de una fabácea latifoliada anual (Medicago minima), y de follaje senescente de una fabácea leñosa (Prosopis caldenia); y dilucidar si existen diferencias cuando a los mismos sustratos se los incuba en presencia o ausencia de los microorganismos provenientes del suelo. Los nutrientes analizados fueron N, P, K, Mg y S. Estudios comple-mentarios asociados a esta investigación se ocuparon de cuantificar las colonias de hongos y bacterias desarrolladas en los ensayos de inoculación, y de comparar la velocidad de descomposición y liberación asociada de nutrientes cuando los mismos residuos fueron incubados a campo. Como primera hipótesis se planteó que en las latifoliadas anuales la tasa de descomposición y liberación de nutrientes será máxima, segui-da por el follaje de la especie leñosa caducifolia, la poácea perenne de mediana preferencia por el ganado, y la poácea perenne no preferida, donde la tasa de descomposición y libe-ración de nutrientes será mínima; mientras que como segunda hipótesis se propuso que la presencia de suelo aumentará el número y/o diversidad de microorganismos y acelerará la des-composición de cada uno de los sustratos incubados in vitro. Cuando los residuos fueron incubados in vitro, en ausencia de solución de suelo, los que mayor peso seco perdieron fueron, como se esperaba, aquellos que presentaron relaciones C:N iniciales más bajas. Las poáceas perdieron menos peso que las fabáceas. En las condiciones de este experimento, podemos afirmar que la poácea poco preferida por el ganado perdió menos peso que la medianamente palatable; pero no que la fabácea anual lo haya hecho más rápido que la fabácea leñosa. En general, los patrones de liberación o retención de los nutrientes, no siguieron los patrones de descomposición, ya que los residuos que mayor peso perdieron no fueron justamente los que mayor cantidad de nutrientes volcaron al medio. Cuando se evaluó in vitro el efecto de la inoculación con solución de suelo de cada residuo, no se observó un aumento de la tasa de descomposición de la mayoría de los sustratos al ser inoculados. Es probable que las poblaciones microbianas, ya sea que provengan del material vegetal o sean incorporadas con el suelo, encuentren un equilibrio una vez que se adaptan al sustrato. En cuanto al efecto de la inoculación respecto al comportamiento de los nutrientes estudiados, para N, P, K y Mg no existió una tendencia marca-da en los diferentes residuos. En cuanto al S, la inocula-ción no produjo efecto alguno en ninguno de los sustratos,excepto el follaje de Prosopis caldenia, que al ser inoculado presentó una menor concentración del elemento que el no inoculado. Los microorganismos que predominaron en todas las especies, partes de la planta y tratamientos de inoculación, fueron las bacterias. En las condiciones en las que se realizaron los ensa-yos, podríamos decir que es la microflora propia del material vegetal la que actúa al menos en las primeras etapas de la descomposición, ya que el agregado de microorganismos del suelo ha terminado en una equiparación en número de colo-nias hacia el final del periodo de incubación respecto de las muestras no inoculadas, y no ha provocado una respuesta notoria en la tasa de descomposición y liberación de nutrien-tes en los residuos ensayados. Todos los sustratos resultaron de muy lenta degradación, y en general concentraron nutrien-tes en sus tejidos durante todo proceso, salvo el K que fue claramente liberado al medio. Esta situación puede interpre-tarse como una liberación lenta de nutrientes a partir de teji-dos resistentes a la degradación. Con los ensayos de laborato-rio las tasas de descomposición no siempre se corresponden con las que presentan las especies en su ecosistema de ori-gen; sin embargo, este tipo de experimentos constituyen una herramienta útil para realizar comparaciones entre especies y de esta manera evaluar el efecto que puede tener un cambio en la composición florística sobre las propiedades de los distin-tos ecosistemas. Los resultados de esta tesis confirmarían el principio que son las especies en lugar de las formas de vida, las que correspondería utilizar para realizar estudios de pre-dicción de descomposición de tejidos vegetales y la dinámica asociada de nutrientes.

Different in vitro laboratory experiments were conducted to evaluate the decomposition rates and N, K, P, Mg and S release patterns of roots and senescent shoots of a perennial unpalatable grass (Jarava ichu), a perennial preferred grass (Nassella tenuis), an annual legume (Medicago minima), and of senescent foliage of a woody legume (Prosopis caldenia); and to evaluate the effect of soil inoculation on the same resi-dues. Complementary assays were carried out to quantify fungal and bacterial colonies developed under these conditio-ns, and to compare the decomposition rate and associated nutrient release when the same substrates are incubated under field conditions. The following hypothesis were tested: (1) litter of the annual legume will decompose faster and will show faster nutrient release than the senescent foliage of the woody legume, followed by the litter from the perennial pre-ferred grass, and the litter from the unpalatable perennial grass; (2) soil inoculation will increase diversity and number of microorganisms, and will accelerate decomposition rate of each incubated residue. As it was expected, substrates that showed lower initial C:N rates lost more dry weight when they were incubated in vitro in absence of soil solution. Perennial grasses lost less dry weight than legumes. Under these condi-tions, it can be affirmed that the unpalatable grass lost less weight than the preferred one, but not that the annual legu-me decomposed faster than the woody perennial one. In general, nutrient dynamics patterns were not associated to dry weight loss patterns; residues that lost more weight didnt release the greater amounts of chemical elements. Decompo-sition rate was not significantly affected by soil inoculation. It is probable that microorganisms coming from plant material or from soil inoculation, find an equilibrium once they are adap-ted to the substrate. It was not found a remarkable tendency on the effect of soil inoculation on N, P, K and Mg dynamics. Soil addition had no effect on S release, except for senescent foliage of Prosopis caldenia which presented a lower concen-tration of the element when it was inoculated. Bacterial colo-nies prevailed over fungal colonies in all species, parts of the plant, and inoculation treatments. It can be said that, under this experiment conditions, the microflora from plant residues is responsible of early stages of decomposition; soil inocula-tion didnt produce a notorious answer in decomposition rate and associated nutrient dynamics. All the residues decompo-sed very slowly; in general, they retained nutrients in their tissues during all the process, except for the K that was clearly released. This situation may be interpreted like a slow release of nutrients from degradation resistant residues. Although in vitro decomposition rates not necessarily corres-ponded with field decomposition rates, laboratory incubations constitute an useful tool to carry out species comparisons and to evaluate changes in floristic composition effects on the properties of the ecosystems. Results of this thesis work would confirm that are species instead life forms the elements that correspond to use to carry out predictions about plant tissue decomposition and associated nutrient dynamics.