Introducción

El género Prosopis tiene gran relevancia entre la flora presente en la mayor parte de la región chaqueña de Argentina y tiene gran importancia en la composición arbórea y arbustiva de estas zonas. De un total de 31 especies sudamericanas, 11 son endémicas de Argentina (^{Burkart, 1976}). En esta amplia gama de especies dentro del género, se destaca Prosopis alba Griseb, como una especie nativa de gran importancia en las regiones semiáridas (^{Giménez, Rios, Moglia, Hernández y Bravo 2001}; ^{Cisneros y Moglia, 2017}). Esta constituye una de las principales especies nativas en Argentina como fuente de madera para aserrío; así lo confirman las estadísticas que indican que, de las tres especies más usadas para este destino, registrado dentro del periodo 2010-2016, el algarrobo ocupó el segundo lugar en importancia con 15% de la producción total de madera proveniente en su mayoría del Parque Chaqueño (^{Secretaria de Ambiente y Desarrollo Sustentable, 2018}). Además de ser valorada por la calidad de la madera, se considera una especie multipropósito, con un creciente mercado para los productos forestales no maderables que brinda, por ejemplo, frutos con alto contenido en proteínas y azucares, usados para alimento humano y forraje (^{Giménez, Ríos, Moglia, Hernández y Bravo, 2001}; ^{Juárez de Galíndez, Giménez, Ríos y Balzarini, 2005}; ^{Juárez de Galíndez, Giménez, Ríos y Balzarini, 2008}; ^{Ewens y Felker, 2010}; ^{Cisneros y Moglia, 2017}). El algarrobo tiene gran potencial para la reforestación y, debido a sus características ecofisiológicas, puede crecer en zonas donde otras actividades ya no son productivas por la calidad de los sitios. Los resultados obtenidos en plantaciones sugieren que el máximo punto de crecimiento en volumen con esta especie se obtiene a la mitad del turno alcanzado en rodales naturales de Prosopis (^{Juárez de Galíndez et al. 2005}). La mayor parte de la superficie reforestada ha sido establecida en áreas muy diferentes en cuanto a las condiciones del suelo, generando un comportamiento heterogéneo en el crecimiento de las plantaciones. Se requiere de una base amplia de conocimientos silviculturales de la especie que permita conocer la dinámica y productividad de la especie e introducir el concepto de calidad del sitio en la planificación de la silvicultura, como el término referido a la productividad potencial de un sitio para una especie particular (^{Clutter, Fortson, Pienarr, Brister y Bailey, 1983}).

Los conceptos de calidad de sitio e índice de sitio (IS) son de máxima importancia en la silvicultura de plantaciones y su predicción es uno de los elementos centrales en la planificación del uso de la tierra con fines forestales (^{Valle Arango, 1993}). En la región del Noroeste argentino, existe una serie de investigaciones tendientes a dar respuesta a los problemas que se generan en el cultivo forestal de Prosopis alba (^{Ledesma, de Bedia y López, 2008}; ^{Navall, Ewens, Senilliani y López, 2015}; ^{Salto, Harrand, Oberschelp y Ewens, 2016}), sin embargo, la fase inicial de evaluación de la calidad del sitio forestal es aún materia pendiente. Es necesario poder estimar el rendimiento de las masas forestales o contar con los elementos para predecir la productividad de un sitio que aún no ha sido plantado estimando las relaciones causales que determinen la productividad, con base en los factores del medio ambiente (^{Schlatter y Gerding, 1995}).

Objetivos

El presente trabajo se propuso evaluar la influencia de los factores del suelo en el crecimiento de plantaciones de Prosopis alba Griseb en áreas del Chaco semiárido, a partir de la correlación del crecimiento de la especie con los factores edáficos, con la perspectiva de aportar información que facilite la toma de decisiones silviculturales.

Materiales y métodos

El área de estudio se sitúa en la subregión del Chaco semiárido de la República Argentina, comprendida en el área de riego del río Dulce, en la provincia de Santiago del Estero, latitud S 27° 39´ y longitud O 64° 14´, que abarca 110 000 ha aproximadamente con un área de influencia general de 275 365 ha. El área de estudio se caracteriza por presencia de agua subterránea cercana (2 m a 5 m de profundidad). El material de estudio está constituido por plantaciones adultas de la especie (> de 9 años). El criterio para la selección contempló la edad de la plantación y la variabilidad en los tipos de suelo, teniendo en cuenta principalmente la salinidad y las características propias de los rodales. El material genético empleado en la zona es homogéneo, proviene de áreas de colecta de semilla. Las intervenciones silvícolas comprenden dos a tres podas en los primeros años, un riego anual durante los primeros años y desmalezados ocasionales. Los datos utilizados provienen de parcelas temporales, parcelas permanentes y análisis de fustes de individuos dominantes. El área de las parcelas establecidas varía en superficie de 576 m² a 1728 m², pero incluye un número fijo de 48 árboles, por lo que el área es variable, según el espaciamiento inicial de la plantación.

Las variables de crecimiento evaluadas fueron: la altura dominante (HD, definida por ^{Assman [1970]} como la altura promedio de los 100 árboles más gruesos por hectárea), expresada en metros; el diámetro a la altura de pecho (DAP), en centímetros; el área basal (AB), expresada en metros cuadrados por hectárea y la edad (E), expresada en años.

En cuanto a los factores del sitio, se considera que el área donde se ubican las plantaciones evaluadas coincide en una misma región con características climáticas y fisiográficas comunes. El área en estudio presenta una biotemperatura promedio anual de 20.4 °C y precipitación promedio anual de 624 mm. Fisiográficamente, el área en general constituye una planicie que se encuentra entre 75 m y 90 m snm, con un paisaje que presenta planicies onduladas de formación eólica con hondonadas y pequeñas cubetas de deflación (^{Godagnone y de la Fuente, 2001}). Esta área corresponde a la zona de distribución natural de la especie, por lo que no representa un factor limitante en el crecimiento.

De acuerdo con ^{Bonelli y Schlatter (1995)}, quienes expresan que los factores del suelo en áreas con condiciones de clima local y sin grandes variaciones suelen ser más influyentes que los demás factores del ambiente en el establecimiento de la especie forestal y su nivel de producción, el trabajo se focaliza en el estudio de los factores del suelo. En concordancia con lo expresado por ^{Méndez Paiz y Banegas Chacon (2016)}, se define al factor suelo como el primer aspecto de la condición de sitio y, a partir de allí, se establecen diferencias con base en factores locales del sitio.

La caracterización general del sitio y del perfil se hizo mediante calicatas, situadas en cada parcela, extrayendo muestras de 0 cm a 90 cm de profundidad de cada uno de los horizontes. Los análisis correspondientes se realizaron en el laboratorio del Instituto de Silvicultura y Manejo de Bosques (Insima) de la Facultad de Ciencias Forestales UNSE y en el Laboratorio de Suelo, Agua y Fertilizantes (LabSA) de la Estación Experimental Agropecuaria Salta Grupo Recursos Naturales.

Los parámetros edáficos, físicos y químicos, así como las técnicas empleadas, se describen a continuación. Parámetros edáficos: pH, por potenciometría en extracto de saturación; conductividad eléctrica (CE) en el extracto de saturación, expresada en miliohms por centímetro; cationes solubles: sodio, calcio más magnesio soluble en el extracto de saturación (mEq L^-1); relación adsorción sodio (RAS) y presencia de carbonatos (en porcentaje). Parámetros físicos: densidad aparente (DA, g cm-³) por el método del cilindro metálico usando un cilindro de 100 cm³; porosidad de la capa arable (PT), por el método del cilindro metálico (^{Page, 1982}), se expresa en porcentaje v/v; textura y humedad del suelo, descritos cualitativamente.

El índice dasométrico, obtenido según ^{Senilliani, Bruno y Brassiolo (2019)}, para Prosopis alba fue correlacionado con los factores edáficos citados, con el propósito de determinar la relación entre las variables. Se trabajó con 47 parcelas, a las cuales se asignó su correspondiente clase de calidad desde la clase de mayor calidad a la menor (CI, CII y CIII), a través del cálculo del IS, utilizando la altura dominante y la edad actual con la función de Gompertz del IS, determinado a una edad base de 15 años. Para una evaluación preliminar de la correlación de la calidad de sitio con las variables físicas (porosidad y DA) y químicas (pH, cationes solubles [Ca+Mg, Na] CE y RAS), se realizó un análisis multivariado con análisis de componentes principales.

Algunas de las variables edáficas empleadas son variables discretas ordinales, debido a esto se realizó su codificación para poder efectuar su evaluación. En el caso de carbonatos, se usó la siguiente codificación: (0) sin presencia, (1) presencia solo en profundidad de 0% a 5%, presencia solo en profundidad de 5% a 10% y (3) presencia en todo el perfil. La textura se clasificó en: franco limoso arenoso y franco limoso; y la humedad en: uniformemente seco, uniformemente fresco, no uniformemente fresco y, uniformemente húmedo. El método de clasificación se basa en la guía de reconocimiento de suelos de la FAO.

Posteriormente se trabajó en la construcción de un modelo predictivo del IS mediante regresión lineal múltiple, para situaciones donde no existen plantaciones de la especie. Se relacionó el IS con las variables edáficas de mayor relevancia en el efecto sobre el crecimiento, determinados en los análisis previos. De todas las variables estudiadas, la CE y la concentración de sodio, resultaron ser las variables de mayor capacidad de predicción del crecimiento.

La validación de los modelos de predicción del IS, a partir de variables ambientales, se realizó utilizando el método Leave one out o jakknife. Como medida del error y de sesgo, se utilizó el cuadrado medio del error promedio (ECMP) y el coeficiente de variación que refleja la variabilidad de la estimación del modelo.

Los datos fueron analizados estadísticamente con InfoStat (^{Di Rienzo, Casanoves, Balzarini, González, Tablada y Robledo, 2018}) y su interfaz con el programa R.

Resultados y discusión

Los valores promedio de altura dominante y el error experimental según clase de calidad e IS (edad base = 15) se muestran en tabla 1, registrándose diferencias altamente significativas en la HD (valor de F 19,5 p < 0,0001) y en el IS (valor de F 53,95 p < 0,0001) entre clases de calidad.

Los valores obtenidos en el análisis confirman que las clases de calidad se encuentran correctamente representadas, como resultado del crecimiento en altura de los rodales en estudio. La muestra de 47 parcelas resultó clasificada en 21,3% en la CI, 53,2% en la CII y 25,5% en la CIII.

Factores del sitio

Se evaluó el comportamiento de los factores edáficos, considerando las propiedades físicas, textura y humedad, mediante análisis de correspondencias múltiple en relación con las calidades de sitio (Fig. 1). Se obtuvo un porcentaje de inercia de 38,3% que se considera bajo para este tipo de análisis, lo que indicaría que estas variables presentan una débil asociación con las clases de calidad de sitio. Sin embargo, se percibe una tendencia a que la CI se relacione con suelos con un tenor de humedad media, diferenciándose de la CIII, que crece en sitios con un perfil húmedo a mojado, que se incrementa con la profundidad del perfil y se asocia a la presencia de salinidad.

FIGURA 1 Asociación de variables edáficas físicas, textura y humedad, con las clases de calidad de sitio I, II y III. 

El resto de las variables físicas evaluadas fueron la porosidad y la DA, el análisis de componentes principales en este caso se muestra en la figura 2.

FIGURA 2 Relación de las variables físicas, porosidad total (PT) y densidad aparente (DA) en diferentes horizontes del perfil, en relación con las clases de calidad de sitio I, II y III. 

Se estableció una correlación positiva entre las PT en los horizontes y una correlación negativa, como era de esperar, con la DA. El CP1 explica 63,6% de la variabilidad de las clases, asociando una mejor calidad de sitio con mayor PT y menor DA.

Para confirmar los datos anteriores, se comprobó que la DA y la porosidad total presentaran diferencias altamente significativas de la CI con respecto a CII y CIII (valor de F 9,3 y 7,8 p< 0,0001 respectivamente); sin embargo, las CIII y CII fueron iguales entre sí. Estudios similares en otras especies forestales indican que las propiedades físicas y químicas tienen su impacto en el crecimiento, así es el caso de la textura y la porosidad en el crecimiento de Pinus sylvestris en España (^{De los Bueis Mellado, 2012}) o la textura y la materia orgánica en Tabebuia donnel-smithii Rose en plantaciones en Guatemala (^{Méndez Paiz y Vanegas Chacón, 2016}).

La porosidad total demuestra ser una de las variables, entre las propiedades físicas, con mayor poder de respuesta en asociación con la humedad del perfil. La porosidad se encuentra entre 44% y 51%, con los mayores valores para la CI; a su vez, esta clase se asocia con condiciones de humedad media, correspondientes a un perfil uniformemente fresco. Estos valores coincidirían con ^{Pritchett (1986)}, quien expresa que la porosidad media en suelos forestales varía entre 35% y 65%.

El comportamiento de las propiedades químicas en relación con la calidad de sitio es variable, en la figura 3 se observa la variación que presentan algunos parámetros edáficos con la profundidad del perfil por clase de calidad de sitio.

FIGURA 3 Variación de las propiedades químicas CE, PH, [ca+Mg] y [Na], en la profundidad del perfil y para cada clase de calidad de sitio. 

La CE registró curvas diferentes para cada una de las clases, pero los valores dentro de la clase fueron homogéneos en profundidad. El pH se incrementó levemente en profundidad, pero no mostró diferencias entre clases. La concentración de los cationes solubles se diferenció entre clases, principalmente el sodio, que registró para las CI y CII concentraciones bajas en superficie y más altas en los horizontes profundos, al contrario de la CIII que registró altas concentraciones en superficie.

El comportamiento de los cationes solubles en el perfil de CI y CII podría indicar que existe cierta movilidad del Na desde la superficie hacia los horizontes más profundos, como resultado del aporte esporádico de agua de riego que se ha registrado en las plantaciones. Sin embargo, la CIII, aun teniendo aportes de agua, no presentó mejores condiciones, manteniendo mayor concentración de sodio en superficie.

Las propiedades químicas presentan diferencias altamente significativas entre clases de calidad de sitio y en cada uno de los contrastes entre ellas (valor de F 4,13 p < 0,0001), a diferencia de las propiedades físicas. El análisis de componentes principales señaló que 85% de la variabilidad relacionada con la calidad de sitio se explica en el CP1 mediante algunas de las propiedades químicas evaluadas. En la figura 4 se observan las propiedades de mayor impacto en la determinación de las clases de calidad de sitio, con una alta correlación entre ellas y asociadas a la CIII.

FIGURA 4 Relación de las variables químicas, ph, cationes solubles (Ca+Mg, Na) CE y RAS en diferentes horizontes del perfil, en relación con las clases de calidad de sitio I, II y III. 

Entre las variables de mayor influencia en el crecimiento estarían la CE, la RAS y los cationes solubles (Ca, Mg y Na), que poseen los mayores valores en los coeficientes y se asocian con la peor calidad de sitio (CIII). El pH no tendría gran impacto en el crecimiento. Las variables evaluadas hasta el momento podrían presentar correlaciones entre sí mismas, para evaluar esta situación se presenta, en tabla 2, la matriz de correlaciones.

Se observa una alta correlación entre la CE y la concentración de Na y de los cationes Ca+Mg en horizonte A. El Na también se correlaciona con la RAS y con la concentración de Ca+Mg, efecto predecible debido a la relación existente entre estos parámetros en términos de salinidad. Las correlaciones encontradas serán de utilidad al momento de definir las variables más explicativas del crecimiento en altura en los modelos de predicción.

De acuerdo con ^{Senilliani et al. (2019)}, a cada clase de calidad de sitio enunciada le correspondería un IS, presen-tando la CI un IS de 10,1 la CII un IS de 8,1 y la CIII un IS de 6,1. Una mejor visualización del comportamiento de las variables químicas según el IS se presenta en la figura 5.

FIGURA 5 Relación del índice de sitio con el contenido de carbonatos en el perfil, pH, CE, cationes solubles y RAS en suelos de los rodales. 

Se observó que la presencia de carbonatos es bastante uniforme y parece no representar una limitante importante para el crecimiento. El pH se comporta de forma similar, se registra un intervalo de 7 a 9, donde los rodales tienen IS desde bajos hasta altos; sin embargo, por encima de pH 9 asociado con altas CE, se reduce el crecimiento de la masa. La CE presenta un umbral aproximado de 10 dS m^-1 donde se registran IS de 8 y 10, por encima de este valor de CE disminuye el crecimiento de la masa. La concentración de cationes solubles también varía en relación con el IS, los rodales de mejor crecimiento presentaron concentraciones bajas de sodio, llegando a un valor crítico de aproximadamente 39 mEq L^-1. Las calidades CII a CIII tienen un margen más amplio de tolerancia a la presencia de sodio en solución llegando a valores de 300 mEq L^-1, en algunos casos. La RAS, únicamente en la CI, no superó el valor de 15.

Conclusiones

Las propiedades químicas del suelo, CE, Na, Ca+Mg y RAS, parámetros característicos que describen las condiciones de salinidad de un sitio, son determinantes en el crecimiento de Prosopis alba. El crecimiento se ve condicionado negativamente por encima de un umbral salino, alterando la productividad de las masas forestales. La CE presenta un umbral de 10 dS m^-1 donde se registran IS de 8 y 10; por encima de este valor de CE, disminuye el crecimiento a IS 6. La concentración de Na como valor crítico es de aproximadamente 39 mEq L^-1. Si bien las propiedades químicas evaluadas son determinantes en el crecimiento, las propiedades físicas presentan cierta capacidad explicativa; entre estas, se cita la porosidad total en asociación con la humedad del perfil, con los mayores valores de porosidad y un perfil uniformemente fresco correspondiente a la CI. La CIII crece en sitios con un perfil húmedo-mojado que se incrementa con la profundidad del perfil y se asocia con la presencia de salinidad.