The land use change and drainage of Ñadi soil (aquands) in southern Chile: Effects on soil structure dependent properties, related pore functions, chemical properties and GHG emissions

(Cambio de uso de suelo y drenaje de suelo Ñadi (humedal) en el Sur de Chile: Efectos sobre propiedades dependientes de la estructura del suelo, funciones de los poros, características químicos y emisiones de GHG)

• Fondecyt Regular 2013 /  Código 1130546
• Director del Proyecto: José Miguel Dörner Fernández
• Co-investigador (es): Oscar Thiers, Dorota Dec, Leandro Paulino
• Lugar de Ejecución: Predio Chaqueihua, sector El Tepual, Comuna de Puerto Montt
• Duración de la Investigación: 4 años
• Fecha de Inicio: Marzo 2013   Fecha de Término: Marzo 2017
• Monto Total Asignado ($ chilenos): 217.513.000

Los suelos Ñadi se desarrollaron a partir de cenizas volcánicas modernas, son ricos en materia orgánica y se caracterizan por presentar un perfil delgado y por la presencia de un estrato impermeable continuo de 2 a 4 mm de espesor en el subsuelo. Este estrato induce anegamiento de agua en el suelo durante los meses lluviosos y un secado intenso cuando las precipitaciones decrecen. La implementación de drenaje ha sido una de las técnicas más usadas para incorporar los suelos Ñadi a sistemas intensivos de producción agrícola y forestal. El propósito inicial del drenaje fue remover el exceso de agua e incrementar el volumen de suelo disponible para el desarrollo radicular; sin embargo, no se consideró que esto pudiera tener un impacto negativo sobre el suelo y el ambiente. El objetivo del proyecto es evaluar el impacto del cambio de uso de suelo y del drenaje de suelos Ñadi sobre la altura de la napa freática y las consecuencias de esto sobre las propiedades físicas y químicas del suelo y la emisión de gases de efecto invernadero. Este proyecto, que es llevado a cabo por investigadores del Centro de Investigación en Suelos Volcánicos (CISVo), contribuirá a mejorar el conocimiento de estos suelos en particular y proporcionará información técnica relevante para el uso intensivo y extensivo de los suelos Ñadi en el sur de Chile.

Ñadi soils are developed from modern volcanic ashes, rich in organic matter and characterized by shallow soil profile as well as by presence of a continuous impermeable layer from 2 to 4 mm in the subsoil. This stratum induces soil waterlogging during high rainfall months and, intensive drying when rainfall level decreases. The implementation of drainage has been one of the most used techniques to incorporate Ñadi soils in more intensive agricultural and forest production systems. The initial purpose of drainage was to remove the water excess and increase soil volume available for root development; however, it was not considered that it could have negative impacts both on soil and environment. The main objective of project is to evaluate the impact of the land use change and drainage of a Ñadi soil in water table height and its consequences on soil physical and chemical properties as well as on greenhouse gas emissions. This project, which is conducted by researchers of the Research Center for Volcanic Soils (CISVo) will contribute to improve the knowledge of these particular soils and provide technical information relevant for intensive and extensive use of Ñadi soils in southern Chile. 

En Revistas Científicas.

• Dörner, J., Dec. D., Thiers, O., Paulino, L., Zúñiga, F., Valle, S., Martínez, O., Horn, R. (2016) Spatial and temporal variability of physical properties of Aquands under different land uses in southern Chile. Soil Use and Management 32: 411-421.
• Haller, P., Dec, D., Zúñiga, F., Thiers, O., Ivelic-Sáez, J., Horn, R., Dörner, J. (2015) Efecto del estrés hidráulico y mecánico sobre la Resistencia y resiliencia functional del Sistema poroso de un Ñadi (Aquands) bajo distintos usos de suelo. Agro Sur 43(2), 41-52.

Presentaciones en Congresos/Seminarios

• Zúñiga, F., Valle, S., Pino, M., Thiers, O., Dörner, J. (2016) Pedological properties by selective dissolution techiques in Ñadi-soils. 1er Encuentro de Jóvenes Investigadores en Ciencias del Suelo (EJICS), 28-30 de Septiembre, Valdivia, Chile.
• Zúñiga, F., Horn, R., Dörner, J. (2016) Soil architecture porosity as the cause of waterlogging in "Ñadi-soils". 1er Encuentro de Jóvenes Investigadores en Ciencias del Suelo (EJICS), 28-30 de Septiembre, Valdivia, Chile.
• Zúñiga, F., Valle, S., Dörner, J., Clunes, J. (2016) Spatial dependence of organo-mineral complexes under two land uses in a "Ñadi-soil". 1er Encuentro de Jóvenes Investigadores en Ciencias del Suelo (EJICS), 28-30 de Septiembre, Valdivia, Chile.
• Beas, N., Zúñiga, F., Dec, D., Thiers, O., Martinez, O., Dörner, J., Paulino, L. (2016) Effects of land use change and drainage on the biological properties and greenhouse gas emissions of a Ñadi soil. 1er Encuentro de Jóvenes Investigadores en Ciencias del Suelo (EJICS), 28-30 de Septiembre, Valdivia, Chile.
• Beas, N., Zúñiga, F., Dec, D., Thiers, O., Martinez, O., Dörner, J., Paulino, L. (2016) Effects of land use change and drainage on the biological properties and greenhouse gas emissions of a Ñadi soil. 1er Encuentro de Jóvenes Investigadores en Ciencias del Suelo (EJICS), 28-30 de Septiembre, Valdivia, Chile.
• Villagra, V., Dörner J., Dec D., Zúñiga, F., Thiers O. (2015) Efecto del uso de un Ñadi sobre su capacidad de humectación bajo distintos contenidos de agua. 66º Congreso Agronómico SACH y 13º SOCHIFRUT, Recursos Hídricos: El Desafío de la Agricultura Chilena. Valdivia, 17. – 20.11.2015.
• Dec, D., Dörner, J., Zúñiga, F., Thiers, O., Paulino, L., Valle, S. (2015) Variación espacio-temporal de la profundidad de un “Suelo Ñadi” y sus consecuencias sobre la dinámica del agua en una gradiente de usos de suelo en el sur de Chile. 66º Congreso Agronómico SACH y 13º SOCHIFRUT, Recursos Hídricos: El Desafío de la Agricultura Chilena. Valdivia, 17. – 20.11.2015.
• Dörner, J., Dec, D., Haller, P., Zúñiga, F., Horn, R. (2015) Cambio de uso de un Ñadi y su impacto sobre su estabilidad mecánica y resiliencia funcional de los poros del suelo. 66º Congreso Agronómico SACH y 13º SOCHIFRUT, Recursos Hídricos: El Desafío de la Agricultura Chilena. Valdivia, 17. – 20.11.2015.
• Tadich, I., Dec, D., Thiers, O., Paulino, L., Dörner, J. (2015) Impacto del cambio de uso de suelo sobre el flujo de agua no saturado en un sistema Ñadi. 66º Congreso Agronómico SACH y 13º SOCHIFRUT, Recursos Hídricos: El Desafío de la Agricultura Chilena. Valdivia, 17. – 20.11.2015.
• Zúñiga, F., Dec, D., Dörner, J. (2015) Anisotropía de las propiedades hidráulicas de un Andisol del Sur de Chile. 66º Congreso Agronómico SACH y 13º SOCHIFRUT, Recursos Hídricos: El Desafío de la Agricultura Chilena. Valdivia, 17. – 20.11.2015.
• Dec, D., Haller, P., Dörner, J., Zúñiga, F., Thiers, O., Paulino, L., O. (2015) Resistance and resilience capacity of hydraulic properties of Aquands under different land uses in southern Chile. SUSTAIN 2015: Soil Functions and Climate Change - do we underestimate the consequences of new disequilibria in soil properties? CAU – Kiel, Germany, 23. – 26.09.2015.
• Paulino, L., Dörner, J., Dec, D., Zúñiga, F., Thiers, O., Martínez O. (2015) Temporal variability of CO2 emissions from Aquands under different land uses in southern Chile. SUSTAIN 2015: Soil Functions and Climate Change - do we underestimate the consequences of new disequilibria in soil properties? CAU – Kiel, Germany, 23. – 26.09.2015.
• Zúñiga, F., Valle, S., Pino, M., Thiers, O., Dörner, J. (2015) Morphological and chemical characterization of three soils with different levels of iron cementation. SUSTAIN 2015: Soil Functions and Climate Change - do we underestimate the consequences of new disequilibria in soil properties? CAU – Kiel, Germany, 23. – 26.09.2015.
• Thiers, O., Jara, D., Dörner, J., Dec, D., Zúñiga, F., Paulino, L., Descalzi, C. (2015) Volcanic soils and climate change mitigation: Above- and belowground organic carbon accumulation under different land uses of ñadi soils (aquands) in southern Chile. SUSTAIN 2015: Soil Functions and Climate Change - do we underestimate the consequences of new disequilibria in soil properties? CAU – Kiel, Germany, 23. – 26.09.2015.
• Dörner, J., Dec, D., Zúñiga, F.,Thiers, O., Paulino, L., Valle, S., Martínez, O. Horn, R. (2015) Spatial and temporal variability of physical properties of Aquands under different land uses in southern Chile. SUSTAIN 2015: Soil Functions and Climate Change - do we underestimate the consequences of new disequilibria in soil properties? CAU – Kiel, Germany, 23. – 26.09.2015.
• Carrasco, M., Dec, D., Thiers, O., Paulino, L., Dörner, J. (2014) Efecto del uso de un ñadi sobre la capacidad de almacenamiento y conducción de agua y aire a través de los macroporos del suelo. Congreso Nacional de la Ciencia del Suelo, Punta Arenas, Chile, 01 al 04 de Abril de 2014.
• Dörner, J., Ordóñez, I., Dec, D., Thiers, O., Zúñiga, F., Ivelic, J., Paulino, L. (2014) Mediciones de campo para analizar el efecto del cambio de uso de un ñadi sobre el flujo de aire a través del sistema poroso del suelo. Congreso Nacional de la Ciencia del Suelo, Punta Arenas, Chile, 01 al 04 de Abril de 2014.
• Haller, P., Dec, D., Thiers, O., Paulino, L., Ivelic, J., Zúñiga, F., Dörner, J. (2014) Resistenca y resiliencia mecánica y funcional de un ñadi sujeto a distintos usos de suelo. Congreso Nacional de la Ciencia del Suelo, Punta Arenas, Chile, 01 al 04 de Abril de 2014.
• Dörner, J., Dec, D., Thiers, O., Amoros, J., Carrasco, M., Zúñiga, F., Haller, P., Ivelic, J., Paulino, L. (2014) Efecto del uso de suelo sobre la variación espacial y temporal de la napa freática de un ñadi. Congreso Nacional de la Ciencia del Suelo, Punta Arenas, Chile, 01 al 04 de Abril de 2014

Actividades de Divulgación de la Ciencia

1. Seminario de Suelos Degradados UdeC.Fecha: Octubre 2015. Organizador: Universidad de Concepción. Lugar: Concepción.Charla: “El rol del suelo como almacén de agua en la agricultura”.Expositor: Dr. José Dörner.Comentario: Esta presentación se preparó para los nuevos estudiantes de la carrera de Agronomía de la UdeC en Concepción. Se realizó una presentación general del rol de suelo como almacén de agua. En esta oportunidad, dada la audiencia, la presentación se enfocó en presentar los problemas de drenaje de los suelos Ñadi como elementos que restringen su uso, como así también, aspectos relativos a la fragilidad de ese tipo de ecosistemas. La audiencia fue de 100 personas.
2. Seminario de Riego.Fecha: Noviembre 2015. Organizador: Universidad Austral de Chile, INDAP Región de los Ríos. Lugar: Valdivia.Charla: “El suelo como almacén de agua”.Expositor: Dra. Dorota Dec.Comentario: Esta presentación fue realizada en el marco del “Seminario de Riego”. El énfasis estuvo a valorar el rol del suelo como almacén de agua y en la importancia de las características físicas del suelo para asegurar un buen uso de los recursos hídricos en la agricultura. La audiencia fueron mayoritariamente pequeños y medianos agricultores usuarios de INDAP. En ese contexto, la charla tuvo una muy buena recepción por parte de los agricultores, especialmente por el problema de la conservación de agua en suelos Ñadi. La audiencia fue de 200 personas.Mas info: http://www.agrarias.uach.cl/2015/11/18/exitoso-seminario-de-riego-en-la-region-de-los-rios/
3. Semana Agroalimentaria.Fecha: Enero 2016. Organizador: Universidad Austral de Chile. Lugar: Valdivia.Charla: “Rol del suelo como almacén del agua para la agricultura y las particularidades de los suelos derivados de las cenizas volcánicas”.Expositor: Dr. José Dörner.Comentario: Esta presentación fue realizada en el marco de las actividades de vinculación con el medio de la Facultad de Ciencias Agrarias y como miembros del Centro de Investigación en Suelos Volcánicos. A diferencia de las presentaciones anteriores, aquí se buscó destacar aquellos aspectos de las características físicas de los Andisoles y que los hacen sistemas particulares. En ese contexto, se destacó la fragilidad de los ecosistemas ñadi, como el cambio de uso de suelo altera la dinámica del agua y temperatura del suelo y las consecuencias que esto tiene sobre sus funciones. La audiencia fue de 30 personas.Mas info: http://www.agrarias.uach.cl/2015/12/23/se-realizara-la-primera-semana-agroalimentaria-de-la-facultad-de-ciencias-agrarias-en-valdivia/
4. Semana Agroalimentaria.Fecha: Enero 2016. Organizador: Universidad Austral de Chile. Lugar: Valdivia.Charla: “Desde el paisaje a la arcilla. Un viaje a través del suelo”. Expositor: John Clunes, Dr. (c) Felipe Zúñiga.Comentario: Esta presentación fue realizada en el marco de las actividades de vinculación con el medio de la Facultad de Ciencias Agrarias y como miembros del Centro de Investigación en Suelos Volcánicos. La presentación abarcó una visión general de porque estudiar los suelos haciendo énfasis en los suelos volcánicos. La audiencia fue de 30 personas.Mas info: http://www.agrarias.uach.cl/2015/12/23/se-realizara-la-primera-semana-agroalimentaria-de-la-facultad-de-ciencias-agrarias-en-valdivia/
5. Campamento Agroecosistémico.Fecha: Enero 2017. Organizador: Universidad Austral de Chile, Explora. Lugar: Llifén.Charla: “Generando conocimiento científico para la formación de personas: un mirada desde la Ciencia del Suelo”.Expositor: Dr. José Dörner.Comentario: Esta presentación fue hecha especialmente para formadores de escuelas rurales. Lo que se buscó, fue mostrar como haciendo preguntas científicas simples (p.ej. observando y apreciando el entorno), se puede motivar la formación de estudiantes de escuelas rurales. Para ello, se tomó como ejemplo distintos proyectos ejecutados en Centro de Investigación en Suelos Volcánicos, pero se enfatizó el las preguntas que nacieron del proyecto FONDECYT 1130546. La audiencia fue de 60 personas.Mas info: http://www.cisvo.cl/cisvo1/campamento-agro-ecosistemico-para-formadores-de-escuelas-rurales-del-centro-sur-de-chile/
6. Pasantía de Investigación.Fecha: Marzo 2017. Organizador: Universidad de Nariño. Lugar: Pasto, Colombia.Charla: “Volcanic Soils and "Ñadis from Chile”. Expositor: Dr (c). Felipe Zúñiga.Comentario: Esta presentación se realizó en el marco de una pasantía de investigación para estudiantes del curso "Manejo y Conservación de Suelos" de la carrera de Agronomía de la Universidad de Nariño. La charla se enmarco en entregar una visión general de los suelos que se presentan en Chile y posteriormente a través de un transecto Cordillera de los Andes-Cordillera de la Costa mostrar la variación de suelos volcánicos, enfatizando en el origen, formación y desarrollo de suelos ñadis. Se presentaron algunos resultados asociados a caracterizaciones químicas de estos suelos y lo que actualmente me encuentro realizando en el desarrollo de mi tesis doctoral. Se presentaron también las líneas de investigación que se desarrollan en el Centro de Investigación en Suelos Volcánicos (CISVo).

• Página Ciencias Agrarias UACh: http://www.agrarias.uach.cl/2015/10/13/academicos-del-centro-de-investigacion-en-suelos-volcanicos-participaron-en-congreso-internacional-en-alemania/[/su_spoiler]

Tesistas Pregrado

• 2017. Dietrich, S. "Einfluss von Feuer und Weidenutzung auf ausgewählte Eigenschaften der Ñadi-Böden". BACHELOR ARBEIT FAKULTÄT FÜR UMWELT UND NATÜRLICHE RESSOURCEN. Albert-Ludwigs-Universität Freiburg.
• 2016. Jara, D. “Acumulación de carbono en un bosque siempreverde y una pradera natural, en condiciones de suelo Ñadi (Aquands) en la región de Los Lagos, Chile”. INGENIERÍA FORESTAL. Universidad Austral de Chile.
• 2016. Celedón H. ''Análisis de la diversidad de arqueas metanogénicas asociadas a suelo Ñadi mediante PCR- DGGE en la Región de Los Lagos, Chile''. LICENCIATURA EN CIENCIAS CON MENCIÓN. Universidad Austral de Chile.
• 2016. Becerra N. ''Comparación de diversidad de comunidades bacterianas desnitrificantes en bosque y praderas de suelos Ñadi de la Región de Los Lagos, Chile''. LICENCIATURA EN CIENCIAS CON MENCIÓN. Universidad Austral de Chile.
• 2015. Carrasco M. ''Efecto del historial de un suelo Ñadi sobre la capacidad de almacenamiento de agua y conducción de agua y aire''. AGRONOMÍA. Universidad Austral de Chile.
• 2015. El Hourani M. "Bildung von Eisenkrusten in Böden mit scharfer Körnungsgrenze". BACHELOR ARBEIT FAKULTÄT FÜR UMWELT UND NATÜRLICHE RESSOURCEN. Albert-Ludwigs-Universität Freiburg.
• 2015. Haller P. ''Efecto del estrés hidráulico y mecánico sobre la resistencia y resiliencia funcional del sistema poroso de un Ñadi bajo distintos usos de suelos''. AGRONOMÍA. Universidad Austral de Chile.

Tesistas Postgrado

2016. Tadich I. ''Impacto del cambio de uso de suelo, de bosque nativo a pradera naturalizada, sobre la conductividad hidráulica no saturada en un sistema Ñadi (Duric Histic Placaquand)''. MAGÍSTER EN CIENCIAS MENCIÓN RECURSOS HÍDRICOS. Universidad Austral de Chile.