ARTÍCULO ORIGINAL

Efecto del manejo de la caña de azúcar sobre la compactación en un Vertisol

Effect of Sugarcane Management over Compaction on a Vertisol

M.Sc. Juan Alejandro Villazón-Gómez^I, Ing. Alfredo Martín Morales-Menéndez^I, Ing. George Martín-Gutiérrez^II, Ing. Yakelín Cobo-Vidal^II

^I Universidad de Holguín, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Centro de Estudios de Agroecosistemas Áridos (CEAAR), Holguín, Cuba.
^II Estación Provincial de Investigaciones de la Caña de Azúcar (EPICA), Guaro S/N, Mayarí, Holguín, Cuba.

RESUMEN

La compactación, que constituye un factor edáfico limitativo para las plantas, se mide con equipos que delimitan la resistencia a la penetración. El trabajo se desarrolló en el año 2015, con el objetivo de determinar el efecto del manejo de la caña de azúcar sobre la compactación en un Vertisol Pélico en el Bloque Experimental de Cristino Naranjo, de la Estación Provincial de Investigaciones de la Caña de Azúcar de Holguín. Se utilizó un diseño experimental de parcelas divididas, con tres tratamientos y cuatro subtratamientos. La compactación se evaluó hasta 30 cm de profundidad y se determinaron las labores de descompactación necesarias. En Quema de residuos de cosecha, la mayor compactación se encontró más cercana a la superficie y con mayor espesor que en Eliminación de residuos de cosecha. Cuando se conservan los residuos, el incremento de la compactación se estabiliza después de 10 cm de profundidad. En Conservación de residuos de cosecha fertilizada orgánicamente es posible la descompactación del suelo con cultivo tradicional. Los residuos de cosecha con fertilizaciones orgánico-mineral, mineral y sin fertilizar, no atenúan el efecto de la compactación, y son necesarias las mismas labores agrotécnicas que cuando se queman o eliminan los residuos de cosecha.

Palabras clave: resistencia a la penetración, residuos de cosecha, fertilización.

ABSTRACT

Compaction, that constitutes a limiting edaphic factor for plants, is measured with equipment that delimits resistance to penetration. This work was developed in 2015, withthe objective of determining the effect of sugar cane management on the compaction of a Pelic Vertisol in Cristino Naranjo Experimental Block, at the Sugarcane Research Provincial Station of Holguin. An experimental design of divided plots, with three treatments and four sub treatments was used. Compaction was evaluated to 30 cm of depth and the necessary labors of decompaction were determined. In Burning of crop residues the biggest compaction was found nearer the surface and with bigger thickness than in Elimination of crop residues. When crop residues are kept, the increment of compaction tends to become stabilized after 10 cm of depth. In Keeping of crop residues fertilized organically decompaction of soil with traditional cultivation is possible. Crop residues with organic mineral and mineral fertilizations and without fertilizing, do not attenuate the effect of compaction, and the same agro technical labors as when the crop residues are burned or eliminated, are necessary.

Keywords: Resistance to penetration, crop residues, fertilization.

INTRODUCCIÓN

Uno de los principales procesos degradativos es la compactación ocasionada por la actividad agrícola (Rodríguez et al., 2012). González et al. (2009), plantean que la compactación es provocada por la maquinaria agrícola por la presión que ejerce sobre el suelo, el peso sobre los sistemas de rodaje, el número de pases, la velocidad de desplazamiento, el patinaje y la realización de labores agrícolas en condiciones inapropiadas de humedad.

La compactación del suelo provoca el aumento de la densidad aparente, de la resistencia mecánica y disminuye la porosidad del mismo (Taboada y Micucci, 2009). De esta forma, favorece la formación de capas compactadas que dificultan la penetración y proliferación de las raíces (Nunes et al., 2016), con el consiguiente deterioro de los rendimientos agrícolas (Vieira et al., 2012).

Las propiedades físicas del suelo constituyen un indicador necesario a la hora de evaluar los sistemas de manejo (Soares et al., 2015). Así, la cuantificación del efecto del uso y manejo del suelo sobre la compactación es una condición fundamental para el desarrollo de sistemas agrícolas sustentables (Millan et al., 2014). La evaluación de la compactación puede realizarse a través de equipos que miden la resistencia a la penetración (Clivate-McIntyre y McCoy, 2006).

La cobertura continua del suelo con material orgánico constituye uno de los criterios fundamentales a la hora de la intensificación sostenible de las producciones agrícolas (Friedrich, 2014). En países como Sudáfrica (Graham et al., 2002) y Cuba (Cabrera y Zuaznábar, 2010) constantemente se realizan experimentos con el fin de monitorear el efecto de la cobertura de residuos de paja sobre la producción de la caña de azúcar y la fertilidad del suelo.

Con este trabajo nos proponemos determinar el efecto del manejo de la caña de azúcar sobre la compactación en un Vertisol Pélico.

MÉTODOS

El trabajo se desarrolló en el año 2015, en un experimento plantado con caña de azúcar sobre un Vertisol Pélico (Hernández et al., 2015), ubicado a los 20° 45’ 15” N y 76° 22’ 26.1” W, en áreas del Bloque Experimental de Cristino Naranjo, perteneciente a la Estación Provincial de Investigaciones de la Caña de Azúcar de Holguín. La cosecha se realizó a la cepa caña planta, con una combinada cañera KTP-2M y camión ZIL-130 con remolque. Fue utilizado un diseño experimental de parcela dividida (Espino y Arcia, 2009). Los tratamientos y subtratamientos (con cuatro repeticiones), fertilizados con una misma dosis de P₂O₅ y K₂O (50 y 120 kg ha^-1, respectivamente), se muestran en la Tabla 1. Para la aplicación de los fertilizantes químicos y la cachaza se realizó un abonado de fondo (antes de la siembra) localizado (en contacto directo con la semilla) de forma manual.

Cada una de las 48 parcelas cuenta con cuatro surcos de 10 m de longitud y la resistencia a la penetración se determinó en el centro de cada parcela, en el camellón entre el 2^do y 3^er surco, hasta los 30 cm de profundidad. Se utilizó un penetrómetro de impacto modelo IAA/Planalsucar-Stolf (Stolf, 1983), con la masa impactadora regulada a 0.40 m. Mediante la expresión matemática de Stolf et al. (1991) se convirtieron la cantidad de impactos por profundidad a megapascales (MPa):

Donde RP es la resistencia a la penetración y N es la cantidad de impactos por dm.

Ejemplo:

Para expresar en intervalos constantes de profundidad (5 cm) los valores de compactación, por la imposibilidad de realizar lecturas del penetrómetro de impacto en el campo con dicha condición, se utilizó el algoritmo propuesto por Stolf et al. (2014).

Ejemplo:

Donde 3.922 y 7.297 es la resistencia a la penetración en las profundidades de 5-8 y de 8-10 cm, respectivamente y 5 es el espesor de la capa donde se determina la resistencia a la penetración.

Se utilizó el método de la resistencia a la penetración no corregida¹, concebido para situaciones en las que no es posible determinar la humedad del suelo, y que establece 27.7 impactos críticos no corregidos (IC) para los primeros 30 cm de profundidad en Vertisoles con una categoría de humedad considerada como seca (por debajo del 32%). En dicha cantidad de IC se incluye el efecto de la humedad sobre la resistencia del suelo a la penetración. A partir de las profundidades establecidas para el cultivo tradicional (0-20 cm) y profundo (0-30 cm), se consideran 17 y 9 IC para las capas de 0-20 y 20-30 cm, respectivamente. Este método permite, además, recomendar tres tecnologías para el manejo del primer cultivo y de los residuos de cosecha. De esta forma, se mantiene la cobertura inalterada de paja, cuando la cantidad de impactos por profundidad están por debajo del número de IC en las dos profundidades mencionadas; se da cultivo tradicional, cuando los impactos por profundidad determinados son mayores o iguales que los IC en la capa de 0-20 cm y menores en la profundidad de 20-30 cm; y cultivo profundo, cuando en la capa de 20-30 cm, la resistencia a la penetración en impactos por profundidad es mayor que la cantidad de IC.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

La Figura 1 muestra que la influencia del manejo de los residuos de cosecha sobre la resistencia a la penetración es más acentuada que el efecto de la fertilización, y que en todas las variantes estudiadas, la resistencia a la penetración tiende a incrementarse a medida que se profundiza en el suelo. En el caso de la Quema de residuos de cosecha (QRC), se encontró que el aumento de la compactación se produce cercano a la superficie, pues la capa con mayor compactación apareció entre los 10-20 cm de profundidad. Lo cual puede estar relacionado con las pérdidas de humedad por evaporación debido a las temperaturas durante la quema y a la pérdida de la cobertura protectora del suelo. Además por el deterioro de la estructura del suelo por efecto directo de la quema y la disminución del contenido de materia orgánica procedente de los residuos de cosecha.

De esta manera, Toledo et al. (2008), al estimar la producción de biomasa en agroecosistemas cañeros, sugieren que la presencia de los residuos de cosecha dejados en el campo (16-30 t ha^-1) favorece el incremento de los rendimientos agrícolas y señalan que entre los factores de influencia directa se encuentra la preservación de la humedad del suelo. Sin embargo, en los agroecosistemas donde se realiza la quema los rendimientos agrícolas resultan menores y, mediante una ecuación de regresión, determinaron que el aporte de residuos de cosecha era mucho menor (15-18 t ha^-1).

En lo que respecta a la Eliminación de residuos de cosecha (ERC), los subtratamientos también tuvieron una tendencia al incremento de la resistencia a la penetración hacia el interior del perfil del suelo. Sin embargo, este aumento se manifestó a mayor profundidad que en la Quema de residuos de cosecha (QRC), al aparecer la mayor compactación en la capa de 15-20 cm. De la misma forma, los subtratamientos tuvieron un comportamiento más homogéneo que en la QRC.

En la Conservación de los residuos de cosecha (CRC) la tendencia de la resistencia a la penetración a aumentar con la profundidad fue menos marcada que en los dos tratamientos anteriores; sobre todo, donde se combinó este tipo de manejo de los residuos con la Fertilización orgánica. Este comportamiento puede estar dado por una mejor conservación de la humedad del suelo bajo la cobertura de paja y por un mayor contenido de materia orgánica procedente de la descomposición in situ de los residuos de cosecha, pues, como plantean Ortiz et al. (2012), al cosechar la caña de azúcar verde, los residuos que se dejan en el campo se incorporan como materia orgánica al suelo; los mismos disminuyen los efectos de la erosión y mejoran la textura del suelo. Además, contribuyen a incrementar la retención de humedad en el suelo, con el consiguiente incremento de los rendimientos agrícolas, sobre todo en regiones donde el promedio de precipitaciones anuales es bajo.

También Gutiérrez et al. (2014), al estudiar la compactación mecánica en Vertisoles, encontraron que existe una relación entre el incremento de la materia orgánica y la disminución de la compactación. Esta relación inversamente proporcional está dada por el efecto que provoca sobre el suelo el uso de acondicionadores físicos que permiten mantener y mejorar las condiciones adecuadas para el desarrollo radicular de los cultivos.

Puede apreciarse también cuando se combinan los tres tratamientos con la Fertilización orgánico-mineral aparecen los valores más altos de compactación en las primeras profundidades. Lo cual puede estar dado por el hecho de que las cantidades de cachaza incorporadas al suelo no son suficientes para atemperar el efecto del tránsito de la maquinaria agrícola. Además, los fertilizantes químicos parecen influir sobre la estructura del suelo, pues en un experimento de larga duración de caña de azúcar, plantada sobre un Vertisol, Graham et al. (2002), encontraron que la estabilidad de los agregados se incrementa con el aumento de los residuos de cosecha, pero la misma disminuye debido a las aplicaciones de fertilizantes.

Mediante la metodología propuesta por García et al. (2013) y, al tener en cuenta los incrementos de la compactación a medida que aumenta la profundidad en los tratamientos Quema de residuos de cosecha y la Eliminación de residuos de cosecha, la Tabla 2 muestra que para todas las variantes de fertilización en estos dos tratamientos, se recomienda realizar el cultivo profundo para la descompactación del suelo. En el caso del tratamiento Conservación de residuos de cosecha con Fertilización orgánica, donde la resistencia a la penetración tiende a estabilizarse por debajo de los 10 cm de profundidad, es suficiente el cultivo tradicional. Sin embargo, en los subtratamientos Fertilización orgánico-mineral, Fertilización mineral y Sin fertilizar, se recomienda, a pesar de la presencia de los residuos de cosecha, el cultivo profundo para descompactar el suelo.

CONCLUSIONES

-El manejo de los residuos de cosecha tiene un mayor efecto sobre la compactación que la fertilización. En el tratamiento Quema de residuos de cosecha, la mayor resistencia a la penetración se manifiesta entre los 10-20 cm de profundidad, más cercana a la superficie y con una capa de mayor espesor que en el caso del tratamiento Eliminación de residuos de cosecha donde la mayor resistencia a la penetración aparece a la profundidad de 15-20 cm. Cuando se conservan los residuos de cosecha, el incremento de la resistencia la penetración tiende a estabilizarse por debajo de los 10 cm de profundidad.

-El cultivo tradicional (0-20 cm de profundidad) es suficiente para solucionar los problemas de compactación existentes en el tratamiento Conservación de residuos de cosecha con Fertilización orgánica. Mientras que, la combinación de los subtratamientos Fertilización orgánico-mineral, Fertilización mineral y Sin fertilizar con dicho tratamiento no basta para proteger al suelo del proceso de compacidad, por lo que son necesarias las mismas labores de descompactación que en los tratamientos Quema de residuos de cosecha y Eliminación de residuos de cosecha.

NOTA

¹GARCÍA RUIZ, I.; MARITZA SÁNCHEZ ORTIZ; J. BETANCOURT RODRÍGUEZ; M. L. VIDAL DÍAZ; J. RUIZ TRABA y ANNERYS REYES PEÑATE: Metodología para evaluar la compactación de los suelos con penetrómetro de impacto en condiciones de cosecha mecanizada de la caña de azúcar, 21 pp., Instituto de Investigaciones de la Caña de azúcar, Informe inédito, La Habana, Cuba, 2013.

La mención de marcas comerciales de equipos, instrumentos o materiales específicos obedece a propósitos de identificación, no existiendo ningún compromiso promocional con relación a los mismos, ni por los autores ni por el editor.

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Recibido: 15/12/2015

Aceptado: 13/03/2017

Juan Alejandro Villazón Gómez. profesor, Universidad de Holguín, Sede José de la Luz y Caballero, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Centro de Estudios de Agroecosistemas Áridos (CEAAR), Ave. de los Libertadores, km 3½, Holguín, Cuba, Tel: 2448 2112, E-mail:villazon@fac.uho.edu.cu