ABSTRACT South America covers a vast area with diverse climates and landscapes, with high participation in the global production of food and fibers. It is crucial to understand the risks, vulnerabilities, and opportunities that climate change brings to this region. We analyzed the increasing tension between agribusiness models and smallholder models, the risks, opportunities, and main adaptation measures that can be adopted in the agricultural sector of the South American countries facing climate change. This study is a review of adaptation actions in the agricultural sector for the different regions of South America. Vulnerability exists, firstly, because rural populations are exposed in many of the countries, often with high rates of poverty and low rates of socioeconomic development. Concerning the adaptation measures already taken, there are numerous cases of interventions by national, provincial, and municipal states for planned measures. Farmers are very active in adopting autonomous measures. Many adaptation measures show co-benefits with climate change mitigation or the prevention of land degradation and desertification, but other adaptation measures do not go in this direction. In the forthcoming times, the region’s rich natural resources are going to be subjected to strong market pressures and climate change threats. It is key to generate strategies for the care of these resources for their permanence for future generations.

Nitrous oxide (N2O) is the main greenhouse gas (GHG) emitted from agricultural soils as a by-pass product of nitrification and denitrification processes. The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) excluded from its GHG inventory guidelines in 2006 the Nitrogen Biological Fixation (NBF) as a source of N2O emissions by crop legumes, due to the lack of solid scientific evidenceon the existence of these emissions. However, at present the actual amount of N2O emissions by crop legumes in the field is still under investigation, with special emphasis on soybeans which are is the main commodity produced by Argentina and a main biodiesel source. The influence of NBF on N2O emissions can be tested using non-nodulating soybean varieties. This study aims to compare and analyse N2O emissions from nodulating and non-nodulating soybean varieties in order to clarify the actual influence of this commodity on field GHG emissions. Gas samples were collected from closed non-vented chambers. N2O emissions ranged from -9 to +15 |ig N-N2O m-2 h-1 and only in the last sampling date, values differed significantly between treatments (non-nodulating > nodulating soybean). N2O emissions were positively related with soil N-NO3 concentration and soil water-filled pore space (WFPS). Results show that in this field study, NBF caused only a slight impact on N2O emissions. These results agree with the latest IPCC guidelines in 2006 for GHG inventories.

El óxido nitroso (N2O) es el principal gas de efecto invernadero emitido desde el sector agrícola y su producción biológica en los suelos se genera por dos vías, la nitrificación y la desnitrificación. Recientemente el Panel Intergubernamental para el Cambio Climático (IPCC) ha excluido de sus directrices de inventario a la Fijación Biológica del Nitrógeno (FBN) como fuente de emisión de N2O por los cultivos leguminosos, debido a la falta de evidencia segura sobre la existencia de estas emisiones. Pese a ello, en la actualidad se sigue discutiendo sobre la emisión de N2O real emitida desde los cultivos leguminosos a campo, en especial en soja que es el principal producto producido por la Argentina y fuente de biodiesel. La influencia de FBN sobre la emisión de N2O puede probarse utilizando variedades de soja no nodulante. El objetivo de este trabajo fue comparar y analizar la emisión de N2O desde suelos con cultivos de soja de variedad nodulante y no nodulante, con el fin de evaluar la influencia real del cultivo sobre la emisión de N2O a campo. Las muestras de gas fueron colectadas con cámaras cerradas no ventiladas. La emisión de N2O varió entre -9 y 15 |ig N-N2O m-2 h-1. Sólo se observó diferencia significativa en la emisión de N2O entre los tratamientos en la última fecha de muestreo (no nodulante > nodulante). La emisión de N2O se relacionó positivamente con la concentración de N-NO3- del suelo y con el espacio poroso lleno de agua (EPLLA). Esta ausencia de diferencia significativa en los valores de emisión de N2O entre los tratamientos, indica que la soja nodulante no emitió mayor cantidad de N2O que la no nodulante, revelando que la presencia de nódulos fijadores per se no afectó la cantidad de N2O emitida durante el crecimiento del cultivo de soja. Estos resultados avalan lo establecido por las últimas directrices de IPCC 2006 y ponen en cuestión otras metodologías de inventario que cargan más emisión de N2O a los cultivos de soja. Los resultados del presente estudio muestran que la FBN sólo causó un ligero impacto en la emisión de N2O, en concordancia con las últimas directrices del IPCC del 2006 para los inventarios de GEI.

Warm-season grasses may decrease soil pH and sodicity levels when planted in sodic soils, but little is known about their capacity to improve topsoil physical condition in temperate sodic soils. A randomized complete block design field experiment with three treatments was conducted during four years in order to evaluate the reclamation of a temperate sodic soil by Rhodes grass (Chlorisgayana Kuhn) and perennial millet (Panicum coloratum L) in the north flooding Pampa of Buenos Aires Province.Both warm-season grasses increased aboveground net primary production by 74-157% and decreased by ten-fold bare soil surface as compared with the native short-grass steppe. However, grasses replacement caused only slight decreases in topsoil pH (always higher than 9) and no change in salinity or sodicity. In contrast, both warm season grasses improved topsoil physical condition, as shown by significant decreases in: a) topsoil bulk density (from 1.26-1.35 to 1.17-1.31 Mg m³); b) soil bearing capacity at low soil water contents (from 7.48-8.88 MPa to 4.63-6.08 MPa); and c) soil structural instability (50 to 200 %). Only perennial millet increased organic carbon stock of the A horizon (0-12 cm) by 620 Mg ha-1. Hence, warm season grasses mainly improved topsoil physical condition in the studied temperate sodic soil rather than decreasing soil halomorphism. This shows a different pathway of phyto-stabilization of sodic soils in temperate climates.

Las especies megatérmicas pueden disminuir el pH del suelo y los niveles de sodicidad cuando se implantan en suelos sódicos, pero poco se sabe acerca de su capacidad para mejorar la condición física de suelos sódicos templados. Se llevó a cabo un experimento con diseño en bloques con tres tratamientos durante cuatro años para evaluar la recuperación de un suelo sódico templado del norte de la Pampa Deprimida de la provincia de Buenos Aires, por las especies grama Rhodes (Chlorisgayana Kuhn) y mijo perenne (Panicum coloratum L). En comparación con la comunidad vegetal nativa, ambas especies megatérmicas incrementaron la producción primaria neta aérea de 74 a 157% y disminuyeron 10 veces la superficie de suelo desnudo. Sin embargo, la sustitución de la vegetación sólo causó ligeros descensos en el pH de la capa superior del suelo (siempre superior a 9) y ningún cambio en la salinidad y en la sodicidad. En cambio, ambas especies megatérmicas mejoraron la condición física del suelo, como lo demuestran las disminuciones significativas de: a) la densidad aparente del horizonte A (1,26-1,35 Mg m-3 a 1,17-1,31 Mg m-3); b) la capacidad portante del suelo en contenidos bajos de humedad edáfica (7,48-8,88 MPa a 4,63-6,08 MPa); y c) la inestabilidad estructural (50 a 200% en magnitud). El stock de carbono orgánico del suelo del horizonte A (012 cm) fue aumentado en 620 Mg ha-1 sólo por el mijo perenne. Entonces, más que disminuir el halomorfismo edáfico, las especies megatérmicas mejoraron principalmente la condición física del suelo suelo sódico estudiado. Esto muestra un camino diferente de fito-estabilización para suelos sódicos de climas templados.

Um dos benefícios esperados do uso do plantio direto é um maior sequestro de C. Contudo, nem sempre se observa maior retenção de C no solo quando esse sistema de preparo é utilizado, devido principalmente às diferenças em tipo de solo e conteúdo inicial de C, entre outras. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial do plantio direto para estocar C orgânico nos solos da Região do Pampa Argentino. Foram coletadas amostras de solo em 40 áreas sob plantio direto ou preparo convencional e em sete campos não cultivados por vários anos. Determinaram-se o C orgânico total, N total, suas frações lábeis, sua taxa de estratificação e a capacidade de estocar C dos solos sob diferentes manejos, na camada de 0-30 cm de profundidade, a qual foi dividida, para fins de amostragem, em três profundidades (0-5, 5-15 e 15-30 cm). Verificou-se diferença significativa (p < 0,05) para todos os pools de C entre os solos não cultivados e os cultivados. A diferença mais pronunciada foi verificada na camada superficial (0-5 cm), sendo determinado o maior teor de C lábil próximo da superfície do solo (não perturbado > plantio direto > preparo convencional). A taxa de estratificação do C lábil (0-5/5-15 cm) permitiu separar as áreas sob plantio direto daquelas sob preparo convencional. Boa parte da variação em C potencialmente mineralizável foi explicada pela fração lábil do C (R² = 0,61), assim como pelo C orgânico total (R² = 0,67). Os solos sob plantio direto não estocaram mais C orgânico do que os preparados de maneira convencional, na camada de 0-30 cm. Entretanto, houve substancial estratificação dos pools de C lábil nos locais sob plantio direto, indicando que, se a taxa de estratificação for realmente um indicador de qualidade de solos, as áreas sob plantio direto poderiam ter maior potencial de acúmulo de C, pelo menos nas camadas superficiais de solo, se comparada com as áreas sob preparo convencional. O C orgânico particulado e o C potencialmente mineralizável podem ser utilizados para avaliar variações na matéria orgânica da camada superficial do solo.

One of the expected benefits of no-tillage systems is a higher rate of soil C sequestration. However, higher C retention in soil is not always apparent when no-tillage is applied, due e.g., to substantial differences in soil type and initial C content. The main purpose of this study was to evaluate the potential of no-tillage management to increase the stock of total organic C in soils of the Pampas region in Argentina. Forty crop fields under no-tillage and conventional tillage systems and seven undisturbed soils were sampled. Total organic C, total N, their fractions and stratification ratios and the C storage capacity of the soils under different managements were assessed in samples to a depth of 30 cm, in three layers (0-5, 5-15 and 15-30 cm). The differences between the C pools of the undisturbed and cultivated soils were significant (p < 0.05) and most pronounced in the top (0-5 cm) soil layer, with more active C near the soil surface (undisturbed > no-tillage > conventional tillage). Based on the stratification ratio of the labile C pool (0-5/5-15 cm), the untilled were separated from conventionally tilled areas. Much of the variation in potentially mineralizable C was explained by this active C fraction (R² = 0.61) and by total organic C (R² = 0.67). No-till soils did not accumulate more organic C than conventionally tilled soils in the 0-30 cm layer, but there was substantial stratification of total and active C pools at no till sites. If the C stratification ratio is really an indicator of soil quality, then the C storage potential of no-tillage would be greater than in conventional tillage, at least in the surface layers. Particulate organic C and potentially mineralizable C may be useful to evaluate variations in topsoil organic matter.

No- till (NT) silt loam topsoils have often a low and unstable structural porosity. The objective of this study was to determine the capability of cover crops (CC) of improving the structural porosity and stability of silt loam soils under NT. Greenhouse and field experiments were carried out on a silt loam soil (Typic Argiudoll) with and without CC (oat, Avena sativa L.) in crop sequences with soybean (Glicine max L. Merr.). Soil bulk density (DA) and aggregate instability index (IE) were measured after the CC in both experiments. In the greenhouse experiment, soil pore size distribution (DTP) was measured. The use of CC did not change DA, but soil IE was significantly lower in crop sequences with CC (P < 0.05) both under field and greenhouse conditions. Stability increases were likely due to the effect of CC residues and root mass. No differences in DTP were found between treatments, although a significant effect of sampling date was observed (P<0.05). Changes in DTP were due to significant increases in mesopore (517.5%) and macropore (52.7%) volumes. Such changes occurred in all the treatments, probably due to the soil wetting-drying cycles. The results found in this study agree with other studies carried out on silt loams in the same region, which also found a lack of effect of tillage practices on soil porosity.. A low soil structural resilience of silt loam soils in the short-term is corroborated.

Los suelos franco-limosos manejados con siembra directa a menudo poseen porosidad estructural baja e inestable. Con el objetivo de determinar la capacidad de los cultivos de cobertura (CC) de mejorar la porosidad y estabilidad estructural de estos suelos se llevaron a cabo experimentos de campo y de invernáculo. Ambos tuvieron tratamientos con y sin CC (avena, Avena sativa L.), en rotación con soja (Glicine max L. Merr.). Luego de los CC se midieron densidad aparente (DA), el índice de inestabilidad estructural (IE) y en el ensayo de invernáculo además, se midió la evolución de la distribución de tamaño de poros (DTP). En ambos ensayos la introducción de CC no disminuyó la DA, aunque incrementó la estabilidad del suelo (P<0,05), lo cual pudo deberse a los efectos tanto de las raíces como de los residuos de los CC. La DTP no presentó diferencias por efecto de los tratamientos, pero mostró variaciones temporales significativas (P<0,05) que provocaron generación de meso (517,5%) y macroporosidad (52,7%) en respuesta a mecanismos abióticos que operaron en todos los tratamientos, como son los ciclos de humedecimiento y secado. Otros trabajos en suelos limosos de la región también muestran ausencia de respuesta a cambios en el manejo, por lo cual este trabajo confirmaría la escasa resiliencia en el corto plazo de la porosidad estructural en suelos franco limosos pampeanos.

No-tilled soils have higher penetration resistances and bulk density values than tilled soils. Shallow compaction may be alleviated using deep tillage practices. The objectives of this study were to determine the effects of soil alleviation on: 1- soil physical properties at maize sowing and harvest, 2- root abundance, maize yield and its components. Three experiments were conducted during the 2004/05 growing season. The experiments had a complete block design, with 2 treatments (control and deep-tilled) and 3 replicates, and were located at Junín, San Gregorio and Chivilcoy. Soil bulk density, soil water content, soil penetration resistance and infiltration rate were determined at maize sowing and harvest. At flowering maize root abundance, intercepted photosynthetic active radiation and leaf greenness were determined. Additionally, yield and its components were measured. Soil alleviation increased infiltration rate at sowing (P<0,05), but there were no differences at harvest. Soil alleviation reduced penetration resistances at sowing by 54%, 28%, 42 % at Junin, San Gregorio and Chivilcoy, respectively (P<0,05). Deep tillage increased root abundance at flowering at Junin and Chivilcoy (P<0,05). Maize yield showed a positive and statistically significant increase with soil alleviation. However, its magnitude was only 6,5% more than control yield. This result was in accordance with a 3% increase in intercepted photosynthetic active radiation. Yield response to subsoiling was positively related with the original soil bulk density at each site. Although the measured changes might improve water use efficiency, little impact on yield was observed due to a relatively humid cropping season. More research is needed in order to establish crop response in a wide range of water availability and soil compaction conditions.

Los suelos manejados con siembra directa presentan valores de resistencia a la penetración y de densidad aparente en superficie mayores que los suelos laboreados. La utilización de descompactadores puede ser una alternativa para aliviar dicha compactación. Los objetivos del presente trabajo fueron: 1- evaluar el efecto de la descompactación en siembra directa sobre las algunas propiedades físicas del suelo a siembra y cosecha del cultivo de maíz; 2- determinar el efecto de la descompactación sobre el desarrollo de las raíces, el rendimiento del cultivo de maíz y sus componentes. Durante la campaña 2004/05 se llevaron a cabo tres experimentos en las localidades de Junín, San Gregorio y Chivilcoy. El diseño experimental fue de bloques completos con tres repeticiones. Los tratamientos evaluados fueron: testigo (siembra directa continua) y descompactado (pasaje de descompactador entre 36-42 cm de profundidad). A siembra y cosecha se determinó la densidad aparente, la humedad, la resistencia a la penetración y la infiltración. A floración se evaluó la abundancia radical, la radiación interceptada y el índice de verdor (SPAD). A cosecha se determinó el rendimiento y sus componentes. El tratamiento descompactado presentó un importante aumento de la tasa de infiltración a la siembra (P<0,05), sin embargo estas diferencias no fueron significativas a cosecha. La resistencia a la penetración a la siembra en el tratamiento descompactado respecto del testigo fue un 54%, 28% y 42% menor en Junín, San Gregorio y Chivilcoy, respectivamente (P<0,05). La abundancia radical presentó diferencias entre tratamientos en Junín y Chivilcoy (P<0,05). El rendimiento del tratamiento descompactado mostró un incremento relativo del 6,5% como promedio de todos los sitios (P<0,05). Esto coincidió con un 3% más de intercepción de radiación en floración (P<0,05). El incremento de rendimiento debido a la descompactación estuvo positivamente relacionado con la densidad aparente original de cada sitio. Si bien se observaron cambios que mejorarían la economía del agua, estos no tuvieron gran impacto sobre el rendimiento debido a la condición hídrica favorable durante la campaña evaluada. Es necesario realizar un mayor número de ensayos abarcando un rango más amplio de condiciones hídricas y de compactación de suelo.