ABSTRACT The groundwater of the north of the Buenos Aires province is the most used resource for the water supply for different purposes. This justifies deepening the local hydrogeological information in relation to trace elements (ET) to improve quality diagnosis. The objectives of this work were to: a) analyze the water level fluctuations in two periods and their effect on the physical-chemical water quality, b) evaluate the groundwater variation of As, Mo, Zn, Cr, Cu, Pb, Mn and Fe concentrations in recharge and discharge positions, in winter and summer and in two years with contrasting levels of the water table and, c) compare their ET concentrations with groundwater quality levels for human consumption, irrigation and animal drink, in a piezometers network with natural flow regime installed in five microbasins under exclusively agricultural production. In very different climatic years, the piezometers’s positioning in the landscape, sample extraction depth and the season of the year produced important differences in the ET concentrations. In addition to As, which was concentrated towards the discharge and in depth, particularly in summer, and Mo, also with high mobility and concentration at the base of the aquifer, the increase of the remaining ET concentrations at the aquifer base during periods of low recharge, and especially in summer, could represent a risk to health and the environment. As, Mo and Zn thresholds were exceeded in 70, 50 and 25% for human consumption, irrigation and animal drinking purposes, respectively. This indicates the treatment need for As abatement, Mo dilution and the inclusion of Zn concentration in the animal diet elaboration.

RESUMEN El agua subterránea del norte de la provincia de Buenos Aires es el recurso más utilizado en el suministro de agua para diferentes fines. Ello justifica profundizar la información hidrogeológica local en relación a elementos traza (ET) para mejorar el diagnóstico de su calidad. Los objetivos del presente trabajo fueron: a) analizar las fluctuaciones del nivel freático en dos períodos y su efecto sobre la calidad físico-química del agua, b) evaluar la variación de la concentración de As, Mo, Zn, Cr, Cu, Pb, Mn y Fe del agua subterránea en posiciones de recarga y descarga, en invierno y verano y en dos años con niveles freáticos contrastantes y c) comparar las concentraciones de los mismos ET con los niveles de calidad de agua subterránea para consumo humano, riego y bebida animal, en una red de piezómetros con régimen de flujo natural instalada en cinco microcuencas con producción exclusivamente agropecuaria. En años climáticamente muy diferentes, el posicionamiento de los piezómetros en el paisaje, la profundidad de extracción y la estación del año produjeron importantes diferencias en la concentración de los ET. Además del As, el cual se concentró hacia la descarga y en profundidad, particularmente en verano, y del Mo, también con elevada movilidad y concentración en la base del acuífero, el aumento de la concentración de los ET restantes en la base del acuífero durante periodos de baja recarga, y sobre todo en verano, podría representar un riesgo para la salud y el ambiente. Los umbrales para As, Mo y Zn fueron superados en 70, 50 y 25% para fines de consumo humano, riego y bebida animal, respectivamente. Ello señala la necesidad de tratamiento para el abatimiento de As, la dilución para el caso del Mo y la inclusión de la concentración de Zn en la elaboración de la dieta animal.

In general, soils under horticultural/floricultural production systems present high degradation. Biochar application is mentioned as an alternative to mitigate soil degradation and global change. In Argentina its study and use are incipient. In a Vertic Argiudoll, in a sweet potato production system under a agroecological management, the objectives of this work were to evaluate: a) the cumulative effect of three annual biochar applications, of 30 Mg ha-1 in total, between 2013 and 2015 (from Aspidosperma quebracho-blanco feedstock), over some soil properties, two and a half years after its last application, and b) the net change, for the 2012-2018 period, in some soil properties with and without biochar applications. Biochar application increased the soil organic carbon reserves (SOC) and pH of the 0-30 cm soil thickness. It decreased the soil organic nitrogen reserves (SON) and increased the C/N ratio of the 0-20 cm soil thickness. Besides, it slightly increased the electrical conductivity of the 0-5 cm soil thickness and did not change the cationic exchange capacity. It also did not affect the water infiltration and the water holding capacity of the 0-30 cm soil thickness. However, a very marked increase in the moisture content and in the current water availability of the 10-20 and 5-10 cm soil thicknesses, respectively, were observed. When the absolute change was analyzed, the same effect was observed for SOC and pH. For physical variables, edaphoclimatic conditions at sampling moment (lower moisture content in 2018) had a greater effect than the biochar. Leaving aside its direct effect on the SOC increase and the superficial bulk density reduction, the interactions biochar-soil still require study.

Los suelos bajo producción hortícola/florícola presentan, generalmente, elevada degradación. La aplicación de biochar está mencionada como una alternativa para mitigar la degradación de los suelos y el cambio global. En Argentina su estudio y utilización son incipientes. Los objetivos del trabajo fueron evaluar en un Argiudol vértico con producción de batata bajo manejo agroecológico: a) el efecto acumulado de tres aplicaciones anuales de biochar entre 2013 y 2015 (producido a partir de Aspidosperma quebracho-blanco), 30 Mg ha-1 en total, sobre algunas propiedades edáficas, dos años y medio posteriores a su última aplicación, y b) el cambio absoluto, para el periodo 2012-2018, en algunas propiedades superficiales del suelo con y sin biochar. La aplicación de biochar incrementó las reservas de carbono orgánico del suelo (COS) y el pH del espesor 0-30 cm. Disminuyó las reservas de nitrógeno orgánico del suelo (NOS) y aumentó la relación C/N del espesor 0-20 cm. Aumentó levemente la conductividad eléctrica del espesor 0-5 cm y no modificó la capacidad de intercambio catiónico. Tampoco afectó la infiltración y la capacidad de agua útil del espesor 0-30 cm. Sin embargo, se observó un aumento muy marcado en la humedad actual y en la disponibilidad de agua útil de los espesores 10-20 y 5-10 cm, respectivamente. Cuando se analizó el cambio neto, se observó el mismo efecto para COS y pH. Para las variables físicas, las condiciones edafoclimáticas al momento de muestreo (menor humedad actual en 2018) tuvieron un mayor efecto que el del biochar. Dejando de lado su efecto directo sobre el aumento de COS y la reducción superficial de la densidad aparente, las interacciones entre el biochar y el suelo aún requieren estudio.

Fertilizers carry potentially soil contaminating trace elements (TE). The aims of this work were: a) to analyze the concentrations of TE in fertilizers commonly used in Rolling pampas region; b) to examine the TE soil concentrations in the 0-20 cm deep after 25 years of a maize-wheat/soybean (M - W/S) sequence under no tillage, continuously fertilized with nitrogen and phosphorus; c) to explore the contribution of TE by fertilizers used in the sequence; d) to estimate the TE input during 25 years in a sector of the Pergamino stream basin and to compare with soil TE reserves of the 0-5 cm deep; e) to contrast the soil TE reserves with the pollution national guide levels informed for agriculture land-use and f) to perform a simplified TE balance on both sites. In general, phosphorus fertilizers had the highest TE concentrations and they were located at the lower limit of the globally reported intervals. In M-W/S the concentrations of lead, cadmium, copper, zinc and molybdenum of the surface horizon were found in the lower limit of the range of global concentrations while those corresponding to arsenic, vanadium and manganese were close to the average. The proportion of TE accumulated from the contribution of fertilizers in relation to the reserve of TE of horizon A in the sequence M-W/S and with the horizon 0-5 cm in the sector of the basin was very small, although with a very high dispersion in the basin sector. In none of the cases the permissible land limits proposed by the Argentine law on hazardous waste were exceeded.

Los fertilizantes, utilizados continuamente para aumentar los rendimientos de cultivo, conllevan elementos traza (ET) potencialmente contaminantes para el suelo. Los objetivos del trabajo fueron: a) analizar las concentraciones de ET en fertilizantes comúnmente utilizados en la pampa ondulada Argentina; b) examinar las concentraciones de ET en el suelo a 0-20 cm luego de 25 años en una secuencia maíz-trigo/soja de segunda (M-T/S) bajo siembra directa continuamente fertilizada con nitrógeno y fósforo; c) explorar la contribución de ET por parte de los fertilizantes utilizados en la secuencia; d) estimar el aporte de ET durante 25 años en un sector de la cuenca del arroyo Pergamino y compararlo con las reservas del suelo a 0-5 cm; e) contrastar las reservas de ET con los niveles guía nacionales de contaminación para uso agrícola y f) realizar un balance simplificado de ET en ambos sitios. En general, los fertilizantes fosforados presentaron las mayores concentraciones de ET y se ubicaron en el límite inferior de los intervalos informados a nivel global. En M-T/S las concentraciones de plomo, cadmio, cobre, zinc y molibdeno del horizonte superficial se encontraron en el límite inferior del intervalo de concentraciones mundiales mientras que las correspondientes a arsénico, vanadio y manganeso se acercaron al promedio de dicho intervalo. La proporción de ET acumulada proveniente del aporte de los fertilizantes en relación con la reserva de ET del horizonte A en la secuencia M-T/S y con la reserva del horizonte 0-5 cm en el sector de la cuenca resultó muy pequeña, aunque con una muy elevada dispersión en el sector de la cuenca. En ninguno de los casos se superaron los límites edáficos permisibles propuestos por la ley argentina de residuos peligrosos.

Pesticides, after being applied, in addition to fulfilling their objective function, are distributed in the environment and they can be retained, degraded and/or transformed, or also transported from the application place. Crop sequence intensification degree can affect its fate in the environment. The objective of the work was to compare the presence of pesticides in the runoff water with simulated rain and in the soil profile up to one-meter depth, in two crop sequences under no tillage. The study is part of an essay comparison of long-term crop production systems implemented in the Pergamino pure series. Two treatments were used: corn-soybean-wheat/ soybean sequence (R) and soybean monoculture (S). In water and soil, the following compounds were determined: azoxystrobin, ciproconazol, carbendazim, cypermethrin, chlorpyrifos, 2,4-D, atrazine, glyphosate, aminomethylphosphonic acid (AMPA) and metsulfuron- methyl. The amounts lost by runoff were very small in relation to the amounts retained in the soil. R retained more pesticides in the soil profile (azoxystrobin, chlorpyrifos, 2,4-D, glyphosate) and it had lower detections in the runoff water (carbendazim, AMPA and metsulfuron-methyl) than S. When it was related the amount lost and retained with respect to the amount applied, accumulated after 9 years, again, in R, some pesticides were more retained (azoxystrobin, chlorpyrifos, 2,4-D) and others were lost less in the runoff (ciproconazole, atrazine) than in S. The maintenance of the soil quality through an important mulch on the surface and a relatively stable porous system accompanied by a reasonable reserve of organic carbon in the thickness 0-5 cm promotes biophysical degradation processes that reduce the exchange of pesticides between the agroecosystem and its environment.

Los plaguicidas utilizados en la agricultura, además de cumplir con su función objetivo de control, se distribuyen en el ambiente y pueden ser retenidos, degradados y/o transformados, o también transportados fuera del lugar de su aplicación. El objetivo del trabajo fue comparar la presencia de plaguicidas en el agua de escurrimientos con lluvia simulada y en el perfil de suelo hasta un metro de profundidad en dos secuencias de cultivos bajo siembra directa. El estudio forma parte de un ensayo de comparación de sistemas de producción de cultivos de larga duración implementado en la serie de suelo Pergamino pura. Se compararon dos tratamientos: secuencia maíz-soja-trigo/soja (R) y monocultivo de soja (S). En agua y suelo se determinaron los siguientes compuestos: azoxistrobina, ciproconazol, carbendazim, cipermetrina, clorpirifós, 2,4-D, atrazina, glifosato, ácido aminometilfosfónico (AMPA) y metsulfuron-metil. Las cantidades perdidas por escurrimiento fueron muy pequeñas en relación a las cantidades retenidas en el suelo. R retuvo más plaguicidas en el perfil del suelo (azoxistrobina, clorpirifós, 2,4-D, glifosato) y a su vez tuvo menor cantidad de detecciones en el agua de escurrimiento (carbendazim, AMPA y metsulfuron-metil) que S. Cuando se relacionó la cantidad perdida y retenida con respecto a la cantidad aplicada (acumulada luego de 9 años), nuevamente, en R, algunos plaguicidas quedaron más retenidos (azoxistrobina, clorpirifós, 2,4-D) y otros se perdieron menos en agua de escurrimiento (ciproconazol, atrazina). El mantenimiento de la calidad de suelo a través de una elevada biomasa aérea de residuos sobre la superficie y de un sistema poroso relativamente estable acompañado de una reserva razonable de carbono orgánico en el espesor 0-5 cm promueve procesos biofísicos de degradación que disminuyen el intercambio de plaguicidas entre el agroecosistema y su entorno.

Changes in land use can cause more or less deep changes in streams quality. The spill of trace elements (TE) in such streams along with the natural input, could exceed threshold values, thus the possibilities of use of this water is restricted and could cause serious health damage. The objectives of this work were: a) Estimate the variation in arsenic (As), chrome (Cr), copper (Cu), iron (Fe), manganese (Mn), molybdenum (Mo), lead (Pb) and zinc (Zn) total concentrations in Pergamino streams (Buenos Aires) that running through areas with different land uses, during the four seasons in two different years and b) Evaluate their aptitude for human consumption, irrigation and animal drinking, comparing these concentrations with the respective national guide levels. Concentrations of TE found were due to natural composition of the original material for As, Cr, Cu, Pb, Fe, due to anthropic causes produced by different land use (livestock activity and channeling) to Mo and Mn and due to pouring of industrial and urban sewage effluents for Zn. Anthropic alterations were demonstrated in high and middle basin, respectively. These changes do not affect water quality for current uses (recreational and animal drinking). Near the outlet, water quality improved as a result of dilution and self-purification. It is essential to readapt the current use of lands, move away animals near the courses and implementing riparian strips and making treatment in urban sewage plant to increase TE retention.

Los cambios de uso de la tierra pueden provocar modificaciones más o menos profundas en la calidad de los cursos de agua. El vertido de elementos traza (ET) en dichos cursos se suma a los aportes realizados por los procesos naturales, y cuando su concentración supera valores umbrales, se restringen las posibilidades de uso y causan serios daños en la salud. Los objetivos del presente trabajo fueron: a) Estimar la variación de las concentraciones totales de As, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Pb y Zn en el agua del arroyo Pergamino (Buenos Aires) que atraviesa áreas con diferentes usos de la tierra, en las cuatro estaciones del año y durante dos años y b) Evaluar su aptitud para consumo humano, riego y bebida animal, comparando dichas concentraciones con los respectivos niveles guía de carácter nacional. Las concentraciones de ET encontradas obedecieron a causas naturales (composición del material original para As, Cr, Cu, Pb, Fe) como a causas antrópicas producidas por los diferentes usos del suelo: la actividad pecuaria y la canalización (Mo y Mn) y el vertido de efluentes urbano-industriales y cloacales (Zn). Las alteraciones antrópicas se manifestaron en la cuenca alta y media, respectivamente. Dichas alteraciones no afectan la calidad del agua para los usos actuales de la misma (recreacional y bebida animal). Hacia la desembocadura, la calidad del agua mejora debido a procesos de dilución y autodepuración propios de la cuenca baja. Es imprescindible readecuar el uso actual de las tierras, alejando los animales de las cercanías de los cursos e implementando franjas ribereñas y efectuando tratamientos terciarios en la planta de residuos cloacales urbanos para aumentar la retención de ET.

Silt loam soils of the Rolling Pampas cultivated with soybean and, secondarily, corn under no-tillage (NT) show a progressive decline in their physical and chemical fertility. The inclusion of cover crops (CC) in these agricultural systems could help mitigate these types of degradation. The objectives of this study were: 1) to evaluate the effect of different CC on some soil properties (porosity distribution, structural stability, bulk density, soil organic carbon (SOC) and labile carbon) and 2) to analyze the evolution of these properties during the inclusion of CC in a soybean-corn rotation under NT. In 2005, a two-year study was carried out on a silt loam Typic Argiudoll using different winter species as CC: barley (Hordeum vulgare L.), ryegrass (Lolium multiflorum L.), oats (Avena sativa L.), rescue grass (Brumus unioloides L.), vetch (Vicia sativa L.), rape seed (Brassica napus L.) and forage radish (Raphanus sativus L.), a mixture of vetch and oats, and a control without CC. We measured an increase in soil macroporosity and structural stability and an increase in SOC content and the labile fraction. These changes were of moderate to low magnitude, occurring mainly near the soil surface (0-5 cm); they were associated with moments of important residue contributions and disappeared in periods of heavy rain. The rotations that included CC accumulated more SOC. Forage radish outstanded as a generator of porosity and oats as a stabilizer of the porous system.

Los suelos franco limosos de la Pampa Ondulada bajo siembra directa (SD) con predominio de soja y, secundariamente maíz, registran una progresiva disminución de su fertilidad física y química. La introducción de cultivos de cobertura (CC) en sistemas agrícolas cada vez menos diversificados podría constituir una herramienta agronómica para mitigar esta degradación edáfica. Los objetivos del trabajo fueron: 1) evaluar el efecto de diferentes CC sobre algunas propiedades del suelo (porosidad, distribución de tamaño de poros, estabilidad estructural, densidad aparente, carbono orgánico del suelo (COS), carbono lábil) y 2) analizar la evolución de las propiedades edáficas durante la introducción de CC en la secuencia soja-maíz bajo SD. En 2005, se instaló un ensayo sobre un Argiudol típico (franco limoso) con diferentes especies de ciclo otoño-invernal, utilizadas como CC. Las especies fueron: cebada forrajera (Hordeum vulgare L.), ray grass (Lolium multiflorum L.), avena (Avena sativa L.), cebadilla (Brumus unioloides L.), vicia (Vicia sativa L.), colza (Brassica napus L.), nabo forrajero (Raphanus sativus L.), una consociación de vicia y avena y un testigo sin CC. Los cambios en las propiedades edáficas producidos durante la introducción de CC fueron: aumento de la macroporosidad y de su estabilidad y aumento del COS y de su fracción lábil. Estos cambios fueron de mediana a baja magnitud, se registraron principalmente próximos a la superficie (0-5 cm), estuvieron asociados a los momentos en los que se realizaron aportes importantes de C y fueron fáciles de revertir en asociación con períodos de lluvias intensas. El efecto acumulado de la rotación mostró mayor aporte de COS al sistema en presencia de CC. De los CC probados, se destacó el nabo forrajero como generador de porosidad y la avena como estabilizadora del sistema poroso.

Os solos altamente intemperizados dos trópicos perdem rapidamente matéria orgânica do solo (SOM) e podem ser afetados pela erosão hídrica e compactação depois de seu deflorestamento e agricultura contínua. O objetivo foi determinar a dinâmica da matéria orgânica do solo com capim-elefante (Pennisetum purpureum L.) em um Kandihumult da província de Misiones (Argentina) após desmatamento e cultivo contínuo de erva-mate (Ilex paraguaiensis Saint Hil.), utilizando a metodologia da abundância natural em carbono 13 (13C) e um modelo descritivo. O estudo foi conduzido em três parcelas contíguas de 50 x 100 m. As situações comparadas foram: (a) floresta nativa, e (b) local com 50 anos de monocultivo intensivo de erva- mate, e (c) erva-mate associada com capim-elefante como cultivo de cobertura sob plantio direto. Determinaram-se os conteúdos de carbono (C), de nitrogênio (N) e de 13C e a densidade aparente do solo (camadas 0 - 0,05 e 0.05 - 0,15 m) e a biomassa da gramínea. Depois de 50 anos de monocultivo de erva-mate, os conteúdos de C e N e a porosidade da camada 0 - 0,15 m da floresta nativa diminuíram em 42, 47 e 23%, respectivamente. Depois de 10 anos de associação erva-mate - capim-elefante, os conteúdos de C e N do solo e na mesma profundidade aumentaram em relação ao monocultivo de erva-mate em 19 e 12%, respectivamente, mas a porosidade não foi modificada. O aporte de C, o 13C e o C orgânico total do solo foram incorporados em um modelo de três compartimentos para avaliar a dinâmica do C proveniente do capim-elefante. A metodologia da abundância natural em 13C permitiu traçar a incorporação do C proveniente do capim-elefante e a perda do C "velho" no solo, e determinar sem ambigüidade os parâmetros do modelo: coeficiente de humificação (k1), coeficiente de mineralização da fração ativa de C (k) e o C estável (Cs). Os altos valores de k1 e k preditos pelo modelo foram atribuídos à alta contribuição do sistema radicular do capim-elefante sob plantio direto e ao clima subtropical úmido, respectivamente. No solo sob monocultivo de erva-mate, Cs representou 91% do C orgânico total do solo.

Highly weathered tropical soils rapidly loose soil organic matter (SOM) and may be affected by water erosion and soil compaction after deforestation and intensive cultivation. With the main objective to estimate the SOM balances in a subtropical soil we determined the dynamics of SOM in a degraded yerba mate (Ilex paraguaiensis Saint Hil.) plantation introduced after deforestation and with elephant grass (Pennisetum purpureum L.) as a cover crop. The study site was in Misiones, Argentina, and we use the natural 13C abundance methodology and a descriptive model. The study was conducted on three contiguous 50 x 100 m plots of a typic Kandihumult soil with: (i) native forest, (ii) 50 years of continuous yerba mate monoculture with intensive tillage, and (iii) yerba mate associated with elephant grass as a cover crop and no tillage. We determined bulk density, carbon (C), nitrogen (N) and 13C content of the soil (0 - 0.05, 0.05 - 0.15 m layers) and the grass biomass. Yerba mate monoculture reduced soil C and N content as well as porosity at 0 - 0.15 m depth by 43 and 23%, respectively, as compared to the native forest. After ten years of yerba mate - elephant grass association soil C and N contents at the same depth increased by 19 and 12%, respectively, compared to the yerba mate monoculture, while soil porosity remained similar. Total C input,13C, and soil organic C were incorporated into a three compartment model to evaluate elephant grass C dynamics. Through the natural 13C abundance methodology we tracked the elephant grass C incorporation and the "old" soil C loss, and determined the model parameters - humification (k1) and mineralization (k) coefficients and stable C (Cs)- unambiguously. The high k1 and k predicted by the model are probably explained by elephant grass root system incorporation under no tillage and humid subtropical climate, respectively. In soil under yerba mate monoculture, Cs was counted as 91% of the total soil organic C.