Desarrollo de herramientas para la sustentabilidad de plantaciones forestales con fines energéticos con Eucalyptus grandis en la provincia de Corrientes

Abstract

Considerando los efectos ambientales negativos producidos por el uso de combustibles fósiles y la incertidumbre de su disponibilidad futura, la biomasa forestal para uso energético se presenta como una alternativa para la mitigación del cambio climático. La producción de bosques con fines energéticos conlleva a varios interrogantes sobre la sustentabilidad y la eficiencia en el uso de los recursos. Estos sistemas productivos intensivos determinan un uso diferente de los nutrientes y el agua en comparación con los sistemas de producción convencionales. Este hecho genera incertidumbre en la perspectiva de una producción sostenida a largo plazo, si se considera la baja fertilidad natural de los suelos en los que se establecen las plantaciones forestales. La provincia de Corrientes posee más de 500.000 ha forestadas con los géneros Pinus y Eucalyptus. Las lomas y planicies arenosas, de aproximadamente 2.000.000 ha, representan el 60% de la superficie con aptitud forestal de la provincia. Su suelo es arenoso y se caracteriza por tener baja fertilidad natural, bajo contenido de materia orgánica y ser susceptible a la erosión hídrica y eólica. Las características de estos ambientes ponen en relieve la existencia de riesgos de degradación si no son manejados bajo prácticas de manejo y sistemas productivos ajustados a las condiciones específicas. Dado que en la provincia recientemente se han instalados proyectos dendroenegéticos, una revisión de las prácticas de manejo silvícolas debe ser realizada. Para Eucalyptus sp., es escasa la información sobre la producción de biomasa y el manejo silvícola adecuado en esquemas de muy altas densidades de plantación en Argentina. El objetivo general de esta tesis doctoral fue evaluar diferentes densidades de plantación con fines energéticos propuestos para el clon Eucalyptus grandis W.Hill en las lomas y planicies arenosas de la provincia de Corrientes. El material de estudio se obtuvo de un módulo experimental de densidad de plantación de 2 clones de Eucalyptus sp. establecidos en INTA, EEA Bella Vista. En los tratamientos de 3.333 árboles ha-1 (AD), 1.429 árboles ha-1 (MD) y 909 árboles ha-1 (BD) del clon E. grandis, se registró la supervivencia, se determinó la productividad volumétrica y de biomasa aérea, y la densidad básica de la madera a los 12, 24, 36 y 50 meses de edad. Se determinó el contenido de nutrientes del suelo y de la biomasa aérea a los 50 meses de edad. Se evaluó la exportación de nutrientes bajo distintos sistemas de aprovechamiento y se determinó el turno de aprovechamiento. Se evaluó la influencia de parámetros ambientales en el crecimiento. Para ello, el diámetro a la altura del pecho (DAP, cm) y la altura total (H, m) de todos los individuos fueron evaluados en cuatro períodos, a los 12, 24, 36 y 50 meses de edad. Seis individuos de cada tratamiento fueron apeados y cubicados en cada período. Con los valores de volumen con y sin corteza, DAP y H de los individuos apeados fueron ajustados modelos de regresión para estimar el volumen individual de todos los árboles. En cada árbol apeado se tomaron rodajas del fuste al DAP para la determinación de la densidad básica de la madera y se realizaron estudios de biomasa. Se ajustaron modelos de regresión para estimar la biomasa individual por compartimento de todos los árboles. Se tomaron muestras de cada compartimento de la biomasa y del suelo por tratamiento a los 50 meses de edad para determinar los contenidos de nutrientes (N, P, K, Mg y Ca). Durante un periodo de 2 años, se registraron parámetros ambientales dentro y fuera de los tratamientos y a su vez se determinó el contenido de agua del suelo y se registró el incremento mensual del DAP de los árboles de cada tratamiento. Como resultados de las evaluaciones determinamos que la supervivencia no registró diferencias significativas (p=0,4175) entre tratamientos. A los 12 meses fue del 93 ± 8 %, 81 ± 14 % y 96 ± 4 % para los tratamientos de alta, media y baja densidad de plantación respectivamente. A los 24 meses, los tratamientos registraron nuevos árboles muertos, disminuyendo la supervivencia al 85 ± 22 %, 70 ± 14 % y 86 ± 16 %, respectivamente. No se registraron nuevos árboles muertos en meses posteriores. La densidad de plantación influyó en el crecimiento individual del árbol. Se registraron diferencias significativas para las variables DAP, H y volumen individual entre el tratamiento AD respecto a MD y BD. El volumen por hectárea fue significativamente diferente hasta los 36 meses de edad. No obstante, a los 50 meses, esas diferencias dejaron de ser significativas (p=0,0663), AD registró 203,8 ± 22,4 m3 ha-1, MD 178,9 ± 29,6 m3 ha-1 y BD 138,8 ± 28,4 m3 ha-1. La biomasa acumulada por hectárea se incrementó al aumentar la densidad de plantación y la edad. Fue significativamente diferente a los 12 meses de edad, siendo mayor AD respecto de MD y BD. A los 50 meses, esas diferencias dejaron de ser significativas, aunque AD registró mayor productividad, representando un valor superior de biomasa total en 5,4 % y 24,2 % respecto a MD y BD. Se registró un cambio en la proporción de la biomasa de los compartimentos del árbol en relación con la edad. La biomasa de fuste tuvo un aumento en la proporción de la biomasa total a lo largo del período evaluado. A los 50 meses se maximizó la proporción de biomasa de fuste en relación a la biomasa total (88,3 %, 84,8 % y 82,6 %). Se registró un aumento de la densidad básica de la madera de cada tratamiento en cada periodo de evaluación. Esta fue significativamente diferente entre el tratamiento AD con respecto a MD y BD. A los 50 meses fue de 446,4 ± 26,2 kg m-3, 475,3 ± 14,0 kg m-3, 477,3 ± 11,6 kg m-3 para AD, MD y BD respectivamente. La densidad de plantación no influyó en el contenido de nutrientes, materia orgánica y carbono orgánico del suelo, no se registraron diferencias significativas entre ellas. El contenido de nutrientes no fue significativamente diferente a nivel de biomasa aérea total, sin embargo, al analizar a nivel de compartimentos (hojas, ramas, corteza y fuste) se establecieron diferencias significativas. En la copa (hojas y ramas) se encontraron las mayores concentraciones de nutrientes del árbol, mientras que en el fuste las menores concentraciones. El Ca es el nutriente de mayor concentración en todos los compartimentos del árbol y el P el de menor concentración. La mayor concentración de los nutrientes N, P y K se registran en las hojas, y del Ca en la corteza. Entre tratamientos no se determinaron diferencias significativas en la exportación de nutrientes al considerar el mismo sistema de aprovechamiento (árbol completo, fuste con corteza, fuste sin corteza). En cambio, entre sistemas de aprovechamiento se registraron diferencias significativas en la remoción de nutrientes. La cosecha del árbol completo representa un valor superior de exportación entre 32 % y 78 % respecto a cosechar el fuste con corteza o sin corteza respectivamente. El turno de aprovechamiento es cercano a los 4 años, según el criterio de cortabilidad de máxima producción continua. Analizando los parámetros ambientales registrados durante 2 años, determinamos que las plantaciones forestales modifican parámetros del sistema aire-suelo. Dentro de ellas las temperaturas máximas son menores y las mínimas mayores, aumenta la humedad relativa ambiente y la temperatura del suelo, y disminuye el contenido hídrico del mismo en forma significativa respecto de fuera de ella. Entre los tratamientos, no se registraron diferencias significativas en el contenido de agua del suelo. La variación de los parámetros ambientales entre años influyó en el crecimiento del clon E. grandis, reduciendo el crecimiento del área basal en todas las densidades de plantación en forma similar (33 - 35 %) entre años. Las 3 densidades de plantación evaluadas tienen aptitud para el establecimiento de plantaciones energéticas por sus altas productividades, y al no diferenciarse significativamente entre ellas, en el contenido de agua y nutrientes del suelo, y en el contenido de nutrientes de la biomasa aérea. La densidad de plantación de 1.429 árboles ha-1 es recomendada para el establecimiento de plantaciones dendroenergéticas. La misma optimizó la producción de biomasa de fuste por hectárea y el desarrollo individual, posibilitando la obtención de otros productos forestales, además de la biomasa para energía. En un contexto de cambio climático será cada vez más relevante considerar la multifuncionalidad o multipropósito de las plantaciones forestales, permitiendo la obtención de diversos productos forestales y además cumpliendo otras importantes funciones como fijación de C, regulación el ciclo del agua y el clima, entre otras. El aprovechamiento de todos los compartimentos del árbol pone en peligro el mantenimiento de la fertilidad del suelo y la capacidad productiva del sitio. La cosecha del fuste sin corteza es el sistema de aprovechamiento más adecuado para estos sistemas intensivos de producción, reduciendo la exportación de nutrientes en forma significativa, y mejorando la sostenibilidad de los nutrientes del suelo. El establecimiento de plantaciones forestales produce modificaciones en el ambiente, sin embargo, pueden ser utilizadas como una herramienta de manejo en un marco de planificación de uso del territorio. La variación de los parámetros ambientales entre años influye en el crecimiento del clon E. grandis. Según el grado de competencia por recursos (densidad de plantación) diferentes parámetros tienen influencia en el crecimiento con distintos niveles de significancia. El crecimiento se redujo de forma similar en las 3 densidades de plantación, poniendo una señal de alerta, ya sea que produzcamos para energía o madera sólida. El cambio climático juega un papel importante en las plantaciones de Eucalyptus sp., pudiendo afectar su productividad a largo plazo. Mejorar nuestro conocimiento de cómo el E. grandis responde a la variación climática es relevante para garantizar la viabilidad a largo plazo de las plantaciones forestales sin comprometer su productividad y sustentabilidad ambiental. El impulso a la generación de energías renovables, en particular a partir de la biomasa forestal, son oportunidades para la provincia de Corrientes, ya que cuenta con el recurso y las condiciones climáticas favorables, representando un aporte significativo a la captura de C y contribuyendo a la mitigación del calentamiento global. Representa un impulso sectorial y beneficia el desarrollo económico regional. Las plantaciones dendroenergéticas con E. grandis son una fuente promisoria de biomasa para la generación de energía. Sin embargo, aún existen interrogantes sobre la sustentabilidad de la mismas a escalas de paisaje por lo que resulta necesario continuar estudiando estos sistemas intensivos de producción, dado la necesidad de planificar las actividades productivas regionales en un marco de sustentabilidad ambiental.