Trabajo Práctico 4

Entrega: Clase Práctica 8 o 9 de abril.

Problema 1

Durante el último siglo, los suelos de la Región Pampeana han perdido progresivamente materia orgánica como consecuencia de las actividades agrícolas. Entre los resultados de esta pérdida se cuentan, por un lado, la disminución de la fertilidad de los suelos y, por el otro, el aporte a la atmósfera de dióxido de carbono (CO₂), un gas que contribuye al así llamado efecto de invernadero.

La liberación de CO₂ de los terrenos agrícolas hacia la atmósfera es causada principalmente por la respiración de los microbios del suelo. A su vez, la respiración de los microbios del suelo depende, en parte, de la cantidad y calidad de los restos de los cultivos (rastrojos) y del grado de aireación de los suelos. Cuanto mayor es el volumen y el contenido de nitrógeno de los rastrojos, o cuanto mayor es la aireación del suelo, mayor puede ser la cantidad CO₂ que se libera hacia la atmósfera.

En el marco de un proyecto dirigido a evaluar la influencia de diferentes prácticas agrícolas sobre la emisión de CO₂ de los suelos de la Pampa Ondulada, se realiza un experimento factorial para el cual se seleccionan al azar 36 lotes agrícolas en la cuenca del Río Arrecifes. A cada lote se asigna al azar un cultivo estival (soja o maiz) y uno de tres sistemas de labranza (tradicional, reducida o siembra directa). En cada lote se mide la emisión de CO₂ [tn/ha.año]. A continuación se presenta una tabla con los datos (ficticios) que se obtienen:

Sobre la base del capítulo 6 de la Guía de Clases Teóricas:

1. Identifique las unidades experimentales, la variable respuesta, los factores, los niveles, los tratamientos y el número de repeticiones correspondientes a este experimento.
2. Plantee el modelo estadístico apropiado para comparar los efectos combinados de los cultivos de maiz y soja y de los sistemas de labranza utilzados sobre la emisión esperada de CO₂. Explique el significado de cada parte del modelo en términos del problema (distinguir efectos principales de interacción).
3. Construya un gráfico que permita apreciar si los efectos de los diferentes tipos de labranza sobre la emisión esperada de CO2 difieren entre los dos cultivos (interacción).
4. Utilice Infostat (u otro programa estadístico) para realizar el análisis de la varianza correspondiente a este experimento (Hacer click aquí para ver los datos en el formato apropiado para Infostat).
5. A partir de la tabla de análisis de la varianza obtenida, ponga a prueba la hipótesis nula que dice que los efectos de los diferentes tipos de labranza sobre la emisión esperada de CO₂ son iguales entre los dos cultivos.
6. Utilizar la prueba de Tukey para comparar las emisiones esperadas de CO₂ para las diferentes combinaciones de niveles de los factores incluidos en este experimento.
7. Presentar verbalmente las conclusiones del análisis.

Problema 2

Como vimos en el TP3, el agua de las lluvias se reparte hacia tres destinos principales: las cuencas fluviales, alimentadas por el escurrimiento superficial, las capas superficiales del suelo, alimentadas por la infiltración, y los acuíferos subterráneos, alimentados por la percolación profunda. En cada uno de estos tres destinos, el agua constituye un recurso natural crítico para procesos que hacen al sostenimiento y a la calidad de la vida humana.

En particular, el agua almacenada en las capas superficiales del suelo es un recurso crucial para el crecimiento de las plantas. Esto es así porque la fotosíntesis, el proceso por el cual las plantas ganan biomasa, ocurre solamente mientras las plantas están suficientemente hidratadas como para mantener abiertos los estomas (Ver Estadística General, TP 7). La cantidad de agua que se almacena en las capas superficiales del suelo y queda disponible para ser absorbida y transpirada por las plantas depende de factores tales como la cantidad de agua que llueve, la intensidad y duración de las lluvias, la pendiente del terreno y la permeabilidad y capacidad de retención hídrica de los suelos.

En el marco de un estudio de largo plazo sobre la productividad primaria neta de la estepa Patagónica, se seleccionaron al azar 25 sitios de estepa en la provincia de Chubut. En cada sitio se registró la productividad primaria neta aérea de la vegetación (PPNA) [g/m²año], la precipitación media anual (PMA) [mm] y la capacidad de retención hídrica del suelo (CRH) [g agua/100 g suelo]. Los datos (ficticios) figuran en la siguiente tabla:

1. Construir e interpretar un gráfico de dispersión que permita apreciar la relación estadística entre la productividad primaria neta de la estepa y la precipitación media anual.
2. Escribir un modelo de regresión lineal simple que relacione productividad primaria neta esperada de la estepa con la precipitación media anual.
3. Estimar los parámetros del modelo y poner a prueba la hipótesis nula que dice que no hay asociación entre la productividad primaria neta esperada de la estepa y la precipitación media anual.
4. Calcular los residuales del modelo.
5. Proponer dos posibles causas de los errores del modelo (dos posibles causas de diferencias entre los valores de productividad de la estepa en sitios con igual precipitación media anual).
6. Construir e interpretar un gráfico de dispersión que permita apreciar la asociación entre los residuales del modelo estimado y la capacidad de retención hídrica del suelo.
7. ¿Cómo sería un modelo de regresión que permitiera examinar los efectos conjuntos de la precipitación media anual y de la capacidad de retención hídrica del suelo sobre la productividad primaria esperada de la estepa (ver cap 7 de la Guía de Clases Teóricas)?