Wind erosion is an important soil degradation process of arid and semiarid environments. A 75% of Argentina is arid and semiarid. The quantification of wind erosion at field scale is lacking in the semiarid Pampas of Argentina (RSPC), making difficult the adjustment of wind erosion prediction models useful for the development of sustainable soil management practices. Soil coverage with plants is the most important variable for controlling wind erosion. The RWEQ relates the relative soil loss ratio (SLR, the quotient between the wind erosion amounts of a soil with plant coverage and the amount of erosion of a bare and smooth soil) with the percentage of soil coverage with laying (SLRf), and standing residues (SLRs) and plant canopy (SLRc). The RWEQ also calculates the evolution rate of SLR under different crops coverages as a function of the days after planting date. The relationships between SLR and soil coverage with vegetation were obtained with wind tunnels simulations. Little information is available on this issue for field conditions, particularly for Argentina. The objective of this study was to validate the components of the VEGETATION subroutine of the Revised Wind Erosion Prediction System (RWEQ) for the RSPC, on the basis of field measurements of wind erosion. This study was carried out within the Experimental Field of the Facultad de Agronomía of the Universidad Nacional de La Pampa, on an Entic Haplustoll, during three years. Wind erosion was measured in the field with Big Spring Number Eight (BSNE) samplers. SLR was analyzed as a function of canopy and residues of wheat (Triticum aestivum), corn (Zea mays) and sunflower (Helianthus annus). Results showed that SLRf and the percentage of lying residues correlated in an exponential and negative way, in agreement with RWEQ equations. The coefficients of the equations obtained from field data were lower than those of RWEQ. Such differences were attributed to the lower wind velocities during field measurements than those considered by RWEQ. Own wind tunnel simulations with variable wind speeds confirmed this assumption. SLRc also correlated exponentially and negatively with soil coverage with corn and sunflower canopies. Sunflower was slightly more efficient in controlling wind erosion than corn. This was attributed to their different leaves disposition in the space: planophyles on sunflower and erectophyles on corn. Though these small differences, the equation proposed by RWEQ was considered as adequate to predict SLR as a function of canopy of both crops in the RSPC. The equation described adequately the evolution of coverage with wheat, corn and sunflower canopies (CC is the soil coverage with canopy, x the days after seeding, and a, b and c crop coefficients). The days until emergence of all crops were well described by the equation proposed by Andrade and Sadras (2002), which relates the accumulated daily temperature degrees (GDD) with the atmospheric and the soil temperature. Measured SLRc was lower than the RWEQ-estimated SLRc during the first 25 days of corn growth. After this date this tendency reverted. These differences were attributed to the fastest corn growth in the RSPC, due to the highest soil temperatures than in US. The opposite tendency after day 25 was atributed to the best performance of hybrid corns used in US and to the more frequent water stresses occurred in the RSPC. SLRc was lower for corn than for sunflower during growth days 25 to 30 and higher after those dates. Such tendencies were attributed to the higher seeding density of corn which made this crop more effective in controlling wind erosion during early crop growth stages. The different leaves architecture (planophyle by sunflower and erechtophyle by corn) explained the differences in wind erosion control effectivity at advanced crops growth stages. In aucence of water stress soil coverage with corn sunflower and Wheat canopies correlated with GDD during the first sexty days of crops grow. Wheat canopy of short cycle wheat was more effective in controlling wind erosion than the other wheat types during in early crop grow stages. Lying and standing residues of corn and sunflower controlled less than 80% of the potential soil wind erosion while lying residues of wheat controlled more than 98%. It can be deduced that in the study region, canopy and residues of winter small grain crops will be much more effective in controlling wind erosion than summer crops, particularly in the period of the year with higher climatic erosion risks, which extends from august to December. For this reason the inclusion of small grain winter crops in the rotations will be essentian for controlling wind erosion in this region. Residues of summer crops will be effective in controlling wind erosion only if they remain standing. Therefore, the regulation of harvest height and grazing intensity of these crops will be fundamental variables for an effective wind erosion control by these residues. / La erosión eólica es uno de los procesos de degradación del suelo más importantes de regiones áridas y semiáridas del mundo. Estas áreas, en Argentina, ocupan un 75 % de su superficie. Son escasas las mediciones de este proceso a campo, lo que impide ajustar modelos predictivos confiables del fenómeno y utilizarlos para seleccionar estrategias de manejo sustentable de suelos. La cobertura con vegetación es la variable más crítica para controlar el proceso erosivo. La RWEQ relaciona la erosión relativa (SLR: cociente entre el material erosionado en un suelo con cobertura y un suelo sin cobertura y rugosidad) con el porcentaje de residuos yacentes (SLRf), residuos erectos (SLRs) y el canopeo del cultivos (SLRc). La RWEQ también calcula la evolución de SLR para distintos tipos de cultivos, considerando como variable independiente a los días después de la siembra. Las relaciones entre SRL, la silueta aérea y el porcentaje de cobertura han sido mayormente obtenidas en túneles de viento y no han sido validadas a campo. Se carece de información sobre las tasas de erosión medidas a campo a nivel mundial y, en particular, en Argentina. El objetivo de este estudio fue validar a campo las relaciones entre la SLR y el porcentaje de cobertura con residuos yacentes y canopeo del cultivo supuestas por la Ecuación Revisada de Erosión Eólica (RWEQ) y desarrollar una ecuación que permita predecir la evolución del canopeo de los principales cultivos para su posible utilización en la Región Semiárida Pampeana Central (RSPC). Este estudio se llevó a cabo en el Campo Experimental de la Facultad de Agronomía de la Universidad Nacional de La Pampa, sobre un Haplustol Entico. El material erosionado fue medido con colectores Big Spring Number Eight (BSNE).SLR se analizó en función de la cobertura con canopeo y residuos de los cultivos de trigo (Triticum aestivum), maíz (Zea mays) y girasol (Helianthus annus), los más comunes en la RSPC. Los resultados mostraron que SLRf y el porcentaje de cobertura con residuos yacentes se relacionaron de forma exponencial negativa, tal como prevé la RWEQ. Sin embargo existieron menores coeficientes de ajuste para la ecuación desarrollada a partir de datos de campo. Ello se adjudicó a las menores velocidades de viento de las mediciones de campo. Simulaciones con túnel de viento, llevadas a cabo con velocidades variables, corroboraron esta presunción. SLRc también se correlacionó en forma exponencial negativa con la cobertura de canopeo de girasol y maíz. El girasol fue levemente más eficiente que el maíz para controlar el proceso erosivo. Esto fue atribuido a la disposición de las hojas de cada cultivo en el espacio: planófilas en girasol y erectófilas en maíz. La mayor rigidez de las hojas de girasol habrían disminuido el efecto del viento. Las ecuaciones de ambas curvas fueron similares a las propuestas por la RWEQ, por lo que se concluyó que no es necesario introducir cambios en las subrutinas correspondientes de ese modelo. La ecuación , describió adecuadamente la evolución del canopeo de trigos de distinto ciclo, maíz y girasol para las condiciones de este estudio (cc es la cobertura con canopeo, x días después de la siembra y a, b y c son coeficientes del cultivo). Esta ecuación funcionó adecuadamente para el período posterior a la emergencia, pero no lo hizo para el periodo siembra-emergencia. El número de días hasta la emergencia del cultivo fue adecuadamente descripta por la ecuación propuesta por Andrade y Sadras (2002), que relaciona los grados días de desarrollo (GDD) con la emergencia de los cultivos. La erosión relativa medida a campo fue menor que la estimada por RWEQ durante los primeros 25 días después de la siembra de maíz y superior a partir del día 25 en adelante. Estas diferencias se atribuyeron, en todos los casos, a la más rápida emergencia de maíz en la RSPC debido a la mayor temperatura del suelo respecto de las condiciones de EEUU donde se desarrolló el modelo. A partir del día 25 después de la siembra la situación se revirtió debido a la mayor tasa de crecimiento presentada por los híbridos utilizados en RWEQ respecto de la primer progenie utilizada en este estudio que a su vez sufrió reiterados estreses hídricos. SLRc fue inferior para maíz que para girasol durante los días 25 a 30 luego de la siembra. Esta tendencia se revirtió luego de estas fechas. La mayor densidad de siembra de maíz hizo que la eficiencia de éste para controlar la erosión fuera mayor a la de girasol durante los primeros estadios de desarrollo. El tipo de follaje hizo que esta tendencia se revierta en estadios avanzados de desarrollo. En ausencia de estrés hídrico, la cobertura de canopeo de maíz, girasol y trigo durante los primeros 60 días después de la siembra se relacionó con los grados días de desarrollo (GDD). Siendo ésta otra alternativa para estimar el porcentaje de cobertura del canopeo de maíz, girasol y trigo. Los trigos de ciclo corto fueron más eficientes que los trigos de ciclo largo para controlar la erosión eólica durante los primeros estadios de desarrollo del cultivo. Los residuos erectos y yacentes de maíz y girasol controlaron menos del 80 % de la erosión eólica potencial (SLR >0.2), mientras que los residuos de trigo controlaron más del 98 % (SLR 0.02). Finalmente, se puede deducir que en la región de estudio, tanto el canopeo como los rastrojos de cultivos de invierno controlarán mejor la erosión eólica que los de verano, principalmente durante el periodo de mayor susceptibilidad climática a la erosión eólica que se extiende de agosto a diciembre. Por esta razón la inclusión de cultivos invernales en las rotaciones agrícolas es fundamental para reducir la pérdida de suelo por erosión en la región. Los rastrojos de cultivos estivales serán eficientes para controlar la erosión solamente si permanecen erectos, por lo que la regulación de la altura de cosecha y el grado de pastoreo de sus rastrojos, serán herramientas fundamentales para prevenir procesos degradativos irreversibles de los suelos.

El objetivo la tesis fue comprender los factores y procesos que afectan la variabilidad espacial de la disponibilidad de P en perfiles de suelo de la Región Semiárida Central, con la finalidad de adaptar el manejo de la fertilidad fosforada a las características de los suelos para mejorar la eficiencia en el uso del fertilizante. Se definieron cuatro toposecuencias en las principales subregiones agrícolas de la provincia de La Pampa, Planicie medanosa (PM) y Planicie con tosca (PT), con un suelo bajo uso agrícola y otro bajo vegetación natural en potreros lindantes en cada una, tres posiciones topográficas: loma, media loma y bajo y tres profundidades de muestreo: 0-20 cm, 20- 40 cm y 40-60 cm. Se determinó carbono orgánico (COT), carbonato de calcio (CaCO3), calcio (Ca), sodio (Na), potasio (K), magnesio (Mg), hierro (Fe), aluminio (Al), hierro ocluído (Feo) y aluminio ocluído (Alo) capacidad de intercambio catiónico (CIC), textura y pH y la relación Ca:Fe+Al. Se determinaron las fracciones de P través del método de fraccionamiento secuencial propuesto por Hedley y Stewart (1982) modificado por Tiessen y Moir (2006): P-solución, P inorgánico y orgánico lábil (Pt lábil: Pi lábil+Po lábil), P inorgánico y orgánico ligado a Fe y Al (Pt-Fe/Al: Pi-Fe/Al+Po- Fe/Al), P-Ca, P inorgánico y orgánico estable (Pt estable: Pi estable+Po estable) y P total (Pt). En PT se hallaron contenidos más altos de Ca, Ca:Fe+Al y CaCO3. En ambos sitios la fracción más importante fue P-Ca, mientras que el P-solución fue la fracción menor, sin embargo, se observaron diferencias entre PT y PM. El alto valor de P-Ca en PT estuvo explicado por el mayor contenido de Ca y CaCO3 respecto a PM, mientras que el mayor contenido de P-Fe/Al en PM estuvo explicado por menor contenido de Ca y mayor de Fe y Al en dicho sitio. Las formas de P de mayor disponibilidad se encontraron en mayor proporción en PM, indicando que los procesos de fijación de P se darían con menor intensidad. Las formas orgánicas representaron aproximadamente un 20% del P total en ambas subregiones, y en PT se observó menor proporción de Po lábil y mayor proporción de Po estable. En PT las diferencias en la topografía estuvieron dadas principalmente por la escasa profundidad del calcrete en la loma y media loma donde se vio afectada la disponibilidad de P, y un perfil más profundo en el bajo con mayor disponibilidad. En PM el bajo se encontraba influenciado por el nivel freático alcalino, mostrando mayor disponibilidad de P mientras que la loma presentó un pH ácido, con un contenido más alto de Pt-Fe/Al y menor P disponible. El efecto de la profundidad sobre las formas de mayor disponibilidad de P fue similar en ambas subregiones, ya que la disponibilidad de P se encuentra asociada a la materia orgánica. En PT el P-Ca aumentó en profundidad relacionado con la cercanía del calcrete. El uso agrícola provocó en PT una disminución de las formas más lábiles y un incremento del Pi estable. En PM el Pt lábil fue mayor en el suelo natural, al igual que el Po-Fe/Al, mientras que en el suelo agrícola se observaron contenidos más altos de P-solución y P-Ca. Para evaluar el comportamiento del polifosfato líquido (PL) respecto al superfosfato triple de Ca granulado (SPT) se tomaron muestras de 0-20 cm de estos mismos suelos (PM y PT) bajo uso agrícola en loma, media loma y bajo. Se llevaron a cabo ensayos de incubación en cajas de Petri donde se midió el P extraíble a distintas distancias del punto de aplicación y se calculó la eficiencia de recuperación (ER) en cada caso. En general la ER fue similar en ambos sitios (29% PM; 31% PT). Los factores y procesos que limitaron la disponibilidad del fertilizante en cada subregión fueron distintos. En PM no se hallaron diferencias claras entre fertilizantes, pero se observó un importante efecto de la topografía sobre la disponibilidad de P, la cual se vio afectada principalmente en la loma asociado al pH ácido y al mayor contenido de Fe y Al respecto a la media loma y el bajo, donde la disponibilidad de P no estuvo limitada. En PT la variación espacial fue menor y la principal limitación fue el contenido de Ca en la loma donde la disponibilidad de P mejoró al aplicar PL en lugar de SPT, mientras que el carbono orgánico favoreció la disponibilidad de P- fertilizante en el bajo donde no hubo diferencias entre fuentes. Se realizaron ensayos en macetas con trigo (Triticum aestivum L.) en invernáculo con suelo bajo uso agrícola de 0-20 cm de loma, media loma y bajo del sitio de PT, para evaluar la eficiencia de uso de PL y SPT bajo una condición óptima de humedad (H1) y una restrictiva (H2). En H1, SPT y PL presentaron mayor producción de MS que el testigo (T) en loma y media loma y en el bajo no hubo diferencias entre T, SPT y PL al igual que en H2. Según la relación N:P (Nitrógeno:Fósforo) en el tejido vegetal, las deficiencias más importantes de P se dieron en T y SPT de H2, los cuales tuvieron menor MS mientras que PL tuvo un mejor comportamiento indicando una mejor eficiencia de uso cuando se aplicó esta formulación. La geomorfología de la región fue uno de los principales factores que afectó la dinámica del P originando las diferencias observadas entre PM y PT, sumado a la incidencia del régimen de humedad del suelo el cual varió de ústico en PT a údico y ácuico en PM. La topografía también fue un factor importante y su efecto fue distinto según el sitio, así como también la profundidad del suelo tuvo un efecto sobre el P. El conocimiento de los factores y procesos que afectan la disponibilidad de P y el manejo racional de la fertilización conducen a un uso más eficiente del recurso y a la sustentabilidad del sistema. / The objective of the thesis was to understand the factors and processes that affect the spatial variability of P availability in soil profiles of the Central Semiarid Region, in order to adapt the management of phosphorous fertility to the characteristics of the soils and improve the efficiency in the fertilizer use. Four toposequences were defined in the main agricultural subregions of the province of La Pampa, Sandy Plain (PM) and Caliche Plain (PT), with a soil under agricultural use and another under natural vegetation in neighboring fields, three topographic positions : topslope, midslope and footslope, and three sampling depths: 0-20 cm, 20-40 cm and 40-60 cm. Organic carbon (TOC), calcium carbonate (CaCO3), calcium (Ca), sodium (Na), potassium (K), magnesium (Mg), iron (Fe), aluminum (Al), occluded iron (Feo) and aluminum (Alo), cation exchange capacity (CEC), texture and pH and the Ca: Fe + Al ratio were determined. The P fractions were determined through the sequential fractionation method proposed by Hedley and Stewart (1982) modified by Tiessen and Moir (2006): P-solution, inorganic and organic labile P (labile Pt: labile Pi + labile Po), P inorganic and organic bound to Fe and Al (Pt-Fe / Al: Pi-Fe / Al + Po-Fe / Al), P-Ca, inorganic and stable organic P (stable Pt: stable Pi + stable Po) and total P (Pt). Higher contents of Ca, Ca: Fe + Al and CaCO3 were found in PT. In both sites, the most important fraction was P-Ca, while P-solution was the smallest fraction, however, differences were observed between PT and PM. The high value of P-Ca in PT was explained by the higher content of Ca and CaCO3 compared to PM, while the higher content of PFe / Al in PM was explained by its lower content of Ca and higher content of Fe and Al. The forms of P with greater availability were found in greater proportion in PM, indicating that the P fixation processes would occur with less intensity. The organic forms represented approximately 20% of the total P in both subregions, and in PT a lower proportion of labile Po and a greater proportion of stable Po were observed. In PT, the differences in topography were mainly due to the shallow soil depth to the calcrete at the topslope and midslope where the availability of P was affected, and a deeper profile in the footslope with higher P availability. In PM, the footslope was influenced by an alkaline water table, showing greater availability of P, while the topslope had an acid pH, with a higher content of Pt-Fe / Al and less available P. The effect of depth on more available P fractions was similar in both subregions since P availability is associated with organic matter. In PT the P-Ca increased in depth related to the proximity of the calcrete. Agricultural use caused in PT a decrease in the most labile forms and an increase in stable Pi. In PM, labile Pt was higher in natural soil, as was Po-Fe / Al, while higher contents of P-solution and P-Ca were observed in agricultural soil. To evaluate the behavior of liquid polyphosphate (PL) compared to granulated Ca triple superphosphate (SPT), samples of 0-20 cm were taken from these same soils (PM and PT) under agricultural use in top, mid and footslope. Incubation tests were carried out in Petri dishes where the extractable P was measured at different distances from the application point and the recovery efficiency (ER) was calculated in each case. In general, ER was similar in both sites (29% PM; 31% PT). The factors and processes that limited the availability of the fertilizer in each subregion were different. In PM, no clear differences were found between fertilizers, but an important effect of the topography on the availability of P was observed, which was affected mainly in the topslope associated with the acidic pH and the higher content of Fe and Al with respect to the midslope and footslope, where the availability of P was not limited. In PT the spatial variation was less marked, and the main limitation was the Ca content in the topslope where the availability of P improved when applying PL instead of SPT, while the higher organic carbon content favored the availability of P-fertilizer in the footslope where no differences between sources were found. Trials were carried out in pots with wheat (Triticum aestivum L.) in a greenhouse with soil under agricultural use of 0-20 cm depth of top, mid and footslope of the PT site, to evaluate the efficiency of use of PL and SPT under a optimum humidity condition (H1) and a restrictive one (H2). In H1, SPT and PL presented higher DM production than the control (T) in the top and midslope, and in the footslope there were no differences between T, SPT and PL as in H2. According to the N: P (Nitrogen: Phosphorus) ratio in the plant tissue, the most important deficiencies of P were in T and SPT of H2, which had lower DM, while PL showed a better performance indicating an improved use efficiency when this formulation was applied. The geomorphology of the region was one of the main factors that affected the P dynamics causing differences between PM and PT, additionally acted the incidence of the soil moisture regime, which varied from ustic in PT to udic and aquic in PM. The topography, as well as the depth of the soil were important factors that affected P fractions, and their effect was different depending on the site. Knowledge of the factors and processes that affect the availability of P facilitate the rational management of fertilization and lead to a more efficient resource use and improve the sustainability of the system.

Optimizar la fertilización nitrogenada en regiones con precipitaciones escasas y variables es difícil, ya que demanda conocer la dinámica del nitrógeno (N) en el sistema suelo-planta bajo siembra directa (SD). Por ello, la hipótesis general fue: en estas regiones la eficiencia de uso del N (EUN) varía con la disponibilidad hídrica y la eficiencia de la fertilización, se puede mejorar conociendo el aporte de N de las fracciones orgánicas lábiles. El objetivo general fue evaluar la EUN en diferentes condiciones edafoclimáticas y estimar la cantidad y origen del N proveniente de la descomposición de la materia orgánica. Para ello, se realizaron 18 ensayos de fertilización combinando dosis y momentos, desde 2004 hasta 2012, en dos ambientes climáticos. Asimismo, se evaluó la mineralización aparente de N, en 78 lotes agrícolas con más de 10 años bajo SD durante 2010 y 2011, con el objetivo de hallar indicadores edáficos de la mineralización y del cultivo. Se pudo comprobar la importancia de las fracciones más lábiles del carbono y del N orgánico sobre el N potencialmente mineralizable de incubaciones de largo plazo en laboratorio. El C de la fracción particulada fina (COPf) podría ser un mejor índice de la mineralización de N que el carbono orgánico particulado total (COPt). El N anaeróbico (Nan) fue el índice más relacionado con la mineralización de N, sin embargo, el uso de los índices rápidos junto con los parámetros del suelo mejoró la predicción de la mineralización aparente. La aplicación de N al macollaje estuvo supeditada a la condición climática del año en particular. Sólo se detectaron mayores rendimientos con la dosis al macollaje -en el ambiente semiárido- en el año donde las precipitaciones superaron ampliamente a la media histórica. Para el ambiente subhúmedo no se encontró ningún efecto diferencial del N aplicado en estados vegetativos del cultivo. El clorofilómetro fue un indicador promisorio del N cosechado, sin embargo, no sería una herramienta certera para predecir el N del grano de trigo. Además, se comprobó que las lecturas de Spad junto con el N disponible predijeron mejor las eficiencias del uso del N y la eficiencia fisiológica. La SD mejoro todas las fracciones orgánicas de N. Si bien el Nan no estuvo asociado al N absorbido en madurez fisiológica, presentó diferencias entre sistemas de labranzas, siendo indicador de la fertilidad potencial, no necesariamente asociado con el rendimiento. / Optimizing nitrogen fertilization in regions with low and variable rainfall is difficult, because it demand to know the nitrogen (N) dynamics in the soil-plant system under no-tillage (SD). Therefore, the general hypothesis was: the N use efficiency (EUN) varies with water availability and efficiency of fertilization can be improved by knowing N supply of labile organic fractions. The overall aim was to evaluate the EUN in different soil and climatic conditions and estimate the amount and origin of N from the decomposition of soil organic matter. From 2004 to 2012, 18 trials were conducted combining fertilization rates and timing in several fields. Also, during 2010 and 2011 the apparent N mineralization was evaluated in 78 agricultural fields, with more than 10 years under SD with the aim of finding soil mineralization and crop indicators. The importance of the more carbon and N labile fractions on potentially N mineralization, determined in long-term incubations was proved. Carbon of fine particulate fraction (COPf) might be a better index N mineralization than the total particulate organic carbon (COPt). Anaerobic N (Nan) was the most related index to N mineralization; however, the use of rapid indexes with soil parameters improved the prediction of apparent N mineralization. Only higher yields were detected by N at tillering -in semiarid environment- where rainfall year exceeded the historical average. In subhumid environment was not found differential effect with N applied at vegetative stages. The clorophyll meter was a promising indicator of N uptake, however, would not be an accurate tool for predicting the N grain. Furthermore, was found that Spad readings with available N improved the prediction of EUN and physiological efficiency. The SD improved all N organic fractions. Although Nan was not associated with the N uptake at harvest, showed differences between tillage systems, being indicator of potential fertility, not necessarily associated with crop yield.

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La agriculturización y la aplicación de labranzas agresivas impactaron negativamente sobre el suelo provocando una pérdida de su calidad. En la exploración de opciones para mitigar o revertir los procesos generados, surgen las prácticas de Agricultura de Conservación. En este contexto, la siembra directa (SD) adquiere una dimensión particular reemplazando a otros sistemas en la región pampeana, extendiéndose progresivamente a la zona semiárida con resultados no siempre consistentes respecto de los beneficios que reporta su adopción sobre las propiedades edáficas superficiales. En esta tesis se propuso cuantificar el impacto de la implementación de SD como sistema continuo en condiciones de aplicación no controladas, para lo cual se trabajó sobre 27 lotes en producción de la región pampeana semiárida sur. Los objetivos incluyeron: i) evaluar el comportamiento de propiedades bioquímicas y físicas en profundidades diferenciales de los epipedones de Paleustoles petrocálcicos con diferente textura superficial bajo SD continua y labranza reducida (LR), contemplando las secuencias de cultivos más comunes en la región y ii) identificar propiedades que resultan sensibles para señalar modificaciones en la calidad edáfica. Se tomaron muestras a 0-5 cm, 5-10 cm y 10-18 cm, y se determinó: pH, carbono orgánico total (COT) y particulado, nitrógeno total y particulado, fósforo disponible, actividad biológica, índice estructural (IE), densidad aparente (Dap), Dap crítica y Dap máxima, compactación relativa, estabilidad estructural (EE) a partir del cambio en el diámetro medio ponderado (CDMP), porosidad total, distribución por tamaño de poros, contenidos de agua y resistencia a la penetración a campo. El diseño fue completamente aleatorizado y se empleó el procedimiento modelos lineales generales y mixtos (InfoStat). También se utilizaron análisis de componentes principales y discriminante canónico (AD). La mayoría de los parámetros evaluados resultaron sensibles para detectar cambios en la calidad del suelo bajo los distintos tratamientos comparados. El contraste con LR mostró que SD no contribuyó a incrementar el COT, observándose además un deterioro de la condición física manifestada por una marcada pérdida de EE y desarrollo de procesos de compactación asociados al tránsito. La aplicación de SD continua con secuencias de cultivos invernales y estivales, tuvo un efecto perjudicial más acentuado sobre los parámetros bioquímicos y físicos del epipedón respecto a secuencias de cultivos invernales. Los suelos de textura más fina presentaron mejores cualidades agrícolas, aunque los valores registrados para el IE señalan la existencia de riesgos de degradación física. Si bien el comportamiento del suelo bajo SD es altamente sitio dependiente, los resultados obtenidos permiten adelantar que los procesos de degradación descriptos son extendidos en la región. Los análisis multivariados, y en particular el AD, señalaron a las propiedades IE, CDMP y COT como indicadores de calidad del suelo adecuados para la zona de estudio. Asimismo, el mayor deterioro registrado en 5-10 cm muestra a esa profundidad como la más apropiada para realizar seguimientos temporales de variables edáficas. Los procesos de degradación cuantificados indican la necesidad de replantear la forma de operar la SD si se persigue su viabilidad a largo plazo en el marco de un desarrollo agrícola sustentable. / Agriculturization and the application of aggressive plowing negatively impact on soils causing losses of their quality. Exploring options to mitigate or reverse the generated processes appear practices of Conservation Agriculture. In this context, no-till acquires a particular dimension replacing other systems in the pampean region being progressively extending to the semiarid region with results not always consistent respect the benefits on surface soil properties reported by its application. The quantification of impacts generated by applying no-till as a continuous system on-farm management practices was proposed in this thesis, as such the work was developed in 27 production plots in the southern pampean semiarid region. The objectives included: i) evaluate the behavior of biochemical and physical properties at different depths of epipedons of Petrocalcic Paleustolls having different surface texture under continuous no-till and reduced till, considering the most common crop sequences in the region, and ii) identify sensitive indicators to point changes on soil quality. Samples were collected at 0-5 cm, 5-10 cm and 10-18 cm to determine: pH, total organic carbon (TOC) and particulate organic carbon (POC), total and particulate nitrogen, available phosphorous, biological activity, structural index (SI), bulk density, critical bulk density and maximum soil bulk density, relative compaction, structural stability (SE) from the change in mean weight diameter (CMWD), total porosity, pore size distribution, water contents, penetration resistance at field conditions. The design was completely randomized, general and mixed linear models (InfoStat) were applied and principal components and canonical discriminant analysis (DA) were used. The majority of evaluated parameters were sensitive to detect changes on soil quality under the different compared treatments. Contrasting with reduced till showed that no-till have not contributed to increase TOC, showing also deterioration in physical conditions expressed by a marked loose of SE and compaction process associated to transit. Application of continuous no-till with winter and summer crop sequences had a more pronounced negative effect over biochemical and physical parameters of the epipedon respect to winter crop sequences. Soils with the finer texture had better cropping quality, although values obtained for SI indicated risks for physical degradation. Multivariate analysis and DA in particular, pointed the properties SI, CMWD and TOC as adequate soil quality indicators for the studied region. Moreover, the major deterioration observed at 5-10 cm proved this is the more convenient depth to monitoring soil variables over time. The quantified degradation processes indicated the need of modify the mode of operation of no-till if its long term viability is expected in the frame of sustainable agriculture development.

Los beneficios que los herbicidas han brindado a la producción de cultivos son incuestionables, pero es importante resaltar que solamente una parte de lo que se aplica ejerce su función, el resto es distribuido en el ambiente. Surge entonces la preocupación de los efectos sobre la salud de humanos y animales ya que cierta cantidad permanece retenida a los componentes del suelo y de los sedimentos, y desde allí puede migrar hacia aguas de recreación y consumo, deteriorando de esta manera la calidad del agua. Luego de una introducción general en los capítulos 1 y 2, en el capítulo 3 se propone y utiliza un método simple y económico para cuantificar por UV-Vis al herbicida glifosato a través de la derivatización con FMOC-Cl (9-fluorenilmetil cloroformato). Se aplica este método para realizar isotermas de adsorción en muestras de suelo de la región semiárida pampeana y una muestra de goethita sintética. En el capítulo 4 se presenta un estudio por medio de espectroscopia ATR-FTIR de la adsorción competitiva entre glifosato y fosfato sobre goethita a pH constante. Puesto que ambas sustancias forman complejos superficiales de esfera interna con los mismos grupos de la goethita, se propone un mecanismo de intercambio de ligando para esta reacción. En el capítulo 5 se presenta un estudio por medio de isotermas de adsorción, movilidades electroforéticas y XPS de la adsorción competitiva entre glifosato y fosfato sobre goethita. Se evaluó el efecto de pH y de la concentración de fosfato. Los resultados obtenidos pueden ser interpretados teniendo en cuenta la competencia entre glifosato y fosfato y la presencia de sitios superficiales libres disponibles para la adsorción. Cuando hay muchos sitios libres disponibles las dos sustancias se adsorben de manera prácticamente independiente. En cambio, cuando quedan pocos sitios libres la competencia se hace más evidente. Los datos de XPS corroboran también la adsorción competitiva. En el capítulo 6 se presenta un estudio por medio de espectroscopia ATR-FTIR y de experimentos tipo “batch” de la cinética de adsorción de glifosato en ferrihidrita y de la competencia glifosato-citrato. Los resultados muestran que las dos sustancias compiten por los mismos sitios de adsorción y que el citrato es capaz de desplazar al glifosato de la superficie. La invariabilidad en la forma de los espectros indica que no se modifica la identidad de las especies involucradas en la competencia. En el capítulo 7 se presenta un estudio de adsorción del herbicida metsulfurón metil en 30 suelos de la región Semiárida Pampeana. Se determinó que los factores más importantes que controlan esta adsorción son el contenido de materia orgánica y el pH. La estimación de la movilidad a través del índice GUS mostró que este herbicida puede lixiviar en todos los suelos estudiados. / Herbicides seem to be absolutely necessary for crop production. However, only a small fraction of the applied dose acts as a weed killer, and the rest is dispersed in the environment. Significant amounts may eventually reach the soil and remain in the soil or be transported to other areas like underground water, lakes and streams. Herbicide pollution is becoming an important issue because they can affect nontarget organisms. Chapters 1 and 2 are introductory and background information is given. In chapter 3, a novel, simple and inexpensive method for glyphosate quantification is proposed. This method allows quantifying glyphosate by UV-Vis spectroscopy with a previous derivatization step with FMOCCl (9-fluorenyl methoxycarbonyl chloride). This method has been successfully used in adsorption isotherms experiments with soils of the semiarid pampean region and with a synthetic goethite sample. Chapter 4 presents an ATR-FTIR study of the competitive adsorption between glyphosate and phosphate onto goethite at constant pH. Both substances adsorb to the surface by forming inner-sphere complexes. A ligand exchange mechanism for this competitive adsorption is proposed. Chapter 5 presents a study of the competitive adsorption between glyphosate and phosphate onto goethite performed by adsorption isotherms, electrophoretic mobilities and XPS. The effects caused by pH and phosphate concentration were evaluated. The obtained results can be explained considering glyphosate-phosphate competition and the availability of surface sites on goethite. When many surface sites are available, adsorption of both ligands takes place rather independently. On the contrary, when there are few available surface sites, competition becomes more evident. XPS data confirm competitive adsorption. Chapter 6 presents a combined batch/ATR-FTIR kinetic study on the competitive adsorption between glyphosate and citrate onto ferrihydrite particles. Results show that both ligands compete for the same surface sites and that citrate can desorb glyphosate. Spectra-shape invariability indicates that the identity of the species involved in competition does not change during the process. Chapter 7 presents an adsorption study of metsulfuron methyl on 30 soils from semiarid pampean region of Argentina. Both, pH and organic matter content affect significantly the adsorption. The groundwater ubiquity score (GUS) evaluated for these systems indicates that this herbicide is that metsulfuron methyl can be ranked as leacher in all studied soils.

En los sistemas extensivos de producción de carne de las regiones semiáridas, el complejo de factores edáficos y climáticos condiciona en alto grado el tipo de especies vegetales que pueden prosperar y el nivel de rendimiento que ellas manifiestan. La escasa estructuración de gran parte de los suelos de la Región Pampeana Semiárida hace que se presente como un recurso de alta fragilidad, debido principalmente a su gran susceptibilidad a la erosión tanto eólica como hídrica y a la presencia de tosca a poca profundidad. Es así que torna recomendable para los sistemas ganaderos extensivos la conformación de planteos de producción basados en pasturas perennes. Las gramíneas megatérmicas constituyen una importante alternativa para el mejor uso del recurso edáfico de la región del sudeste de la provincia de La Pampa. El objetivo del trabajo fue evaluar la producción y el valor nutritivo de la biomasa aérea y la producción de biomasa subterránea de tres especies forrajeras megatérmicas (Eragrostis superba cv Palar, Panicum coloratum, cv Verde y Panicum virgatum cv Alamo), en pasturas monofíticas o polifíticas diferidas, comparadas con un testigo, Eragrostis curvula cv Tanganica (pasto llorón), en el Departamento Guatraché (Pcia. de La Pampa). El pasto llorón es la especie C4 perenne más difundida en la región donde se realizó el ensayo. Se evaluaron variables edáficas (humedad, carbono orgánico, fósforo asimilable, pH, infiltración y estabilidad de agregados) y radicales (materia seca, abundancia y distribución de las raíces en el perfil del suelo). Se estimó el rendimiento de materia seca diferida de cada tratamiento. El valor nutritivo se determinó por medio de mediciones de digestibilidad in vitro de la materia seca (DIVMS), proteína bruta (PB), fibra en detergente neutro (FDN) y fibra en detergente ácido (FDA). A partir de los resultados obtenidos en este estudio, se concluye que Panicum virgatum fue la especie con mejor distribución y mayor abundancia de raíces en el perfil del suelo, mientras que; Eragrostis superba fue la de peor distribución y menor abundancia. El resto de las especies o combinaciones de especies en estudio presentaron un comportamiento intermedio. Al cabo de cinco años de implantación las pasturas megatérmicas mejoraron la estabilidad de los agregados del suelo, y tendieron a mejorar la infiltración y carbono orgánico. La producción de biomasa aérea de las pasturas monofíticas fue similar, a la del pasto llorón mientras; que la de las pasturas polifíticas fue similar o superior. El forraje diferido de todas las especies megatérmicas evaluadas fue de similar valor nutritivo al pasto llorón. No obstante, en general se observó una leve tendencia a valores de calidad nutritiva algo superiores a Eragrostis superba y Panicum coloratum. La elección de las especies que integren la pastura dependerá de los objetivos que se planteen, con priorización de la cantidad de forraje producido o de su valor nutritivo. / The forage species that can thrive, and the yield level they can reach in the extensive meat production systems of semiarid regions are highly conditioned by the complex edaphic and climatic factors. The weak structure of great part of the soils of the semiarid Pampean Region makes them very fragile, due to their extreme susceptibility to wind and water erosion as well as to the presence of a sub-superficial limestone mantle. It is, therefore, recommended for extensive meat production farms, the establishment of perennial pastures based systems. The warm-season grasses are an important alternative for a better use of the soils of the southeast region of La Pampa province. The objective of the present work was to evaluate the production and nutritive value of above-ground biomass, and production of underground biomass of three warm season grasses (Eragrostis superba cv Palar, Panicum coloratum cv Verde and Panicum virgatum cv Alamo), in deferred mono- or polyphytic pastures, in comparative terms to a control, Eragrostis curvula cv Tanganica (Weeping lovegrass), in Guatraché Department, province of La Pampa. Weeping lovegrass is the most widespread perennial C4 species in the region where the trial was performed. Edaphic (humidity, organic carbon, assimilable phosphorus, pH, infiltration and aggregate stability) and root variables (dry matter biomass, abundance and distribution of roots) were evaluated. The cuts of above-ground biomass were done in July 2010 and 2012, to perform quantitative and qualitative evaluations. The deferred dry matter yield of each treatment was estimated. The nutritive value was determined by measurements of in vitro dry matter digestibility (IVDMD), crude protein (CP), neutral (NDF) and acid (ADF) detergent fibre. The results obtained in this study show that Panicum virgatum was the species with the best distribution and abundance of roots in the soil profile, and Eragrostis superba had the worst values. The other species of combination of species show intermediate behavior. The production of roots biomass had a similar pattern to the roots distribution and abundance. After 5 years of warm-season grasses, the soil aggregates stability was improved, and there was a trend to higher infiltration and organic carbon. The aerial biomass production of the monophytic plots was similar, including Weeping lovegrass was above the others, and the production of the polyphytic plots was similar or higher. The deferred forage of all the evaluated warm-season grasses presented similar nutritive value than Weeping lovegrass. However, a slight trend to higher values was observed for Eragrostis superba and Panicum coloratum. The choice of species to conform the pasture will depend on the objective, considering the amount of forage produced or its nutritive value as a priority.

En la región semiárida y subhúmeda pampeana la variabilidad de los rendimientos de maíz resultan principalmente dependientes de las precipitaciones y del agua almacenada durante el periodo previo a la siembra. La utilización de recursos hídricos subsuperficiales (napa) puede ser una estrategia útil para atenuar la falta de precipitaciones en períodos críticos de los cultivos. El estudio se realizó dentro de un área de 25800 km2 en la Región Semiárida Pampeana y Subhúmeda Pampeana. Al momento de la siembra se seleccionaron 22 sitios con y sin la presencia de napa freática (12 sitios selectos durante 2007 y 10 sitios durante 2008) y se determinaron distintas variables físico-químicas en muestras de suelo y de agua de la napa freática. En los distintos sitios se establecieron cuatro niveles de nitrógeno (0, 40, 80 y 120 kg ha-1) aplicados en el estadio V6. Los mayores niveles de rendimiento se observaron en sitios con menores profundidades de napas (<2 m) en donde el cultivo comenzó a captar agua en estadios tempranos de desarrollo hasta alcanzar la máxima profundidad efectiva de raíces. El rendimiento de maíz resultó severamente afectado cuando la conductividad eléctrica fue superior a 6 dS m-1. Por el contrario valores de salinidad inferiores a 3 dS m-1 no condicionaron el rendimiento de maíz. En los sitios sin napa el rendimiento de grano se asocio de manera positiva y significativa con el índice de precipitación estandarizado (IPE) 6 y con la capacidad de retención de agua (CRA) de los suelos. Mientras que en sitios con napa (CN) el rendimiento de granos se asocio negativamente con el IPE 6 y positivamente con el contenido de materia orgánica joven. En relación con la variación del rendimiento de maíz se comprobó una estrecha relación con la disponibilidad de agua a la siembra. En aquellos sitios donde la disponibilidad de agua a la siembra fue mayor se observó un incremento en los rendimientos de grano y una mayor respuesta a la fertilización nitrogenada. En sitios con presencia de napas se determinó un mayor rendimiento de grano y se comprobaron respuestas significativas a la fertilización con nitrógeno hasta la dosis de 80 kg de N ha-1. Si bien los estudios realizados deben considerarse preliminares, fue posible identificar factores edafoclimáticos (presencia de napa, agua útil a la siembra y CRA) que condicionaron tanto el rendimiento como la respuesta a la fertilización nitrogenada del cultivo de maíz. Además, los mismos tienen un carácter predictivo, es decir, pueden ser determinados previamente a la siembra del cultivo y constituyen una importante ayuda en el momento de la toma de decisiones. / The variability of maize yields in the semi-arid and sub-humid regions are mainly dependent on the rainfall and water stored during the pre-planting period. The use of subsurface water resources (water table) may be a useful strategy to mitigate the lack of rainfall at critical periods of the crops. This study was conducted within the Pampa´s region in a total area of 25800 km2. At the time of planting 22 sites, with and without the presence of water table, were selected (12 selected sites in 2007 and 10 sites in 2008). Also, several physicalchemical properties in soil samples and water table samples were determined. Four levels of nitrogen (0, 40, 80 and 120 kg ha-1) were applied at the V6 stage. The highest levels of performance were observed at the sites with shallower water table depths (<2 m) where cultivation began to capture water in early stages of development to achieve maximum effective root depth. Maize yield was severely affected when the electrical conductivity was greater than 6 dS/m. Conversely, salinity levels lower than 3 dS/m did not conditioned corn yield. At the sites without water table grain yield was associated positively and significantly with the standardized precipitation index (SPI) 6 and soil water storage capacity (WSC). On the contrary, grain yield was negatively associated with SPI 6 and positively with young organic matter content in the sites with water table. The variation of maize yield was also closely related with water availability at the planting period. In the sites with higher water availability at the planting period higher grain yields and greater response to nitrogen fertilization was observed. In the sites with water table presence was determined more grain yield and significant responses to nitrogen fertilization up to 80 kg N ha-1. While these studies should be considered preliminary, we could identify edaphoclimatic factors (presence of water table, initial available water content and WSC) that conditioned both yield and response to nitrogen fertilization in the case of maize crops. In addition, these factors have a predictive nature because can be determined prior to planting and constitute an important aid in the time of decision making.

Las malezas causan perjuicios económicos al competir con los cultivos por la captura y utilización de los recursos escasos disponibles, fundamentalmente luz, agua y nutrientes minerales del suelo. Por este motivo, es necesario realizar operaciones de control sobre las poblaciones de malezas para reducir sus tamaños hasta niveles aceptables y lograr así los rendimientos esperados en los cultivos. De los numerosos métodos de control existentes, el control químico, a través del uso de herbicidas, es el principal método para el manejo de dichas poblaciones. En la actualidad, el uso intensivo de herbicidas es cuestionado debido a los perjuicios que ocasionan sobre la flora y fauna benéfica, la contaminación de suelos y aguas y los posibles residuos en alimentos, la posibilidad de la aparición de poblaciones de malezas resistentes a los mismos y por sus potenciales efectos sobre la salud humana. Por esta razón, en los últimos años se entiende necesario efectuar un uso racional de los métodos químicos y combinarlos, de ser posible, con prácticas mecánicas y culturales para controlar las poblaciones de malezas con bajo impacto ambiental. Esta actividad, que se ha identificado como deseable para muchos de los agroecosistemas productivos de Argentina en los que se han empezado a manifestar malezas problemáticas, puede verse beneficiada por el desarrollo de herramientas de soporte a la toma de decisiones basadas en modelos matemáticos. En la presente tesis se estudiaron aspectos de la biología y la ecología del raigrás perenne (Lolium perenne) como maleza de cultivos de trigo en la región semiárida del sudoeste de la provincia de Buenos Aires, y se desarrollaron modelos matemáticos con el objetivo de diseñar herramientas que permitan predecir el comportamiento a campo de la maleza y controlarla de la manera más eficiente, de modo de maximizar el rinde del cultivo y, por ende, las ganancias netas del productor, y al mismo tiempo reducir el impacto ambiental de las prácticas de control sobre el agroecosistema en cuestión. En el Capítulo 2 se presentan los resultados del estudio de los cambios en los parámetros térmicos asociados a la germinabilidad de las semillas de L. perenne en función del tiempo de postmaduración a campo y se propone un modelo de tiempo térmico de postmaduración orientado a predecir la salida de la dormición primaria de las semillas de la especie. En el Capítulo 3 se construyeron modelos de la producción de semillas de L. perenne y se estimó el tiempo térmico necesario para pasar de un estadío fenológico al siguiente. En el Capítulo 4 se propone un modelo de planeamiento operativo del control químico, con el objetivo de determinar los momentos óptimos de aplicación de herbicidas en cultivos de invierno orientado a maximizar el beneficio económico de la actividad teniendo en cuenta el impacto ambiental. En el Capítulo 5 el modelo propuesto se aplica al sistema trigo – raigrás. Finalmente, en el Capítulo 6 se realiza una discusión general de la tesis, se enumeran las principales conclusiones que surgieron a partir de los resultados y se destacan las líneas de investigación futuras asociadas al trabajo en ella desarrollado. / Weeds cause economic losses by competing with crops for the available scarse resources, mainly light, water and mineral nutrients from the soil. For this reason, it is necessary to control weed populations in order to reduce its sizes to an acceptable level and reach the expected crop yields. There are numerous control methods and, among them, chemical control is the most popular. Nowadays, the intensive use of herbicides is questioned because of the damage caused to benefic flora and fauna, soil and water pollution, the appearance of residues in food, the probability of developing weed resistant populations and its potential effects on human health. For this reason, in the last years, it has been reputed necessary to make a more rational use of chemical methods, and combine them, if possible, with mechanical and cultural strategies to control weed populations at a low environmental impact. This activity has been considered desirable for many productive agroecosystems of Argentina with presence of problematic weeds, and can benefit from the development of decisión support systems based on mathematical models. In this thesis, aspects of the biology and ecology of perennial ryegrass (Lolium perenne) as a weed of wheat crops in the semiarid región of the south-west of Buenos Aires province have been studied, and mathematical models developed as tools that allow the prediction of the weed behaviour in the field and their control in a more efficient way, in order to maximize crop yield and net income, and at the same time reducing the environmental impact of control practices on the agroecosystem. In Chapter 2, results are presented of the study of thermal parameters change associated to L. perenne seed germinability as a function of after-ripening time in the field, and an after-ripening thermal time model is proposed, as an attempt to predict primary dormancy loss of the species seeds. L. perenne seed production models were developed in Chapter 3, and the thermal time needed for phenological state change was also estimated in this chapter. Chapter 4 proposes an operational planning model of the chemical control, in order to find the optimal application time of herbicides in winter crops, to maximize the economical benefit also considering the environmental impact. In Chapter 5, the model proposed in Chapter 4 was applied to the wheat – perennial ryegrass system. Finally, in Chapter 6 there is a general discussion of the present thesis, the principal conclusions of the results are listed and related future research work is highlighted.

En regiones donde el recurso agua es escaso es necesario aumentar la productividad económica del agua, definida como el valor recibido por unidad de agua usada. Esto podría lograrse ya sea por un incremento en la productividad física del agua que lleve a generar más kg de grano/mm como por la producción de cultivos de valor más elevado. El objetivo general de esta tesis fue evaluar cultivos con precio diferencial por calidad de grano en cuanto a productividad física y económica del agua, y variables fisiológicas vinculadas, en dos suelos contrastantes en manejo de economía del agua. De modo de obtener las opciones más adecuadas para integrar a la rotaciones y mejorar la sustentabilidad de los sistemas agrícolas y mixtos de la región semiárida. Para cumplirlo se realizaron ensayos a campo durante tres campañas con diferentes especies y cultivares, tanto tradicionales como alternativos, con buenas perspectivas de productividad. Dichos ensayos se llevaron a cabo simultáneamente en dos suelos contrastantes, representativos de la región, que se encontraban bajo las mismas condiciones meteorológicas. Uno fue un Paleustol petrocálcico de textura franca y el otro un Ustipsamment típico de textura arenosa franca, con capa freática que fluctúa alrededor de los 3 m de profundidad. Además, se evaluó el efecto de la fertilización. Los cultivos elegidos fueron girasoles diferenciados por composición de ácidos grasos del aceite, trigos de grupo 1 y 3 de calidad industrial, cebada cervecera, colza y cártamo. Los mismos se compararon entre sí en términos productivos y económicos. Para lo cual se realizaron determinaciones de rendimiento, usos consuntivos, eficiencia de uso del agua, características fisiológicas e índices económicos. En términos generales, en el Ustipsamment hubo mayores dificultades de implantación de los cultivos, si bien una vez establecidos brindó las mejores condiciones de humedad ante el déficit hídrico, en parte por la influencia de napa, respecto al Paleustol. Allí la fertilización fue una práctica fundamental para mejorar la sustentabilidad. Los resultados para cada cultivo fueron altamente dependientes del tipo de suelo y las precipitaciones durante la campaña. En el caso del girasol, se comprobó mayor estabilidad de rendimiento de todos los genotipos en el Ustipsamment, así como ventajas productivas y económicas de los convencionales. En el Paleustol fue un cultivo riesgoso, aunque allí los genotipos diferenciados por calidad tienen más posibilidades de contar con ventajas económicas. De manera similar, los trigos presentaron más estabilidad en el suelo profundo, si bien en las campañas húmedas el Paleustol produjo más rinde manteniendo alta calidad y con ventaja comparativas de los cultivares grupo 1. La cebada y la colza, en cambio, mantuvieron mejor productividad en el Paleustol bajo las distintas condiciones climáticas. El cártamo fue el cultivo que manifestó menos diferencias entre suelos, constituyendo una alternativa interesante si se logran superar ciertas dificultades de implantación y comercialización. La información surgida de esta tesis puede ser utilizada para diversificar las rotaciones incorporando cultivos con mejor eficiencia en el uso de recursos, adecuados a los dos tipos de suelos más frecuentes de la región. / In areas where water resources are scarce the economic water productivity has to be improved, that means to increase the value received per unit of water used in production. This could be achieved either by an increase in physical water productivity which would lead to more kg of grains per mm of rainfall, or by producing crops with higher unit value. The general objective of this thesis was to evaluate crops with special value for grain quality as to physical and economic water productivity, as well as physiological variables that influence them, in two contrasting soils in water economy management. With the purpose of obtaining the most appropriate options to integrate rotations and improve the sustainability of the agricultural and mixed systems in the semiarid region. In order to achieve this goal field experiments were carried out during three years with different species and cultivars, both traditional and alternative, with promising conditions of productivity. These experiments were carried out simultaneously in two contrasting soils that are representative of the region, and which were in the same meteorological conditions. One was a loam-texture petrocalcic Paleustoll and the other a loamy sand typic Ustipsamment with a groundwater level around 3 m depth. Besides, in both soils the effect of fertilization was evaluated. The selected crops included sunflower cultivars with different fatty acid composition, group 1 and 3 industrial quality wheat crops, malting barley, canola and safflower. These crops were compared among each other in terms of productivity and economic returns, based on data of yield, water consumption, water use efficiency, physiological characteristics and economic indices. Generally, more problems with crop implantation were observed in the Ustipsamment, although, once these were established this soils provided better moisture conditions in droughts than the Paleustoll, partly due to the shallow water table. Furthermore, in this soil fertilization was a fundamental practice needed to improve the sustainability. The results for each crop were highly dependent of soil type and the rainfall during the season. For sunflower the Ustipsamment provided better yield stability for all genotypes, as well as productive and economic advantages. In the Paleustoll there was a higher risk associated to sunflower crops, although in this soil the differential-quality genotypes had more chance to achieve an economic benefit. Similarly, the wheat crops had higher stability in the Ustipsamment, although in the moister seasons yields were higher in the Paleustoll with higher quality and comparative advantages for the group 1 cultivars. Barley and canola, however, maintained higher productivity in this soil under different climatic conditions, while safflower showed least differences among soil types and thus presented an interesting alternative if certain difficulties for implantation and commercialization can be overcome. The information that emerged from this thesis can be applied to diversify rotations, incorporating crops with higher resource-use efficiency, adapted to both types of soils that are most frequently encountered in the region.