• Author / Uploaded
• CINDY

Citation preview

Temario MODULO PASTURAS 1. 2.

Introducción a los sistemas forrajeros. Biología y morfofisiología de plantas forrajeras. -

3.

Características de plantas forrajeras. Desarrollo vegetativo y reproductivo en gramíneas y leguminosas.

Bases para la utilización de ecosistemas pastoriles. -

Funcionamiento de los ecosistemas pastoriles. Efectos del pastoreo.

Sistema

pastoril:

la estructura y el funcionamiento están influenciados por la acción de los herbívoros. •RI •NO UTILIZADO

•Autotrofos •Herbívoros •Ra

•PPB

•PPN

• CONSUMIDO •R. reflejada y trasmitida •Q

•R

DESTINOS DEL C FIJADO •ACUMULARSE EN TEJIDOS VEGETALES • CONSUMIDO POR HERBÍVOROS • BIOMASA SENESCENTE

Sistema

pastoril:

la estructura y el funcionamiento están influenciados por la acción de los herbívoros. •RI •NO UTILIZADO

•Autotrofos •Herbívoros •Ra

•PPB

•PPN • CONSUMIDO

•R. reflejada y trasmitida •Q

•R

• EFICIENCIA DE COSECHA = CONSUMIDO /PPNA PASTIZALES +50% BOSQUES 10%

Actividades del animal en pastoreo • Consumo (defoliación) selectivo de las plantas • Pisoteo: efecto sobre - plantas - suelo • Deyecciones (heces y orina)

Efectos del pastoreo Manejo • INTENSIDAD: altura remanente(rasante vs. aliviado) Dotación / Carga animal (UG) •FRECUENCIA: n° de defoliaciones en un período determinado (continuo vs. intermitente)

•OTROS ASPECTOS: momento, uniformidad

MODELO DE PPNA BAJO PASTOREO CONTÍNUO Pérdidas de biomasa: remoción vs. senescencia PPNA SENESCENCIA

CONSUMO HERBÍVOROS

ALTURA (cm) IAF

Pastoreo Continuo Hodgson, 1990

MODELO DE PPNA BAJO PASTOREO INTERMITENTE

DURACIÓN DEL REBROTE

PPB

• PPN = PPB – R llega a una asíntota que equivale al 55- 60% de PPB

PPN

Adaptado de Parsons y Penning 1988.

DURACIÓN DEL REBROTE

PPB

• PPN = PPB – R llega a una asíntota que equivale al 55- 60% de PPB

PPN

AUMENTO DE BIOMASA VERDE •TCI = PPN – S

Modelo para pastoreo intermitente. Adaptado de Parsons y Penning 1988.

• PPN = PPB – R llega a una asíntota que equivale al 55- 60% de PPB

PPB

PPN

•TCI = PPN – S • TCM = total de biomasa producida hasta cierto momento / días desde inicio de crecimiento (integra todas las TCI)

Modelo para pastoreo intermitente. Adaptado de Parsons y Penning 1988.

Efectos del Pastoreo Efectos a corto plazo: la presencia del animal sobre la pastura altera la cantidad y calidad del forraje disponible. • Cantidad de luz interceptada • Calidad de luz • Balance de fitohormonas • Redistribución de C y N • Transpiración • Reservas

Prioridad en la distribución de carbohidratos luego de la defoliación

1º Reposición del área foliar (REBROTE) 2º Reinicio de crecimiento radicular 3º Aparición de nuevos macollos

FS- FR

Componentes del balance de carbono

CRECIM. CHO’s MANTENIM. RESERVAS

1. alimentación de herbívoros 2. crecimiento del área foliar 3. crecimiento (colonización) 4. macollaje 5. reservas 6. órganos reproductivos 7. sistema radicular 8. respiración de mantenimiento

¿Cómo responden las plantas a la defoliación? • Rebrote: priorizan la recuperación del área foliar hasta reestablecer un balance positivo de fijación de energía. • Para ello deben contar con: - meristemas remanentes - disponibilidad de asimilados a partir de: • ÁREA FOLIAR REMANENTE Y/O • RESERVAS

Meristemas remanentes (gramíneas) La posibilidad y también la velocidad con que rebroten es función del numero, fuente y ubicación de los meristemas remanentes.

Briske, 1991

Area Foliar Remanente: efecto de la intensidad de pastoreo sobre sobre el área foliar remanente de gramíneas con diferente hábito de crecimiento Altura cm 25

Poa

Cynodon

Dactylis Festuca

20 15 10

5

Altura de Pastoreo

Área foliar remanente - Importancia en la TC posterior a la defoliación

Brougham, 1956

Área foliar remanente

Peso Seco (órganos aéreos)

- EFECTO DE DISTINTOS NIVELES

-AFR BAJA_ FS < DEMANDA DE MANTENIMIENTO

Tiempo Robson, 1973

Area Foliar Remanente: efecto de la intensidad de pastoreo sobre la cantidad y calidad del área foliar remanente de especies forrajeras postradas y erectas Pastoreado a 2,5 cm Rebrote

2,5 cm

Pastoreado a 5,0 cm

5,0 cm

Rebrote

Reservas (función en el rebrote y tolerancia general al estrés) • CARBOHIDRATOS. • N (principalmente proteínas). • P

MacAdam & Nelson 2005

Energía para poder rebrotar:

Reservas • CARBOHIDRATOS. - CUANDO LA FOTOSÍNTESIS EXCEDE LA RESPIRACIÓN Y EL CRECIMIENTO. - SOPORTE DE RESPIRACIÓN Y CRECIMIENTO CUANDO EL AF Y LA FS BAJA (perennes y bienales)

- POST-DEFOLIACIÓN - PRIMAVERA - DESARROLLO REPRODUCTIVO - SOPORTE DE REBROTE DURANTE ALGUNOS DÍAS

Condiciones de acumulación de reservas de C Resulta del balance positivo entre el proceso de producción de fotoasimilados y el consumo por crecimiento estructural y respiración. POR CICLO:

invernales (otoño y fin primavera) estivales (otoño)

POR ESTRÉS: temperaturas frías estrés hídrico

Ubicación de las sustancias de reserva en diferentes forrajeras

Formas químicas de las reservas (carbohidratos) Monosacáridos

glucosa, fructosa

Disacáridos

sacarosa

Oligo y polisacáridos

almidón (amiloplastos) disponibilidad fructanos (vacuola) media hemicelulosa (CE)

variación diaria + disponibles

disponibilidad baja

Sustancias de reservas en gramíneas en relación al estadio fenológico

Variación estacional sustancias de reservas en raíces de leguminosas

Lotus

Primavera

Verano

Otoño MacAdam & Nelson 2005

Principal fuente de energía para el rebrote en especies de leguminosas Área foliar remanente • Trébol blanco • Trébol rojo • Alfalfa

*** ** *

Hábito postrado medio erecto

*** ** *

Carbohidratos reserva

* ** ***

* ** ***

Reservas de N - aminoácidos, proteínas, nitratos - SOPORTE DE REBROTE POR VARIAS SEMANAS - Movilización de N orgánico durante el rebrote % del total con origen en las reservas FOSAS

FUENTES

% de la fuente movilizado MacAdam & Nelson 2005

Reservas de P - fosfatos inorgánicos móviles. - consumo de lujo: acumulación de nutrientes por encima de niveles que promueven el crecimiento. FUNCIÓN DE RESERVA Sporobolus indicus •FERTILIZACIÓN FUE UNA VENTAJA CUANDO HUBO DEFOLIACIÓN

Oyarzábal & Oesterheld 2010

Respuestas al pastoreo a largo plazo RESISTENCIA AL PASTOREO Mecanismos que permiten a las plantas sobrevivir a la acción de los herbívoros

NO EXCLUYENTES EVASION Mecanismos que reducen la probabilidad de pastoreo

TOLERANCIA Características que permiten reasumir el crecimiento luego del pastoreo

Físicos

Morfológicas

Químicos

Fisiológicas

Mecanismos de resistencia al pastoreo TOLERANCIA

EVASIÓN

Morfológicos

Físicos

Alto número de meristemas presentes luego del pastoreo

Ángulos horizontales de inserción de hojas y tallos escape

Yemas axilares cercanas a la superficie del suelo

Hábito de crecimiento postrado escape

Mecanismos de defensas:disuasión espinas, pubescencias, etc. Fisiológicos

Químicos

Alta tasa de crecimiento

Alto contenido de lignina o sílice disuasión

Movilización de reservas de nutrientes (crecimiento heterotrófico de la parte aérea)

Altos niveles de compuestos secundarios disuasión Adaptado de Briske 1986

Resistencia al pastoreo de los grupos ecológicos de plantas • Monocotiledóneas herbáceas > dicotiledóneas herbáceas > arbustos y árboles caducifolios > arbustos y árboles no caducifolios

Tolerancia fisiológica a la defoliación: CRECIMIENTO COMPENSATORIO (CC) •

Aumento de la producción por unidad de biomasa remanente después de la defoliación. TCR (mg.g-1.d-1)

• Biomasa aérea post-defoliación ( - )___( + )

•- Respuesta a la defoliación en términos de crecimiento y biomasa

•50%

•NEUTRO (proporcional a la defoliación) •TCA d < TCAc •TCRd = TCRc

Oesterheld y McNaughton, 1991

•- Respuesta a la defoliación en términos de crecimiento y biomasa

•DAÑO •TCA d < TCAc •TCRd < TCRc

Oesterheld y McNaughton, 1991

•- Respuesta a la defoliación en términos de crecimiento y biomasa

•COMPENSACIÓN COMPLETA •TCA d = TCAc •TCRd > TCRc

Oesterheld y McNaughton, 1991

•- Respuesta a la defoliación en términos de crecimiento y biomasa •SOBRECOMPENSACIÓN •TCA d > TCAc •TCRd >TCRc

•COMPENSACIÓN PARCIAL •TCA d < TCAc •TCRd > TCRc

Oesterheld y McNaughton, 1991

CC ¿¿EXCEPCIÓN O LA NORMA??

PRODUCCIÓN TOTAL (- -)

•85% de los casos hay reducción de biomasa • magnitud de la reducción _52%

Ferraro y Oesterheld, 2002

CC ¿¿EXCEPCIÓN O LA NORMA??

TASA DE CRECIMIENTO RELATIVO (+)

TCR

La existencia generalizada de respuestas compensatorias a la remoción de tejidos (por incremento de la TCR) mitigaron los efectos de la defoliación sobre el crecimiento.

TCR Ferraro y Oesterheld, 2002

Respuesta a la defoliación en términos de crecimiento y biomasa

RESUMIENDO… • Aumento de TCR ES LA NORMA • Mecanismos subyacentes (principales): - Tasa de Fotosíntesis Autosombreado - Reasignación de crecimiento desde órganos subterráneos - Activación y proliferación de meristemas - Mayor eficiencia en el uso del agua por reducción de superficie transpiratoria

¿Cuáles son las condiciones asociadas que dan cuenta de la diversidad de efectos? (1) Intensidad de la defoliación (2) Tiempo de recuperación desde la última remoción (3) Frecuencia de defoliación (4) Etapa de desarrollo

Respuesta a la defoliación en términos de crecimiento y biomasa

(1) intensidad de la defoliación

• ns

CAMBIO RELATIVO PRODUCCIÓN DE BIOMASA (D-ND)/ND

Ferraro y Oesterheld, 2002

Respuesta a la defoliación en términos de crecimiento y biomasa (2) tiempo de recuperación desde la defoliación

CAMBIO RELATIVO PRODUCCIÓN DE BIOMASA (D-ND)/ND

Ferraro y Oesterheld, 2002

Respuesta a la defoliación en términos de crecimiento y biomasa (3) Frecuencia de defoliación

CAMBIO RELATIVO PRODUCCIÓN DE BIOMASA (D-ND)/ND

Ferraro y Oesterheld, 2002

(4) Etapa de desarrollo

DEFOLIADOS

Del Val y Crawley, 2005

Respuestas al pastoreo a largo plazo  CLAUSURA – PASTOREO

Efectos del pastoreo sobre la PPNA • PPNA clausura - pastoreo (Oesterheld et al., 1999) Ecosistema

PPNA PASTOREO

•72% de los casos hay reducción de PPNA •10% magnitud de la reducción Planta Individual

PPNA CLAUSURA

•85% de los casos hay reducción de biomasa •52% magnitud de la reducción

PPNA (g.m-2.d-1)

Efectos del pastoreo sobre la PPNA 4

+51%

3

Pastoreado

2 No pastoreado

1 0 otoño

Oesterheld et al., 1999

invierno

primavera

verano

Altesor et al., 2005 Explicación?: - Cambios en composición de especies. Diferencias en los potenciales de crecimiento de las especies. - otras: CC, nutrientes inmovilizados en mantillo