El hombre maneja la mayor parte de la superficie terrestre y una gran proporción está dedicada a actividades agropecuarias. El modelo de producción agropecuaria vigente, fuertemente influenciado por la Revolución Verde, tiene problemas ambientales y sociales severos que ponen en duda su sustentabilidad. La agroecología y la restauración productiva son enfoques alternativos, que consideran las dimensiones ecológicas, económicas y sociales de los sistemas agroalimentarios. El sudoeste bonaerense tiene características marginales para la agricultura y aptitud principalmente ganadera. La restauración productiva de los pastizales naturales de esta región mediante la reincorporación de especies vegetales claves del ecosistema original para generar agroecosistemas más resilientes y sustentables es una prioridad que debe ser atendida. El objetivo de esta tesis fue aumentar el conocimiento sobre algunas especies de leguminosas herbáceas nativas de la región con potencial para fijar nitrógeno, mejorar la oferta forrajera y enriquecer los pastizales naturales degradados. En primer lugar se realizó una búsqueda bibliográfica para detectar y caracterizar las especies de leguminosas herbáceas nativas reportadas para el área de estudio; luego se localizaron y georreferenciaron sus poblaciones. Posteriormente se estudió la germinación, capacidad de fijación biológica de nitrógeno (FBN) y calidad nutritiva de algunas especies. Se detectaron 30 especies correspondientes a 10 géneros, 19 de ellas potencialmente útiles en agroecosistemas y 16 encontradas en alguno de los 43 sitios visitados, siendo Adesmia, Lathyrus y Vicia los géneros con más especies y A. incana y Rhynchosia senna las más frecuentemente halladas. Se estudió la germinación en laboratorio de las especies más promisorias de las que se colectó semilla: Adesmia filipes (Af), A. incana (Ai), A. muricata (Am), Lathyrus nervosus (Ln), L. pubescens (Lp), Rhynchosia diversifolia (Rd) y R. senna (Rs), evaluando el porcentaje de germinación (PG) y la respuesta a tratamientos pregerminativos aplicados para romper la dormición seminal. Las respuestas fueron variables según las especies; todas presentan un 45% o más de semillas dormantes y para la mayoría se lograron PG mayores al 50%. Los tratamientos más efectivos fueron los de escarificación física; la escarificación térmica por inmersión en agua caliente fue efectiva para Lp, Rd y Rs. Paralelamente, se aislaron cepas de rizobio nodulantes de Ai y Lp, y se evaluó la FBN en esta última utilizando inoculante propio y comercial. Lp solo estableció simbiosis efectivas con rizobios nativos y tuvo una eficiencia de fijación del 50%, sin diferencias en el contenido de nitrógeno entre tratamientos con nitrógeno mineral o simbiótico, pero con mayor producción de biomasa en el primero. Por último, se analizaron algunos parámetros de calidad nutritiva de las especies Ai, Ln, Lp, L. subulatus, Rd y Rs. En estado vegetativo, todas mostraron contenidos de proteína bruta semejantes a los de leguminosas cultivadas y algunas un contenido mayor, y buena digestibilidad. Solo se detectaron taninos precipitantes de proteínas en Rd, Rs y Ai en estado reproductivo, siendo de moderados a altos solo en Rd. Por las características evaluadas en este trabajo y las reportadas en la bibliografía, muchas de estas especies merecen ser consideradas para la restauración productiva de pastizales semiáridos y subhúmedos del centro de Argentina; nuevos estudios orientados a analizar diferentes modos de obtener semillas para cultivo a mediana y gran escala contribuirían a concretar su utilización. / Human manages and handles most of the land surface and a large proportion of it is dedicated to agricultural activities. The current model of agricultural production, strongly influenced by the Green Revolution, has severe environmental and social problems that call into question its sustainability. Agroecology and productive restoration are alternative approaches, which consider the ecological, economic and social dimensions of agri-food systems. The southwest of Buenos Aires province has marginal characteristics for agriculture and its aptitude is mosty for cattle grazing. Productive restoration of natural grasslands of this area through reincorporation of key plant species from the original ecosystem to generate more resilient and sustainable agroecosystems is a priority that must be addressed. The aim of this thesis was to increase the knowledge on some species of herbaceous legumes native to the region with the potential to fix nitrogen, improve forage supply and enrich degraded natural grasslands. First, a bibliographic search was carried out to detect and characterize the native herbaceous legume species reported for the study area; then their populations were located and georeferenced. Subsequently, germination, biological nitrogen fixation capacity (BNF) and nutritional quality of some species were studied. 30 species were detected corresponding to 10 genera, 19 of them potentially useful in agroecosystems and 16 found in at least one of the 43 sites visited, with Adesmia, Lathyrus and Vicia being the genera with more species and A. incana and Rhynchosia senna the most frequently found. Germination in lab conditions of the most promising species from which seeds were collected was studied: Adesmia filipes (Af), A. incana (Ai), A. muricata (Am), Lathyrus nervosus (Ln), L. pubescens (Lp), Rhynchosia diversifolia (Rd) and R. senna (Rs), evaluating the germination percentage (GP) and the response to pregerminative treatments applied to break seed dormancy. Responses were variable according to the species; all present 45% or more dormant seeds and for most of the species a GP greater than 50% was achieved. The most effective treatments were physical scarification; thermal scarification by immersion in hot water was effective for Lp, Rd and Rs. Simultaneously, nodulant rhizobium strains of Ai and Lp were isolated, and BNF was evaluated in Lp using commercial and self-produced inoculant. Lp only established effective symbiosis with native rhizobia and had a fixing efficiency of 50%, without differences in nitrogen content between treatments with mineral or symbiotic nitrogen, but with higher biomass production in the former. Finally, some parameters of nutritional quality of the species Ai, Ln, Lp, L. subulatus, Rd and Rs were analyzed. In vegetative state all of them showed crude protein contents similar to those of cultivated legumes and some of them a higher content, and good digestibility. Protein precipitating tannins were detected only in Rd, Rs and Ai in reproductive status, being moderate to high only in Rd. For the characteristics evaluated in this work and those reported in the literature, many of these species deserve consideration for productive restoration of semi-arid and sub-humid grasslands of central Argentina; new studies focused on analyzing different ways to obtain seeds for medium and large-scale cultivation would help to make their use possible.

Con el objetivo de obtener valores de línea de base para la evaluación de la degradación de suelos se caracterizó la calidad biológica y física de Molisoles bajo diferentes usos de la Región Semiárida Pampeana. El estudio se desarrolló en Paleustoles petrocálcicos, franco y franco arenosos de la planicie con tosca de la Región Semiárida Pampeana Central. Se seleccionaron 4 suelos por diferencias en las prácticas de producción, de similar contenido de arcilla. Dos de ellos presentan vegetación de gramíneas perenne por más de 50 años con contenidos de carbono orgánico y nitrógeno superiores a dos suelos seleccionados bajo uso agrícola también por más de 50 años. Se determinaron tres estratos de profundidad, estrato superior a 0-6 cm, estrato medio a 17-23 cm y estrato inferior a 40-46 cm de profundidad. A fin de cumplir con los objetivos se determinó: carbono orgánico total y sus fracciones, nitrógeno total, textura, distribución de tamaño de agregados, inestabilidad estructural, peso volumétrico de los agregados, densidad aparente máxima, susceptibilidad a la compactación, humedad crítica, conductividad hidráulica, infiltración, resistencia a la penetración. En relación a los poros del suelo se cuantificó el tamaño, la distribución y forma de los poros y se determinó el Intervalo hídrico óptimo. En cuanto a los indicadores biológicos se evaluó respiración, carbono y nitrógeno de la biomasa microbiana, relación hongo/bacteria y cociente metabólico. Los suelos bajo uso A presentaron menores contenidos de carbono y nitrógeno. Asociado a ello se encontró que estos suelos tuvieron menor porosidad total y macroporosidad con respecto al uso en VN. Además, la forma predominante de los macroporos entre 10-100 μm y 100-2000 μm, fue redondeada, mientras que bajo VN fueron encontrados mayor proporción de poros de forma irregular y alargados. Este cambio en la distribución y en la forma de los poros, condujo a menores tasas de infiltración y menor conductividad hidráulica, mayor densidad aparente, mayor resistencia a la penetración. El efecto de la degradación del suelo debido al uso agrícola sobre el sistema poroso y sobre las propiedades físico-hídricas no se extendió a mayor profundidad que los estratos medios. A su vez, se encontró que los macroporos redondeados se correlacionaron negativamente con carbono organico, porosidad total y macroporosidad y positivamente con indicadores asociados a la compactación (densidad aparente máxima, susceptibilidad a la compactación y densidad aparente). Suelos compactados con menor porosidad total y mayor macroporosidad redondeada presentaron mayor peso volumétrico de los agregados. El uso A condicionó los valores del intervalo hídrico óptimo en los dos primeros estratos y presentó mayores diferencias entre profundidades con respecto al suelo bajo VN. Los valores promedio del intervalo hídrico óptimo para el suelo bajo VN fueron más elevados que bajo A. La práctica de uso también influyó sobre la actividad y el tamaño de la biota, los suelos agrícolas con menores contenidos de carbono y nitrógeno resultaron tener menor carbono y nitrógeno de la biomasa microbiana y actividad de respiración, comparado a los suelos bajo VN. Además, las variables asociadas a la compactación se relacionaron negativamente con las propiedades biológicas, perjudicando el intercambio de gases y la accesibilidad al sustrato por parte de los microorganismos. Los resultados del trabajo de tesis permitieron proponer valores de línea de base de indicadores físico-hídricos y biológicos para suelos franco y franco arenoso de la Región Semiárida Pampeana. Además se presenta un conjunto mínimo de indicadores denominados “indicadores integradores”. Los mismos fueron carbono orgánico, porosidad total, índice de inestabilidad estructural, proporción macroporos, resistencia a la penetración, peso volumétrico de agregados 2-3-mm, poros elongados >10 μm, respiración a tasa constante y carbono de la biomasa microbiana, debido a que todos ellos lograron obtener altas correlaciones con indicadores que reflejan la funcionalidad física, química y biológica del suelo. / In order to obtain baseline values for the evaluation of soil degradation, the biological and physical quality of Molisols under different uses of the Pampean Semiarid Region were characterized. The study was carried out in loam and sandy loam petrocalcic Paleustolls, of the calcrete plains of the Semiarid Region Pampa of Argentina. Soils under agricultural (A) and native vegetation (VN) use were selected, with the same clay content, in which three layers of depth, upper, middle and lower were determined. In order to achieve the objectives, total organic carbon and its fractions, total nitrogen, soil texture, aggregate size distribution, mean weight diameter, aggregate volumetric weight, maximum bulk density, susceptibility to compaction, critical moisture content, hydraulic conductivity, infiltration, penetration resistance were determined. In relation to the soil pores, the size, distribution and shape of the pores and the least limiting water range were quantified. Regarding the biological indicators, respiration, carbon and nitrogen of the microbial biomass, fungus/bacteria ratio and metabolic quotient were determined. Soils under A use had lower carbon and nitrogen content. Associated with this it was found that these soils had lower total porosity and macroporosity with respect to the use in VN. In addition, the predominant form of macropores between 10-100 μm and 100-2000 μm was round. This change in the distribution and shape of the pores led to lower rates of infiltration and lower hydraulic conductivity, higher bulk density and greater resistance to penetration. Although the effect of soil degradation due to agricultural use on the porous system and on the hydro-physical properties did not extend to greater depth than the middle depth. The round macropores were found to be negatively correlated with organic carbon, total porosity and macroporosity and positively with indicators associated with compaction (maximum bulk density, susceptibility to compaction and bulk density). Compacted soils with lower total porosity and greater round macroporosity presented higher volumetric weight of the aggregates. The agricultural use affected the values of the least limiting water range in the first two depths intervals and presented greater differences between depths compared to the soil in VN. The average values of the least limiting water range in natural vegetation soil were higher than under agricultural use. The soil use also influenced the activity and size of the biota, the agricultural soils with lower carbon and nitrogen content resulted to have lower microbial biomass carbon and nitrogen and respiration activity, compared to the soils under natural vegetation. Also, the variables associated with compaction were negatively related to biological properties, impeding gas exchange and accessibility to substrate by microorganisms. The results of this study propose baseline values of hydro-physical and biological indicators for loam and sandy loam soils of the semiarid Pampa region. In addition, a minimum set of indicators called "integrating indicators" is suggested. These were organic carbon, total porosity, mean weight diameter, macropores, penetration resistance, aggregates volumetric weight of 2-3-mm, elongated pores >10 μm, constant rate respiration and microbial biomass carbon. All of them were able to obtain high correlations with indicators that reflect the physical, chemical and biological functionality of the soil.

La presente investigación consiste en una contribución al desarrollo de metodologías que amplían la aplicabilidad de los Sistemas de Información Geográfica (SIG), la teledetección y las bases de datos al análisis territorial. Específicamente se centra en el análisis de la interacción suelo-paisaje en el proceso de avance de la frontera agrícola producto de esta relación. La humanidad transforma y modifica las coberturas del suelo y amplía el área de acción hacia un entorno con suelos marginales productivos causando erosión y degradación. En el presente estudio se analizaron los cambios de uso y cobertura y los procesos relacionados con la erosión eólica entre 1975 y 2015. La investigación se lleva a cabo en los partidos de Villarino y Patagones en el sur de la provincia de Buenos Aires, Argentina. A pesar de la fragilidad de esta región determinada por las condiciones climáticas, el tipo de suelo y la actividad del hombre, la principal actividad productiva es el cultivo de cereales (principalmente trigo) y pastos para el ganado. La sostenibilidad futura de este uso agrícola está condicionada por el mal uso y manejo del suelo con escasas medidas de conservación. En este contexto, uno de los principales resultados de la investigación es la integración de la información a través de un SIG, desarrollado a una escala semi-detallada para todo el territorio de estudio, con el fin de determinar las posibles áreas vulnerables a degradarse y predecir futuros progresos y cambios potenciales de la frontera agrícola. Además, establece la estructura sobre la cual desarrollar base de datos espaciales con información de suelo más detallada. Otras aportaciones se obtienen del conjunto de metodologías, basadas en el análisis y la clasificación multitemporal de imágenes satelitales y la preparación de Modelos Digitales de Elevación (DEM). Toda esta información se gestiona desde un SIG que permite combinar variables y crear nuevas alternativas cartográficas que conduzcan al análisis de procesos de degradación del suelo y predicción de futuros cambios en el uso y coberturas del suelo. La aplicación de estas metodologías al área de estudio ha confirmado la importante influencia de la acción antrópica en la aceleración de los actuales procesos de degradación del suelo. La investigación reafirma la importancia de combinar técnicas de campo y de laboratorio con métodos de teledetección para la adquisición de datos, formando una verdadera relevamiento regional integrado que contribuye significativamente al conocimiento de los procesos de erosión y degradación del suelo. Además estas técnicas permiten modelar el paisaje para una predicción de los posibles escenarios futuros de los diferentes cambios de utilidad y cubiertas del suelo que conducen a generar áreas de mayor vulnerabilidad a degradarse. / The present research consists of a contribution to the development of methodologies that extend the applicability of Geographic Information Systems (GIS), remote sensing and databases to territory analysis; specifically soil-landscape interaction in the process of the agricultural frontier advancing product of this relationship. Mankind transforms and modifies the coverings of the soil and expands the area of action towards an environ with productive marginality soils causing both erosion and degradation. In the present study were analyzed the use and coverage changes and the processes related to wind erosion from 1975 to 2015. The research is carried out in Villarino and Patagones parties in the south of Buenos Aires province, Argentina. Even though the fragility of this region due to climatic conditions, soil type and farmers land management the main productive activity is the cultivation of cereals (mainly wheat) and pastures for livestock. Although future sustainability of this agricultural use is conditioned due to the misuse and soil management with a few or none conservation. In this context one of the main results of the research is the integration of the information through GIS, developed at a semi-detailed scale of the entire study territory, in order to determine possible degradation of vulnerable areas and to predict future potential progress and changes in the agricultural frontier. Moreover it establish the structure on which to develop spatial databases with more detailed soil information. Other contributions are obtained from the set of methodologies, based on the analysis and multitemporal classification of satellite images and the preparation of Digital Elevation Models (DEM). All this information is managed from a GIS that allows to combine variables and to create new cartographable alternatives leading to the analysis of processes of soil degradation and prediction of future changes in the use and coverings of soil. The application of these methodologies to the study area has confirmed the important influence of anthropic action in the acceleration of current soil degradation processes. The research confirms the importance of combining field and laboratory techniques with remote sensing methods for data acquisition, forming a real integrated regional survey that makes a significant contribution to the knowledge of soil erosion and degradation processes. Furthermore these techniques allow the modeling of the landscape for a prediction of the possible future scenarios of the different changes of utility and coverings of soil that lead to generate areas of greater vulnerability to be degraded.