INTRODUCCIÓN
En un contexto de producción agropecuaria cada vez más demandante, diagnosticar correctamente el estado nutricional de los cultivos es condición necesaria para mejorar la eficiencia de utilización de los recursos e insumos involucrados en el sistema productivo (Correndo y García, 2017).
Aunque la caña de azúcar puede sembrarse con semilla verdadera, los cultivos comerciales siempre se siembran utilizando cortes de tallo o esquejes a menudo llamados semilla (INICA, 2014). Al primer corte se le denomina caña planta y a los subsiguientes socas o retoños.
En Cuba se realizan, como promedio, cinco cortes en siete años a las plantaciones comerciales una planta y cuatro retoños, provenientes de una misma macolla, con una contracción en el rendimiento agrícola e industrial en la medida que se efectúa un número mayor de cortes, asociado al deterioro de las condiciones físicas y químicas del suelo, como efecto acumulativo de la compactación, producto del cruce de la maquinaria agrícola y de cosecha, manejo inadecuado de labores agrotécnicas, efectos negativos del ambiente, incidencia de enfermedades, elevación de la macolla hacia la superficie y la disminución del potencial productivo de los cultivares utilizados, entre otros. Esta situación ocasiona una menor exploración de las raíces y la disminución de la porosidad del suelo en el área radical, que inciden negativamente en la eficiencia de estas, no teniendo acceso a una cantidad nada despreciable de P y K en el subsuelo, causas por las cuales el productor se siente obligado a incrementar la aplicación de fertilizantes, para mantener una producción adecuada o efectuar la reposición por cuestiones económicas.
El papel de las raíces en la nutrición vegetal es sumamente importante. Un factor de relevancia, relacionado con el complejo planta-agua-suelo, es la distribución del sistema radical, así como su dinámica de crecimiento (Kellermeier et al., 2014). En este mismo sentido Melgar et al. (2014), plantea que la combinación de labores mecanizadas en la preparación de suelo, es la encargada de acondicionar el lugar donde se deposita el esqueje, para que este encuentre condiciones adecuadas y así estimular una buena germinación y un crecimiento vigoroso de la masa foliar y radical.
Según Aguilar (2010), en el desarrollo potencial de la caña de azúcar tienen incidencia factores como la aptitud edafoclimática (32,2%), gestión de plagas, malezas y enfermedades (20,3%), fertilización N,P,K, materia orgánica del suelo (MOS) y otras (17,2%), cultivares y ciclos productivos (plantas, socas, y retoños) (12,5%), riego y mecanización (8,5%), tipo de cosecha (verde o quemada) (6,6%) y tamaño del predio (2,7%).
El objetivo del trabajo fue conocer el efecto de la aplicación de diferentes dosis de N, P, K en cada una de las cepas vegetativas del cultivo de la caña de azúcar, en tres experimentos de larga duración, plantados en un suelo Ferralítico rojo típico, en la región central de Cuba.
MÉTODOS
En el estudio se utilizaron los datos provenientes de tres experimentos de larga duración, con diferentes dosis de N, P, K conducidos desde el año 1978 hasta 2007, en la Estación Experimental de Investigaciones de la Caña de Azúcar, provincia Ciego de Ávila, en un suelo Ferralítico rojo típico, según Hernández et al. (1999). Las fuentes nutricionales utilizadas fueron urea (45%), superfosfato triple (46%) y cloruro de potasio (60%). En el primer ciclo de cosechas se utilizó la variedad My54-129, para el segundo Ja60-5, para el tercero C266-70, para el cuarto C1051-73 y para el quinto C90-317.
Estos suelos se consideran muy profundos, con buen drenaje, arcillosos, bien estructurados, bajas concreciones de hierro, alto contenido de arcilla principalmente del tipo caolinita, pequeñas cantidades de gibsita, pH ligeramente ácido a neutro, presentan una fertilidad natural de media a alta. Estas características químicas coinciden con el perfil 932 realizado en la zona de estudio (Tabla 1).
TABLA 1.
Características químicas del perfil 932
| Profundidad | Relación | P total | P asimilable Bray/Kurtz | K intercambiable |
|---|---|---|---|---|
| cm | C/N | mg kg-1 | ppm | cmol kg-1 suelo |
| 0-20 | 14.20 | 3130.0 | 5.11 | 1.26 |
| 20-40 | 14.70 | 3270.0 | 0.39 | 0.29 |
| 40-60 | 12.01 | 3300.0 | 0.01 | 0.14 |
FAO-UNESCO (1988): Hypereutri-Haplic Ferralsol.
USDA Soil Taxonomy (1992): Typic Eutrustox.
II Clasificación Genética de los suelos de Cuba (1975): Ferralítico Rojo Típico (Hernández et al., 1975).
En los tres experimentos se utilizó un diseño en bloque al azar, con seis tratamientos y seis replicas. Se emplearon dosis crecientes del elemento en estudio y fondo fijo de los otros dos nutrientes, como se refleja en la Tabla 2.
TABLA 2.
Tratamientos y dosis empleadas en cada experimento
Los experimentos fueron conducidos en condiciones de secano (temporal), a los que se le realizaron 23 cosechas (Tabla 3), siguiendo las normas metodológicas del Departamento de Manejo Agronómico INICA (1990), manteniendo las mismas dosis en cada ciclo.
TABLA 3.
Cantidad de cosechas realizadas a cada experimento, para cada cepa
| Cepa | Experimento N | Experimento P | Experimento K |
|---|---|---|---|
| Caña planta | 5 | 5 | 5 |
| Retoño 1 | 4 | 4 | 4 |
| Retoño 2 | 4 | 4 | 4 |
| Retoño 3 | 4 | 4 | 4 |
| Retoño 4 | 2 | 2 | 2 |
| Retoño 5 | 2 | 2 | 2 |
| Retoño 6 | 2 | 2 | 2 |
| Total | 23 | 23 | 23 |
Se utilizó el paquete estadístico SPSS versión 11.5 para procesar los datos. Se realizó la prueba de Duncan al 5% de probabilidad del error, luego de comprobar que las variables fueran homogéneas y normales.
Los datos correspondientes a las precipitaciones en este período fueron obtenidos de la Estación Agro-meteorológica situada a 300 m del área en estudio. Durante siete años la pluviometría se comportó por debajo de 1000 mm. Enero fue el mes de menor lluvia promedio con 13.0 mm y septiembre el de mayor con 229.2 mm.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El N es un elemento constituyente de gran número de compuestos orgánicos, la importancia fisiológica está unida a su presencia en todas las sustancias proteicas que intervienen en los procesos de crecimiento y multiplicación de las plantas (Fernández et al., 2014).
En el estudio de diferentes dosis de N no hubo respuesta en las cinco cosechas efectuadas en caña planta (Figura 1), solo se encontró en 25 y 50 % desde el primer hasta el tercer retoño. Sin embargo, a partir del cuarto las mismas fueron en el 100 % de los casos (Tabla 4). Se presentan en las tablas solo las cosechas donde se observaron diferencias significativas, mientras que las figuras muestran la cantidad de ellas que dieron respuesta para cada una de las cepas.
TABLA 4.
Cosechas con respuesta significativa en el experimento de dosis de nitrógeno
| Trat | R1C2 | Sign | R3C2 | Sign | R2C3 | Sign | R3C3 | Sign | R4C3 | Sign |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 90,96 | b | 78,99 | b | 153,56 | b | 81,05 | c | 77,74 | c |
| 50 | 104,91 | ab | 100,46 | a | 185,99 | ab | 89,74 | bc | 85,12 | bc |
| 75 | 111,20 | ab | 100,57 | a | 193,23 | ab | 100,64 | a | 93,44 | ab |
| 100 | 112,95 | a | 102,57 | a | 199,92 | a | 101,83 | a | 95,32 | a |
| 150 | 117,93 | a | 103,72 | a | 204,14 | a | 96,13 | ab | 91,71 | ab |
| 200 | 116,14 | a | 102,93 | a | 207,15 | a | 94,22 | ab | 86,47 | bc |
| F | 4.3240 | 2.6017 | 3.8585 | 10.821 | 7.7860 | |||||
| p | 0.0044 | 0.0000 | 0.0081 | 0.0000 | 0.0000 | |||||
| Trat | R5C3 | Sign | R6C3 | Sign | R1C4 | Sign | R4C4 | Sign | R5C4 | Sign |
| 0 | 62,00 | b | 45,25 | c | 83,65 | c | 85,38 | b | 81,72 | b |
| 50 | 76,18 | a | 66,74 | b | 88,98 | bc | 113,55 | a | 104,61 | a |
| 75 | 83,28 | a | 73,55 | ab | 101,90 | abc | 101,16 | ab | 100,54 | ab |
| 100 | 86,79 | a | 77,93 | a | 116,59 | a | 103,47 | ab | 99,99 | ab |
| 150 | 79,20 | a | 68,18 | ab | 110,91 | a | 98,72 | ab | 104,92 | a |
| 200 | 76,16 | a | 65,34 | b | 107,32 | ab | 104,25 | ab | 100,06 | ab |
| F | 10.859 | 20.587 | 7.7166 | 2.1335 | 3.3253 | |||||
| p | 0.0000 | 0.0000 | 0.0000 | 0.0085 | 0.0156 | |||||
| Trat | R6C4 | Sign | Estos resultados coinciden con los obtenidos por diferentes autores, los que confirman que los retoños necesitan mayor cantidad de N que la caña planta. Según Pablos (2009) en la medida que aumenta el número de cortes, la necesidad de aplicar N aumenta. | |||||||
| 0 | 72,18 | b | ||||||||
| 50 | 99,63 | a | ||||||||
| 75 | 93,55 | a | ||||||||
| 100 | 92,96 | a | ||||||||
| 150 | 97,17 | a | ||||||||
| 200 | 99,15 | a | ||||||||
| F | 8.6835 | |||||||||
| p | 0.0000 | |||||||||
Nota: Trat=tratamiento. Sign=Significación R=Retoño C=Ciclo de siembra.
En caña planta, al preparar el suelo y crear condiciones idóneas para la plantación, ocurre una mayor mineralización de la materia orgánica, por lo que gran cantidad de N es cedido al cultivo y se minimiza el uso del mismo en los fertilizantes nitrogenados. La respuesta alcanzada para cada cepa se presenta en la Figura 1.
Las cepas de caña planta, primero y segundo retoños, manifestaron respuestas a la aplicación de nitrógeno en 23% de los casos, mientras que para del tercer retoño lo fue en 80% y 100% del cuarto retoño en adelante. Es decir, que en la medida en que se incrementa el número de cosechas del cañaveral, mayores probabilidades de respuesta al nitrógeno se pueden obtener.
FIGURA 1.
Cantidad de cosechas por cepa donde se encontró respuesta a la fertilización nitrogenada.
Las cepas más jóvenes (planta hasta el segundo retoño), respondieron a la fertilización fosfórica en 54% (Figura 2), llegando a 90 % a partir del tercero y 100 % del cuarto retoño (Tabla 5).
TABLA 5.
Cosechas con respuesta significativa en el experimento de dosis de fósforo
Nota: Trat=tratamiento. Sign=Significación P=planta R=Retoño C=Ciclo de siembra.
Estos resultados coinciden con Cortegaza (2009) quien encontró que la respuesta de la caña de azúcar ante las aplicaciones de P es afectada por el número de cortes realizados a la plantación, siendo menor las respuestas de las cepas de caña planta al cuarto retoño, comparadas con las alcanzadas en el quinto retoño. De la misma forma, con el envejecimiento de la cepa, apreció un incremento del índice de consumo o cantidad de P requerido para estabilizar la producción.
Autores como Rice et al. (2006), al investigar en experimentos sobre dosis de P en suelos de la Florida, Estados Unidos, encontraron que la respuesta a este elemento es común en las cosechas de los retoños y que tienden a aumentar con el envejecimiento de la cepa. La mayoría de la literatura coincide en que el P es extraído en menor cantidad por la caña de azúcar que el N y el K.
FIGURA 2.
Cantidad de cosechas por cepa donde se encontró respuesta por efecto de la fertilización fosfórica.
Los resultados alcanzados en el trabajo, discrepan con reportes realizados por Villegas y Pérez (1979), quienes observaron una mayor respuesta a la aplicación de P sobre el rendimiento del cultivo de la caña de azúcar en la cepa caña planta.
En el experimento de dosis de K no se encontraron respuestas significativas a la aplicación de diferentes dosis en las cinco cepas de caña planta, similar a lo ocurrido en el experimento de dosis de N, como se muestra en la Figura 3 y Tabla 6.
TABLA 6.
Cosechas con respuesta significativa en el experimento de dosis de potasio
Nota:Trat=tratamiento. Sign=Significación R=Retoño C=Ciclo de siembra.
Solo 15% de las cepas más jóvenes que incluye hasta el segundo retoño del experimento de K respondieron a la aplicación de este elemento. Se encontró respuesta a la fertilización potásica en 80% de las cosechas a partir del tercer retoño, siendo 100% a partir del quinto retoño (Figura 3).
Estos resultados coinciden con Cuellar (1984), al analizar los resultados de 207 cosechas de experimentos de campo, observó que la efectividad de la fertilización potásica anual aumentaba con la sucesión de las mismas. En la mayoría de los suelos no se producían efectos favorables ante las aplicaciones de K en caña planta ni en los primeros retoños. Los beneficios eran más frecuentes a partir del tercer y cuarto retoño. Con el transcurso de las cosechas aumentaba tanto la magnitud del efecto como la dosis requerida.
FIGURA 3.
Cantidad de cosechas por cepa donde se encontró respuesta por efecto de la fertilización potásica
El K es el elemento que extrae en mayores cantidades la caña de azúcar, la demanda puede alcanzar valores superiores a 2 kg de K2O por tonelada de tallos producida, aunque debe encontrarse en el entorno de 1,8 (De León et al., 2015).
Según Neil (2016) es de vital importancia para la nutrición de la planta, la distribución del sistema radical, así como la dinámica de crecimiento de estas en el suelo, asegurando la habilidad de tolerar el estrés hídrico. Con el deterioro de las condiciones del suelo, en la medida que se suceden las cosechas, se intensifica la compactación, se reduce el espacio poroso y es menor la disponibilidad de agua, oxígeno y nutrientes por menor difusión del K, reduciéndose la exploración de las raíces en menor volumen de suelo, tanto en profundidad como a ambos lados de la macolla. Todos estos elementos contribuyen a expresar mayor respuesta a la aplicación de N, P y K a medida que envejece la cepa, pues disminuye la eficiencia de asimilación de las raíces.
El crecimiento radical es proporcional al crecimiento del tallo. Al no existir un proceso activo de absorción de nutrientes todos los procesos fisiológicos se retrasan, disminuye la fotosíntesis, se reduce la división celular y se detiene el crecimiento (Vidal et al., 2014). Según INICA (2014) y Santana et al. (2014), al disminuir la macroporosidad del suelo, se limita directamente el proceso de difusión de iones, el cual constituye el principal mecanismo que controla el restablecimiento de la concentración de nutrientes en la superficie de las raíces, especialmente para los casos de P y K, elementos con menor movilidad en el suelo.
CONCLUSIONES
Las cepas de caña planta no respondieron en ninguno de los cinco ciclos de plantación y cosechas estudiados en los experimentos de N y K, solo hubo respuesta en 40% para el estudio de las dosis de P.
En los experimentos de N y K se encontró baja respuesta, solo 15 y 23% en primer y segundo retoños, llegando a 54% en el estudio de las dosis de P.
Se evidencia la necesidad de la fertilización con N, P y K a partir del tercer retoño, pues las respuestas en las cosechas realizadas se manifiestan en 100, 90 y 80% respectivamente.