COMPACTACIÓN DEL SUELO Y SU RELACIÓN CON EL CRECIMIENTO DE LA SEGUNDA ROTACIÓN DEL Pinus taeda, EN MISIONES, ARGENTINA. 1

Fernández, et al. 2001. En: Actas SILVOARGENTINA II. AFOA-UNaM AMAYADAP. Eldorado, p: 181-189.

COMPACTACIÓN DEL SUELO Y SU RELACIÓN CON EL CRECIMIENTO DE LA SEGUNDA ROTACIÓN DEL Pinus taeda, EN MISIONES, ARGENTINA. 1 R. Fernández1-2, P. Mac Donagh2, A. Lupi1-2, E. Crechi 1, J. Bernio2, R Martiarena1, M. Marek2 1

Trabajo parcialmente financiado por el Proyecto Forestal de Desarrollo. SAGPyA-BIRF. (1) INTA. EEA Montecarlo. Libertador 2472, Montecarlo, Misiones. Email: [email protected] (2) UNaM. Facultad de Ciencias Forestales. CC295 (3380) Eldorado, Misiones

RESUMEN Este estudio tiene como objetivo evaluar el impacto de la tala rasa de la primer rotación sobre el crecimiento del Pinus taeda y sobre la densidad aparente del suelo. Se procedió al registro de datos dasométricos y al muestreo de la densidad en tres espesores, en 36 parcelas instaladas en rodales de Pinus taeda L, 18 de ellas localizadas en áreas de mayor intensidad de tránsito (MA-IT) y otras 18 en áreas de menor intensidad (ME-IT). No se detectaron diferencias significativas (P:0,05) en altura dominante (Hdom), pero sí en densidad aparente, espesor 0-30 cm (Dap 0-30), y porosidad total, espesor 0-30 y 0-60 cm (Pt0-30, y Pt0-60) . Los mayores valres de Dap correspondieron a las áreas MAIT. Se identificaron regresiones estadística-mente significativas entre Hdom y Dap10-30 y Pt0-30. Por lo tanto, se detectó compactación subsuperficial en las áreas que soportaran mayor intensidad de tránsito en oportunidad de la tala rasa, y que dicho impacto perdura después de ocho años. Asimismo, se observó que la compactación subsuperficial afectó el crecimiento del Pinus taeda. Palabras clave: compactación de suelos, crecimiento, cosecha forestal, Pinus taeda, Argentina. SUMMARY The aim of this study is to evaluate the first rotation clear cut impact on the Pinus taeda growth and on the soil bulk density. Measures of height and volume were carried on and soil samples for soil density of three depth were take, in 36 plots. Half (18) of the plots were on major traffic areas (MA-IT) and the other 18 in less traffic areas (ME-IT). It were no significant differences (P:0.05) between dominant height (Hdom), but it were differences in soil bulk density, at 0-30 cm depth, and total porosity at 0-30 and 0-60. The bigger values of soil bulk density were in MA-IT areas. Significant regressions were found between Hdom and soil density at 0-30 cm and porosity 0-30. It was found soil compaction in areas with bigger traffic intensity, and this impact remain after 8 years of plantation of second rotation. In the same way, it was concluded that soil compaction affect Pinus taeda growth. Key Words: soil compaction, growth, forest harvesting, Pinus taeda, Argentine. INTRODUCCIÓN Misiones cuenta con cerca de 300.000 has forestadas, de las cuáles una buena parte ya se encuentra en su segunda rotación. En estos suelos se han acumulado cargas referidas al tránsito aplicado en la conversión del monte nativo, en la implantación, mantenimiento, raleos y tala rasa de la primer rotación, más la implantación y cuidados de la segunda rotación. Cabría preguntarse en este caso si la capacidad de carga de estos suelos es suficiente como para producir sustentablemente, o también en qué medida deberían modificarse las prácticas de cosecha para lograr este objetivo. El tránsito de la maquinaria ha sido reconocido como una de las mayores fuentes de la compactación. (Upadhyaya et al., 1994). En particular se define a la compactación como el proceso que causa la alteración del volumen del suelo, resultante de la aplicación momentánea de una carga. De esta manera el proceso de compactación puede ser definido como un cambio de volumen para una masa de suelo dada (Schafer et al., 1993). Uno de los objetivos del manejo forestal sustentable es el mantenimiento de la capacidad productiva de los sitios, y por lo tanto de la productividad de las futuras plantaciones. Dado que la mayor proporción de las actividades de cosecha son mecanizadas, en algunos casos con vehículos pesados, es necesario conocer el nivel de riesgo ambiental que puede representar esta operación, y en caso positivo cuál es el nivel de impacto esperable sobre el suelo y la productividad forestal, tanto para la rotación actual como para las futuras. Para plantaciones de pinos en Misiones se puede considerar como área afectada por caminos y vías de saca, entre el 6 al 20 % de la superficie. A medida que se realizan los raleos, el área transitada aumenta, hasta que, con algunos de los sistemas de tala rasa actualmente en uso, prácticamente toda el área de la plantación es transitada por

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máquinas pesadas (Mac Donagh y Balbuena,1996). En plantaciones de segunda rotación de Pinus taeda han sido detectados fenómenos de compactación relacionados con la operación de tala rasa (Fernández et al., (1995). Los rodados utilizados son cada vez mayores con el fin de mantener constante la presión sobre el terreno. Sin embargo es conocido que al incrementar el peso total el suelo puede sufrir compactación sub-superficial. La compactación del subsuelo será tanto más profunda en la medida que aumenta el peso total del equipo y es independiente de la presión específica de la rueda (Botta et al., 1998) Mac Donagh et al. (1998) para plantaciones de álamos en la provincia de Buenos Aires evaluaron el impacto de un camión transitando entre las filas de árboles. Tres meses después de los tratamientos se observó que persistieron las diferencias hasta los 380 mm y que, en particular, las intensidades de una y cinco pasadas se diferenciaron respecto al testigo, no transitado, hasta los 305 mm. Para plantaciones de pinos en Misiones, y para raleos efectuados con tractor autocargable de 14 Mg de peso total, Mac Donagh et al., (2000), han detectado que las zonas que sufrieron una mayor intensidad de tránsito presentan valores mayores de resistencia a la penetración y densidad aparente, especialmente en los horizontes superiores, aunque se observaron diferencias significativas hasta los 475 mm. En plantaciones adultas se comprobó que la compactación producida por las operaciones de raleos perduró por más de 16 años. Es importante resaltar que por las características de la red de caminos, ciertas zonas, las más próximas a los patios, recibieron mayor número de pasadas que las vías secundarias. Los objetivos del presente trabajo fueron:  

Evaluar el grado de densificación - superficial y subsuperficial - en tierras forestales actualmente destinadas a una segunda rotación de Pinus taeda. Evaluar el efecto de la compactación sobre el crecimiento del Pinus taeda.

Atendiendo a que las diferentes intensidades de tránsito pueden asociarse a impactos diferenciales sobre el crecimiento y la condición física de los suelos se plantearon las siguientes hipótesis de trabajo:

 

El crecimiento del Pinus taeda en áreas de mayor intensidad de tránsito resulta menor que el correspondiente a las áreas de menor intensidad de tránsito. Las áreas sometidas a mayor intensidad de tránsito, presentan mayor compactación superficial y sub-superficial, que las áreas sometidas a menor intensidad.

MATERIALES Y METODOS El muestreo se llevó a cabo en plantaciones de Pinus taeda localizadas en el noroeste de Misiones, entre los 26º 00´ y 26º 30’ de latitud sur y 54 º 10´ y 54º 20´ de longitud oeste. La temperatura media anual oscila entre 20 y 21ºC y la amplitud media anual es de 11ºC. Las precipitaciones varían en torno a los 2000 mm anuales, con una distribución del tipo isohigro. El tipo de suelo de la parcelas de muestreo pertenece al gran grupo de los Kandiudultes, conocidos regionalmente como “tierra colorada”. Son de color rojo, presentan profundidad efectiva superior a 1,30 m y buen drenaje. Los sitios seleccionados se correspondieron con posiciones de loma a media loma alta, dentro de un relieve suave ondulado con pendientes medias del 6 %. Son arcillosos desde la superficie, con porcentajes entre el 55 y 65 % de arcilla, y predominancia de sesquióxidos de Fe y Al y arcillas del tipo caolinita. Respecto de los 30 cm superiores las características químicas varían entre los siguientes rangos: pH entre 4,2-5,3; materia orgánica entre 2,5 y 4 %, nitrógeno total entre 0,15-0,30 %, suma de bases entre 5,6 y 8,8 cmol.kg-1, y la capacidad de intercambio efectiva entre 11-16 cmol.kg-1. Las parcelas se localizaron en rodales segunda rotación, de Pinus taeda de ocho años de edad, en dos condiciones de acuerdo a la intensidad de tránsito sufrida durante la operación de tala rasa: menor intensidad de tránsito (ME-IT) y mayor intensidad (MA-IT). Las operaciones con máquinas realizadas en las áreas identificadas como ME-IT implicaron el pasaje de motoarrastradoras o máquinas similares, de alrededor de 9 a 13 Mg, tanto para aplastar el sotobosque como para extraer los fustes enteros. Por su lado, las áreas de muestreo asociadas con mayor intensidad de tránsito (MA-IT) se correspondieron con las franjas aledañas a las calles. Las mismas, luego de su cosecha, fueron transformadas en áreas de acopio, elaboración y carga de los rollos arrastrados desde el interior del rodal. Su ancho oscila alrededor de 15 - 20 metros. En ellas también operaron cargadoras frontales (peso sin carga: 9 a 11 Mg) y camiones (peso con carga: 20 - 26 Mg) . A los efectos del registro de datos de crecimiento y muestreo de suelos se instalaron 36 parcelas pareadas. Por tratarse de plantaciones de diferente densidad la superficie de cada parcela se ajustó de tal manera de que contuvieran al menos 20 árboles. De ellas, 18 se localizaron en áreas de MA-IT y otras 18 en áreas ME-IT. La toma de muestras para densidad aparente se realizó de forma sistemática mediante el método del cilindro para cada uno de los siguientes espesores: 0-10, 10-30 y 30-60 cm. Las muestras fueron llevadas a laboratorio y puestas

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en estufa a 105ºC hasta peso constante para posteriormente proceder al cálculo de la humedad y la densidad. Fueron tomadas 10 muestras por parcela, para los espesores más superficiales y 5 para el más profundo. La porosidad total (Pt) se obtuvo por cálculo a partir de las densidades aparente y de partícula, utilizando como valor promedio de esta última 2,86 Mg.m-3 . Se relevó el diámetro de la altura del pecho y la altura total de los 4 árboles más gruesos por parcela. El promedio de estas alturas se utilizó como variable respuesta del crecimiento, considerándolo como la altura dominante (Hdom) de las parcelas. Se efectuaron regresiones de la Hdom en función de la densidad aparente (espesores de 0-10, 10-30 y 3060cm), para los tres grupos de datos: las 18 parcelas ME-IT, las 18 MA-IT, y para el conjunto de las 36 parcelas. También entre la Hdom y la porosidad total (espesores de 0-10, 0-30 y 0-60 cm), para los mismos grupos de parcelas. Para comparar el comportamiento de la Hdom, Dap (espesores de 0-10, 10-30 y 30-60 cm) y Pt (espesores: de 0-10; 0-30 y 0-60 cm) correspondientes a las dos intensidades de tránsito, se aplicó el test de comparación de medias por muestras pareadas mediante la prueba “t” de student. RESULTADOS. Tres regresiones presentaron indicadores de ajuste estadísticamente significativos al 95% (Tabla 1). Estas fueron la Hdom con la Dap10-30cm de las parcelas ME-IT y del conjunto de las 36 parcelas, y la correspondiente a Hdom con PT0-30cmME-IT. Los análisis de residuos corroboraron la bondad del ajuste ya que presentaron una distribución de tipo homogénea. TABLA 1. Indicadores de las regresiones estadísticamente significativas entre la Altura dominante con densidad aparente, y con porosidad total. Regresión Error estándar Probabilidad de la -rR2 pendiente Hdom ME-IT - Dap10-30 (n:18) 0.58 0,001 -0,54 30,1 Hdom - Dap10-30 (n:36) 0,62 0,012 -0,35 12,4 Hdom ME-IT – Pt0-30 (n:18) 0.58 0,001 0,53 29.0 ME-IT 1: parcelas de menor Intensidad de tránsito. n: número de parcelas. Dap: densidad aparente. Pt: Porosidad Total. R: coeficiente de correlación. R2: coeficiente de determinación. La densidad aparente media de las parcelas MA-IT presentó un coeficiente de variación mayor (10%) que el de las parcelas ME-IT (7%) Esto podría explicar, por lo menos en parte, la disminución en el R2 entre Hdom y Dap10-30 al incorporar las parcelas MA-IT (n:36). Las Figuras 1 y 2 muestran el comportamiento de la altura dominante en función de la Dap 10-30cm para el conjunto de las 36 parcelas, y de la PT 0-30 para las parcelas de menor intensidad de tránsito, respectivamente. 18

Altur a Dominante (m)

Hdom = 19.993 - 3.0676*Dap10-30 17

16

15

14 1 .1 5

1 .2 5

1 .3 5

1 .4 5

1 .5 5

Densidad Aparente 10-30cm (Mg.m-3) FIGURA 1. Altura dominante del Pinus taeda en función de la densidad aparente del espesor 10-30cm. Edad: 8 años. (n: 36).

Altura Dominante (m)

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18 17 16 15 Hdom = 5.4537+ 0.1937*PT 0-30

14 50

52

54

56

Porosidad Total

0-30cm

58 (%)

Figura 2. Altura dominante del Pinus taeda en función de Porosidad Total en el espesor 0-30, para las parcelas de menor intensidad de tránsito. Edad: 8 años (n: 18). El análisis de diferencias de medias para altura dominante, densidad aparente y porosidad total entre los tratamientos de mayor y menor intensidad de tránsito permitió detectar diferencias significativas al 95% para Dap10-30, PT0-30 y PT0-60. Ello significa que la altura dominante del Pinus taeda a los ocho años de edad no ha sido influenciada por la intensidad de tránsito. Las Figuras 3 y 4 muestran el comportamiento de las medias de densidad aparente y porosidad para los diferentes espesores e intensidades de tránsito.

Espesor (cm)

Mayor Intensidad

1.32

0--10

1.29

Menor Intensidad 1.37*

10--30

1.33*

1.28

30--60

1.25

1.2

1.2

1.3

1.3

1.4

1.4

Densidad Aparente10-30cm (Mg.m-3 )

(*) indica diferencias significativas entre medias. FIGURA 3. Densidad aparente en función de intensidad de tránsito y espesor.

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54

Es p e s o r ( c m )

0- 10

M a yo r

5 4 ,9

In t e n s id a d

M eno r

5 2 .8 *

0- 30

In t e n s id a d

5 4 .1 *

5 4 .1 *

0- 60

5 5 .2 *

51

52

53

54

55

56

P o r o s id a d ( % )

(*) indica diferencias significativas entre medias. FIGURA 4. Porosidad total en función de intensidad de tránsito y espesor. Por otro lado, como lo muestran la Tabla 1 y la Figura 1, se ajustaron funciones estadísticamente significativas entre altura dominante y densidad aparente -espesor 10-30 cm-, hecho que aparece como una contradicción respecto de lo expresado en el párrafo anterior. Cabe mencionar que los valores de densidad aparente detectados en ambas condiciones de intensidad de tránsito resultaron mayores que los registrados por Fernández et al (1998) en suelos del mismo tipo, vírgenes, bajo condición de bosque primario; del orden del 20 al 25 % en el espesor superficial y de más del 10% en el 10-30 cm. Esto significa que las cargas sufridas como consecuencia del desmonte y demás operaciones de implantación y manejo del rodal de la primer rotación han provocado un nivel de compactación similar en todo el área de trabajo. De esta manera, la condición de densidad evaluada en este estudio probablemente exprese el efecto de los sucesivos procesos de densificación acumulados durante toda la historia del sitio hasta la tala rasa, incrementado por el efecto de los tratamientos bajo evaluación en este ensayo. De acuerdo a lo determinado por Håkansson y Reeder (1994) y por Cullen et al (1991), es probable que la mayor proporción de la compactación actual se haya producido durante las primeras pasadas de máquinas, con el inicio de las tareas mecanizadas. Adicionalmente, por la modalidad de trabajo antes descripta, es de prever que la distribución de las cargas, debidas al tránsito de las máquinas durante la operación de tala rasa, no haya sido homogénea en las parcelas de MA-IT, como tampoco en las de ME-IT. De hecho algunas parcelas de las áreas de menor intensidad de tránsito manifestaron valores de densidad similares a algunas de las parcelas de mayor intensidad. Respecto del impacto sobre el suelo, en la Figura 3 puede observarse que el tratamiento MA-IT presentó mayores valores de densidad aparente que el ME-IT, en los tres espesores, de los cuales sólo el espesor 10-30 cm manifestó diferencias estadísticas. Este comportamiento puede asociarse a un proceso de densificación subsuperficial debido al tránsito de máquinas pesadas ocurrido en las áreas de mayor intensidad de tránsito. El fenómeno de compactación subsuperficial fue reportado para suelos de la región por Fernández et al (2000) y Mac Donagh et al. (2000). CONCLUSIONES Se observó un incremento significativo en la densidad aparente del espesor 10-30 cm en las franjas que soportaran mayor intensidad de tránsito durante la tala rasa. Los espesores 0-10 cm y 30-60 cm también presentaron mayor densidad respecto de las áreas de menor intensidad, pero sin significancia estadística. Se detectó una relación lineal negativa entre la densidad aparente del suelo y la altura dominante, por lo tanto la compactación subsuperficial afectó el crecimiento del Pinus taeda. Se ha corroborado la existencia de compactación subsuperficial en plantaciones de segunda rotación de Pinus taeda y que la misma perdura ocho años después de ejecutada la tala rasa.

Fernández, et al. 2001. En: Actas SILVOARGENTINA II. AFOA-UNaM AMAYADAP. Eldorado, p: 181-189.

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