Antropización de sistemas naturales: efectos de cambios en la fertilidad del suelo de matorrales sobre especies vegetales autóctonas, sus relaciones simbióticas y servicios ecosistémicos asociados
En las últimas décadas los ecosistemas terrestres han sufrido cambios profundos debido a diferentes procesos antrópicos, entre los que destaca la eutrofización: el aumento excesivo de nutrientes como N, P y K. Este fenómeno, causado principalmente por el uso de fertilizantes y la contaminación indus...
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| Otros Autores: | |
| Formato: | TesisdePostgrado doctoralThesis acceptedVersion |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universitario Bariloche
2025
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | https://rdi.uncoma.edu.ar/handle/uncomaid/18961 |
| Aporte de: |
| Sumario: | En las últimas décadas los ecosistemas terrestres han sufrido cambios profundos debido a diferentes procesos antrópicos, entre los que destaca la eutrofización: el aumento excesivo de nutrientes como N, P y K. Este fenómeno, causado principalmente por el uso de fertilizantes y la contaminación industrial, altera el equilibrio natural de los ecosistemas. En los bosques, que son clave para la biodiversidad y la regulación climática, la eutrofización del suelo puede tener un gran impacto. Mientras que en el corto plazo estimula el crecimiento de algunas plantas, a largo plazo reduce la diversidad biológica, modifica las interacciones entre especies y afecta servicios ecosistémicos esenciales, como el secuestro de carbono y ciclado de nutrientes. Uno de los impactos más preocupantes de la eutrofización es su efecto sobre los hongos micorrícicos, microorganismos que forman asociaciones simbióticas con las raíces de más del 90% de las plantas. Estas asociaciones son fundamentales para la salud de los bosques, ya que ayudan a las plantas a absorber agua y nutrientes, las protegen contra patógenos y sequías, e incluso influyen en la capacidad del suelo para secuestrar carbono. Se ha visto que aumentos en N o P reducen la diversidad y actividad de estos hongos, pero aún así no es claro el efecto de otros nutrientes menos estudiados, como el K. Aún menos se sabe acerca de qué efectos tienen el aumento conjunto de dos o más de estos nutrientes. Alternativas productivas como la aplicación de fertilizantes orgánicos podrían mitigar los daños asociados a la utilización de fertilizantes inorgánicos, al favorecer la actividad microbiana del suelo y reducir la lixiviación de nutrientes. Sin embargo, su efecto sobre las micorrizas y crecimiento de plantas nativas, especialmente en regiones poco estudiadas como la Patagonia, requiere mayor investigación.
En este contexto, el objetivo de esta tesis fue investigar los efectos de la eutrofización del suelo mediante la adición individual y combinada de N, P y K sobre las asociaciones micorrícicas y servicios ecosistémicos en matorrales patagónicos, ecosistemas clave por su biodiversidad y valor socioeconómico. El trabajo combinó experimentos de campo y vivero para evaluar cómo estos nutrientes afectan: (1) la colonización y diversidad de micorrizas arbusculares (MA) en Berberis microphylla y ectomicorrizas (EcM) en Nothofagus antarctica, (2) servicios como la producción de frutos y el ciclado de nutrientes, y (3) la eficacia de fertilizantes orgánicos como alternativa sostenible. Se hipotetizó que la eutrofización favorece el crecimiento vegetal pero reduce las asociaciones micorrícicas, y que los fertilizantes orgánicos minimizan estos impactos negativos. El estudio de campo se realizó en El Foyel (Río Negro) con un diseño factorial de ocho tratamientos (control, N, P K, NP, NK, PK y NPK), mientras que los ensayos en vivero compararon el efecto de fertilizantes orgánicos e inorgánicos en plántulas. Esta aproximación metodológica permitió evaluar simultáneamente las respuestas ecológicas en condiciones naturales y controladas.
Los resultados demostraron que la eutrofización afectó significativamente las asociaciones micorrícicas y los servicios ecosistémicos en el matorral En B. microphylla (Capítulo 2), la fertilización con N y P redujo drásticamente la colonización por MA, e incluso por otros hongos endófitos, sin efectos aditivos al combinar nutrientes. Para N. antarctica (Capítulo 3), todos los tratamientos disminuyeron la colonización por EcM, con pérdida notable de diversidad taxonómica (especies como Cenococcum geophilum y Tomentella sp.) y funcional (reducción de hongos melanizados clave para secuestro de carbono y resistencia a sequía), aunque algunas especies (Descolea antarctica, Inocybe spp.) se beneficiaron. En cuanto a los servicios ecosistémicos estudiados (Capítulo 4), la producción de frutos en B. microphylla dependió principalmente de la luz (36.74 kg/ha en dosel abierto), sin un efecto de la fertilización. En términos del impacto de la eutrofización en el ciclado de nutrientes (Capítulo 5), la fertilización mejoró el estado nutricional foliar de N. antarctica (mayor contenido de N, P, K y área foliar específica) y redujo la reabsorción de N durante la senescencia, lo que se traduce en cambios en la química de la hojarasca que cae al suelo, más rica en N. Los experimentos en vivero (Capítulos 6 y 7) revelaron que los fertilizantes orgánicos, aunque también redujeron la micorrización (en menor medida en B. microphylla), promovieron un crecimiento vegetal comparable al de los inorgánicos. En N. antarctica, además, las EcM optimizaron el uso de nutrientes inmovilizados en el fertilizante orgánico.
Los resultados de esta tesis demuestran que la eutrofización altera profundamente las asociaciones micorrícicas y procesos ecológicos en los matorrales patagónicos. A diferencia de trabajos previos centrados en pastizales o sistemas agrícolas, este estudio revela por primera vez cómo la fertilización combinada con N, P y K afecta simultáneamente a diferentes tipos de micorrizas (MA y EcM) en especies nativas clave de ambientes boscosos. Contrario a lo esperado, la eutrofización no mejoró significativamente los servicios de provisión (producción de frutos), que dependieron más de factores como la luz, mientras que alteró el ciclado de nutrientes, modificando los patrones de reabsorción foliar y la calidad de la hojarasca. Esto sugiere que, aunque el crecimiento vegetal puede verse estimulado temporalmente (como se observó en vivero), los cambios en las simbiosis micorrícicas y en los procesos biogeoquímicos podrían comprometer la sostenibilidad a largo plazo. Los fertilizantes orgánicos emergieron como alternativa prometedora, ya que mantuvieron un balance entre promoción del crecimiento y las micorrizas. Esta tesis aporta una perspectiva novedosa al evaluar los efectos combinados de N, P y K (más allá del clásico enfoque en N y P) sobre las simbiosis micorrícicas, e integrar a esto las respuestas vegetales y de servicios ecosistémicos en matorrales patagónicos, un ecosistema crítico pero escasamente estudiado en el contexto del cambio global. Estos resultados llenan vacíos en el entendimiento de cómo los cambios globales afectan estos ecosistemas, y proporcionan bases para manejar sosteniblemente estos valiosos pero vulnerables ambientes. |
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