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Semiárido: un desafío para la Ciencia Semiárido: un desafío para la Ciencia del Suelodel Suelo 13 al 16 de mayo de 200813 al 16 de mayo de 2008 Potrero de los Potrero de los FunesFunes (SL), Argentina(SL), Argentina FERTIRRIGACIÓN NITROGENADA EN CAÑA DE AZÚCAR Correa de Sal M.A.1 (1) Estación Experimental Agropecuaria Famaillá INTA. Ruta Pcial.301 Km. 32, (4132) Famaillá, Tucumán. E-mail: macorrea@correo.inta.gov.ar RESUMEN: El NOA es el principal productor de caña de azúcar del país. En Tucumán es una actividad agroindustrial importante por superficie y porque involucra pequeños y medianos productores. En 2007 se cultivaron 217.000 has, mayoritariamente en secano, se aplica nitrógeno y el rendimiento promedio son 6.250 kg azúcar/ha. La caña desarrolla en climas tropicales y subtropicales; se adapta a condiciones diversas de suelos, temperaturas, radiación y precipitaciones. Producir 1kg de azúcar requiere unos 1.500 litros de agua. De los nutrientes que demanda la caña, el más importante por la respuesta del cultivo, es el nitrógeno. En Famaillá, se evaluó durante 8 campañas, respuesta al fertirriego nitrogenado subsuperficial en caña. Se usaron las variedades: CP 65-357 y Fam 81-77; 100 y 155 kg N/ha aplicado como urea, con riego localizado bajo cada surco y trocha por medio, sobre un Argiudol acuico. Se midió fertilidad de suelos, calidad de agua, factores de rendimiento y rendimientos de caña y azúcar. Los rendimientos promedios en 7 socas fueron de 96.9 t/ha de caña y 11 t/ha de azúcar para el tratamiento con mangueras bajo surco y 81 t/ha y 8.60 t/ha en el testigo. Las dosis de nitrógeno entre sí no tuvieron diferencias estadísticas en producción de caña. El N total, P (Bray1) y K intercambiable en suelo, disminuyeron en relación a los contenidos iniciales. La fertilización fraccionada permitió el uso eficiente del N; este sistema es recomendable principalmente para zonas con limitaciones de agua y suelos pobres. Permite un uso más eficiente del agua y mayor aprovechamiento de superficie de cultivo. Palabras Clave: fertirrigación, rendimiento cultural, rendimiento sacarino, caña de azúcar. INTRODUCCION La región del NOA es la principal productora de caña de azúcar del país. En Tucumán es una de las actividades agroindustriales más importantes por superficie y por incidencia económico-social, ya que involucra principalmente a pequeños y medianos productores. La superficie cultivada en el 2007 (EEAOC, 2007) fue de 217.000 has; casi toda la superficie se cultiva en secano en las regiones del pedemonte y llanura deprimida y el rendimiento promedio de azúcar está alrededor de 6.250 kg/ha. La caña de azúcar se desarrolla en climas tropicales y subtropicales; se adapta a diferentes suelos, rangos de temperaturas, radiación solar y precipitaciones (Jones et al. 1990.) La mayor acumulación de materia seca ocurre con temperaturas entre 20º C - 30º C, alta radiación solar, sin déficit de agua y nutrientes; y con cobertura completa de suelo. Crecimiento y rendimiento sacarino dependen directamente de temperatura y radiación solar cuando suelo, agua y cantidad de nutrientes son los adecuados. Pero, si la limitante es disponibilidad de agua, estos dos parámetros estarán correlacionados con la cantidad de agua recibida. El consumo de agua crece con la edad de la planta, alcanza el máximo cuando ocurre la máxima elongación del tallo y, decrece cuando inicia la maduración (concentración de azúcares). La producción de 1 kilogramo de azúcar demanda alrededor de 1.500 litros de agua. La caña es muy susceptible al estrés hídrico luego de la plantación y, en el macollaje y canopeo de las socas. Las plantaciones de agosto-setiembre y las brotaciones de las socas (se cosecha desde otoño hasta mediados de primavera) son las más expuestas a este efecto en la zona cañera tucumana, porque se dan con déficit hídrico en el suelo. Esto se observa en series hídricas históricas del área cañera central de Tucumán, que entre septiembre y diciembre acumula un déficit hídrico superior a los 220 mm (Figura 1). mailto:macorrea@correo.inta.gov.ar Semiárido: un desafío para la Ciencia Semiárido: un desafío para la Ciencia del Suelodel Suelo 13 al 16 de mayo de 200813 al 16 de mayo de 2008 Potrero de los Potrero de los FunesFunes (SL), Argentina(SL), Argentina Figura 1: Balance hídrico en la región cañera central de Tucumán En zonas húmedas y sub-húmedas, como en Tucumán, hay respuesta al riego complementario cuando las demandas superan al aporte de agua. El agua es un recurso vital para el hombre y “la agricultura es la actividad humana que consume más del 60% del total de agua disponible hoy” por lo tanto hay que usar eficientemente el recurso (Barth, 1999). La caña de azúcar se puede regar superficialmente por surcos, por aspersión o por goteo. El riego por surcos es el más difundido en las zonas productoras, y predomina en la provincia de Tucumán con 12-15% del área cultivada. El riego por goteo aprovecha eficientemente el agua, porque la aplicación lenta y frecuente mantiene un nivel óptimo de humedad para el desarrollo del cultivo. Estos riegos evitan la pérdida de humedad superficial, permiten el desarrollo de raíces cerca de la superficie del suelo; y logran alta eficiencia en el uso de fertilizantes, porque se aplican según demanda del cultivo (Jones et al 1999). Hay numerosas experiencias de riego por goteo en zonas cañeras como Hawai, donde más del 60% de la caña se riega por este sistema. Se observaron ventajas comparativas respecto al riego superficial, en producción de caña y azúcar, con una inversión no muy alta. En experiencias realizadas desde 1979 a 1984, Bui y Kinoshita (1985) y Young (1985), reportaron incrementos en la producción de caña del orden de 22% y de azúcar del 26%. Australia y Sudáfrica también están implementando el sistema de riego localizado, los mayores rendimientos físicos de caña son del 20% y se incrementa la eficiencia del uso de agua en un 40% (Jones et al, 1999). De los nutrientes necesarios para un crecimiento y desarrollo adecuado de la caña de azúcar, el más importante en cuanto a respuesta del cultivo es el nitrógeno. La caña es el cultivo de mayor consumo por unidad de superficie de fertilizantes nitrogenados en el país. En Tucumán, la urea es el fertilizante de mayor uso en el área cañera, estimándose aplicaciones anuales cercanas a 30.000 toneladas en unas 220.000 has. La bibliografía menciona que es posible obtener aumentos promedios de entre 100 y 150 kg caña por kg de N aplicado (Orlando, 1996). En Tucumán se fertiliza con N, en secano la dosis económica fluctúa entre los 90-100 kg N/ha, y se realiza inmediatamente después de las primeras lluvias de primavera. Esta práctica sigue un poco el patrón que cita Malavolta (1994) sobre la demanda de nutrientes que tienen las socas: K>N>Ca>Mg>S>P y del pull que se exporta por cosecha: N=K>Ca>Mg>S>P. Para evaluar la respuesta al fertirriego nitrogenado subsuperficial en caña se planteó un ensayo en la EEA Famaillá. El fraccionamiento de la dosis respondió a que la utilización del N sería mayor colocando pequeñas cantidades según lo requiriera el cultivo con cada riego. Semiárido: un desafío para la Ciencia Semiárido: un desafío para la Ciencia del Suelodel Suelo 13 al 16 de mayo de 200813 al 16 de mayo de 2008 Potrero de los Potrero de los FunesFunes (SL), Argentina(SL), Argentina MATERIALES Y MÉTODOS Los días 17 y 18 de Setiembre de 1996 se implantó el ensayo en la EEA Famaillá para evaluar la respuesta fertirrigación nitrogenada subsuperficial en caña de azúcar. El lote venía de cultivo de caña, el suelo es un Argiudol acuico profundo, con material original aluvional sobre loess y relieve normal a subnormal. Se condujo durante 8 campañas; el primer año como caña planta y 7 socas, en la localidad de Padilla, (Famaillá, Tucumán). La zona correspondea la llanura cañera central de la provincia, dentro de región agroecológica de la llanura deprimida. Previamente a realizar la plantación se hizo el análisis de las características iniciales de fertilidad del suelo. Este análisis se repitió anualmente antes de iniciar la fertilización y al final del ensayo. También se evaluó la calidad del agua de riego. Se usaron las variedades: Canal Point 65-357 (CP 65-367) la más difundida en la provincia y Famaillá 81-77 (Fam 81-77), material genético local. Se aplicaron 2 niveles de N: 100 (N1) y 155(N2) kg /ha, con urea como fuente; el testigo fue en secano y fertilizado con aplicación en suelo. Las aplicaciones semanales de fertirriego fueron desde comienzo de brotación hasta la segunda quincena de enero; con el 50 % de la dosis aplicada hasta fin de noviembre. Las cintas de riego se colocaron a 30 cm de profundidad debajo del surco de plantación (MS) y a 40 cm de profundidad cada trocha por medio (MT, una cinta regaba 2 surcos).Los goteros de flujo turbulento estaban espaciados 20 cm, y tenían un caudal de 1 litro/hora. La plantación se hizo colocando 3 cañas cruzadas con igual número de yemas, en surcos a 1,60 m entre sí. Por razones operativas del sistema de riego, la colocación de las cintas se hizo en franjas a la par del testigo sin riego. Los muestreos para evaluar el rendimiento (y los factores de rendimiento) se hicieron en bloques aleatorizados con 4 repeticiones, las parcelas fueron de 2 surcos (1.60 m entre sí) y de 20 m de largo. El riego se hizo reponiendo el consumo (EP), se controló la tensión de humedad de suelo mediante lectura de tensiómetros colocados a 30 y 60 cm. La tensión límite para regar fue 30cb a los 30 cm de profundidad. Al iniciar el ensayo se aplicaron concentraciones mínimas de H3PO4 para la lavar las cintas de goteo. Pero, a medida que aumentaba la extracción en las sucesivas socas, se decidió aplicar una dosis de P, en función al análisis de suelo, de 20 kg P2O5 /ha. En el cultivo se midieron factores de rendimiento: número de tallos/ha, peso, diámetro y longitud de tallos molibles; rendimiento cultural (caña/ha) y rendimiento sacarino (azúcar/ha). Se evaluó concentración foliar de N, K, P, Ca y Mg; y en las últimas socas se midió el contenido de N, P, K en jugo. El análisis estadístico se hizo a través de ANOVA factorial, utilizando SAS. El primer año el cultivo (caña planta), no se regó, debido a las altas precipitaciones, 1.600 mm (Registros EEA Famaillá) ocurridas desde plantación hasta fin de marzo. Tampoco se fertilizó la caña planta con N, siguiendo lo que menciona la bibliografía (Fogliata, 1995) en función a la textura y al nivel de N total que tenía el suelo. Las evaluaciones anuales de rendimiento se hicieron en la segunda quincena de julio y, las cosechas comerciales del lote (2 ha) en agosto - setiembre; salvo en una campaña 2002 que fue a fin de octubre lo que afectó el rendimiento de la campaña siguiente. Luego de la cosecha, en setiembre se iniciaban los riegos cuando comenzaba la brotación y una vez generalizada, comenzaba la fertirrigación nitrogenada. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Los resultados de fertilidad de suelos inicial y final del lote de ensayo se observan en la tabla 1: Semiárido: un desafío para la Ciencia Semiárido: un desafío para la Ciencia del Suelodel Suelo 13 al 16 de mayo de 200813 al 16 de mayo de 2008 Potrero de los Potrero de los FunesFunes (SL), Argentina(SL), Argentina Tabla 1: Fertilidad inicial y final del lote de ensayo Profundidad cm pH MO (%) N (%) P (mg kg) k (cmol kg) Textura 0-30 inicial 6.4 3.38 0.18 24 1,02 L 0-30 final 5,8 2,51 0,12 6,8 0,26 L 30-60 inicial 6.9 2.20 0.12 19 0.85 FL 30-60 final 6,4 0,90 0,05 7,3 0,30 FL La reacción del suelo (pH) disminuyó ello era esperable debido a las fuentes de fertilización usadas; en el mediano plazo tanto la urea como el ácido fosfórico, tienden a acidificar el suelo. Tanto el N como el P bajaron los niveles, a pesar de las fertilizaciones. Ambos cayeron en mayor medida en los tratamientos con cintas de goteo bajo de cada surco, que mientras duró el ensayo tuvieron las parcelas con mayores rendimientos. El potasio intercambiable también bajó respecto a los valores iniciales, llegando en la capa superficial a un nivel cercano al considerado límite para respuesta a la fertilización (0,25 cmol kg). Como no se hizo ninguna aplicación de potasio y las producciones promedios tanto de caña como de azúcar fueron altas, la demanda de K por parte de las socas para su crecimiento y desarrollo fue alta, lo mismo que la extracción de K que se hizo con cada tonelada de azúcar producido, esto es coincidente con las referencias que hace Malavolta, 1994. En 1997 se hizo la cosecha de la caña planta (primera cosecha después de la plantación), no se registraron diferencias estadísticamente significativas entre tratamientos de riego, las variaciones que ocurrieron se debieron al factor variedad. La producción de caña planta fue de 50.88 t/ha y la de azúcar de 6 t/ha. Desde la primera soca, en 1998 se manifestaron algunas diferencias entre tratamientos. Es normal que el cultivo de caña de azúcar vaya aumentando su producción cultural y sacarina según aumenta la edad de la soca. Bajo las condiciones de secano como se cultiva en Tucumán, la segunda y tercera soca son las de mayor producción; luego comienza a declinar el rendimiento y normalmente se hace la renovación del cañaveral al quinto o sexto año. En la tabla se observan los rendimientos de las socas jóvenes, los tratamientos se identifican con el nombre de la variedad, posición de manguera de goteo: MS manguera bajo cada surco; MT manguera en trocha y dosis de nitrógeno/ha: N1 (100 kg) y N2 (155kg) y testigo sin riego (fertilizado en suelo). . Semiárido: un desafío para la Ciencia Semiárido: un desafío para la Ciencia del Suelodel Suelo 13 al 16 de mayo de 200813 al 16 de mayo de 2008 Potrero de los Potrero de los FunesFunes (SL), Argentina(SL), Argentina Tabla 2: Rendimientos Cultural y Sacarino t/ha en las primeras socas 1º Soca 2º Soca 3º Soca Tratamientos Caña Azúcar Caña Azúcar Caña Azúcar CP 65-357 - MS N1 88,14 10,20 147,56 ** 15,70 97,13 10,65 CP-65357 - MS N2 81,24 9,55 148,29 ** 15,57 94,20 10,84 CP-65357 - MT N1 71,19 8,08 144,83** 15,18 96,17 10,36 CP-65357 - MT N2 57,04 6,66 133.07 * 13,84 94,14 10,20 FAM 81-77 MS N1 77,78 9,98 139,52 * 14,57 102,17 11,36 FAM 81-77 MS N2 80,39 9,40 142,60 ** 15,14 91,50 10,44 FAM 81-77 MT N1 88,98 9,74 141,86 14,39 94,25 10,37 FAM 81-77 MT N2 75,92 8,52 103,55 NS 10,37 103,62 11,49 FAM 81-77 Testigo 69,75 8,03 139,58 * 13,20 88,48 9,99 CP-65357 Testigo 63,37 7,35 145,32 ** 14,12 98,87 11,30 Diferencias altamente significativa ** y diferencias significativas * Las socas 2, 3 (jóvenes) y la 4 (ya considerada vieja) fueron las de mayores rendimientos de azúcar/ha del período que duró el ensayo, superiores al valor promedio de producción local. En la tabla se presentan los resultados de las socas viejas (socas 4, 5 y 6) y la soca 7 del año 2004 en que se levantó el ensayo. Semiárido: un desafío para la Ciencia Semiárido: un desafío para la Ciencia del Suelodel Suelo 13 al 16 de mayo de 200813 al 16 de mayo de 2008 Potrero de los Potrero de los FunesFunes (SL), Argentina(SL), Argentina Tabla 3: Rendimientos Cultural y Sacarino t/ha en socas intermedias y final 4º Soca 5º Soca 6º Soca 7º Soca Tratamientos Caña Azúcar Caña Azúcar Caña Azúcar Caña Azúcar CP 65-357 MS N1 103,93 12,21 97,59 10,93 74,35 8,81 97,57 10,98** CP-65357 MS N298,53 11,67 114,27 13,06 68,63 8,79 100,81 12,21** CP-65357 MT N1 90,99 10,81 72,55 8,98 68,42 8,09 98,91 11,62** CP-65357 MT N2 91,05 11,10 76,62 9,67 51,89 6,69 79,49 9,72* FAM 81-77MS N1 111,70 12,49 84,20 9,77 63,94 7,92 68,43 7,39 FAM 81-77 MS N2 96,32 10,95 76,42 8,92 75,41 8,51 90,94 10,21* FAM 81-77 MT N1 104,42 11,51 78,98 9,05 63,46 7,41 84,04 9,18* FAM 81-77 MT N2 90,34 12,27 52,38 6,54 49,72 5,78 68,31 7,76 FAM 81-77 Test. 90,26 10,28 79,37 9,66 65,75 8,01 78,83 8,00 CP-65357 Test. 98,04 12,54 79,59 9,73 61,95 8,04 86,91 8,41 Diferencias altamente significativas ** y diferencias significativas * En la quinta soca se observó una disminución de rendimientos, salvo en la variedad CP-65357 con mangueras bajo surco y la dosis mayor de N, que tuvo casi 2 toneladas más de azúcar/ha que en la campaña anterior. En cuanto al resultado productivo de la 6º soca, este fue el más bajo en relación a las otras cosechas, la razón de ello fue porque la soca 5 se cosechó tarde. El retraso en la cosecha incide en el rendimiento futuro, porque al aumentar la temperatura, comienza la brotación de los macollos que son cortados al momento de cosecha. Por este motivo el número de tallos molibles/ha fue menor y su peso individual también disminuyó. En la última soca cosechada (7), los rendimientos volvieron a aumentar, por lo que se podía esperar por lo menos una cosecha más. Al analizar los componentes del rendimiento, en algunos años hubo diferencias estadísticas y en otros no. En general el número de tallos molibles por hectárea y el peso inciden directamente en el rendimiento cultural (t caña/ha); esto explicaría parte del mayor rendimiento cultural de la variedad CP 65-357, que hacia el final del ensayo tuvo más número de tallos molibles. Los resultados mostraron que el rendimiento fabril es un factor que depende más del material genético, que del manejo agronómico. El diámetro de tallos fue el único parámetro que no mostró diferencias estadísticamente significativas a lo largo de la duración del ensayo. Las diferencias en rendimientos se lograron con las aplicaciones de riego y fertilización temprana en la primavera. Esto concuerda con lo expresado en un trabajo de Pedraza y Perera (2006), que indica que la primavera tiene una frecuencia media de lluvias de 27,8% del porcentaje anual total en la zona. Semiárido: un desafío para la Ciencia Semiárido: un desafío para la Ciencia del Suelodel Suelo 13 al 16 de mayo de 200813 al 16 de mayo de 2008 Potrero de los Potrero de los FunesFunes (SL), Argentina(SL), Argentina Los análisis foliares y de jugo que se hicieron en las últimas campañas, tuvieron resultados variables, sin marcar una tendencia muy definida. CONCLUSIONES - Al cabo de las 7 socas el rendimiento promedio de azúcar/ha para el tratamiento con cintas bajo los surcos fue de 11 t y en trocha 9 t. - La fertilización fraccionada permitió el eficiente uso del N aplicado, aunque el factor dosis de N solo, no tuvo diferencias estadísticas en el promedio de las 7 socas. - La “ganancia” de rendimientos se logró con riegos y fertilización tempranos en primavera. En años con alta precipitación no hubo diferencias entre tratamientos. - Si bien hay una alta inversión inicial, este sistema es recomendable para las zonas con menor precipitación, con suelos más pobres y, con limitaciones de agua en calidad y cantidad. Permite un uso más eficiente del agua, sin contaminación y/o degradación de acuiferos y mayor aprovechamiento de superficie cultivada BIBLIOGRAFÍA Barth, HK .1999. Sustainable and effective irrigation through a new subsoil irrigation system (SIS) – Agricultural water management – Vol. 40 Nº 2-3 (May 1999) 283-290. 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