CONTENIDO I. EL CULTIVO DE LA CAÑA DE AZÚCAR... 4

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3 ANÁLISIS DE SUELOS Y FERTILIZACIÓN EN EL CULTIVO DE CAÑA DE AZUCAR CONTENIDO I. EL CULTIVO DE LA CAÑA DE AZÚCAR Extracción de nutrientes del cultivo de caña de azúcar Análisis foliar... 6 II. SÍNTOMAS DE DEFICIENCIA NUTRICIONAL EN LA CAÑA DE AZÚCAR Deficiencia de nitrógeno Deficiencia de fósforo Deficiencia de potasio Deficiencia de calcio ,5, Deficiencia de magnesio Deficiencia de azufre Deficiencia de hierro Deficiencia de cobre Deficiencia de zinc Deficiencia de manganeso Deficiencia de boro Deficiencia de molibdeno Deficiencia de silicio Toxicidad por aluminio Toxicidad por cloruros Toxicidad por sodio III. MUESTREO DE SUELOS IV. PASOS SUGERIDOS PARA EL MUESTREO DE SUELOS V. CONSIDERACIONES PARA EL MUESTREO VI. IMPORTANCIA DEL ANALISIS DE SUELOS PARA UNA BUENA APLICACIÓN DE ABONOS Importancia del análisis de suelos para una buena aplicación de abonos VII. NUTRIENTES MAYORES O MACROELEMENTOS Nitrógeno Fósforo Potasio VIII. LOS ABONOS O FERTILIZANTES Dosis de fertilización Cantidad de abonos a aplicar IX. METODOS EMPLEADOS EN LOS ANALISIS FISICO MECANICOS Y QUIMICOS DE LOS SUELOS X. EJERCICIO DE APLICACIÓN Nº 1 SOBRE CAÑA DE AZÚCAR XI. EJERCICIO DE APLICACIÓN Nº 2 SOBRE CAÑA DE AZÚCAR

4 Ing. Juan Miguel Guerrero Lázaro ANÁLISIS DE SUELO Y FERTILIZACIÓN EN CAÑA DE AZÚCAR I. EL CULTIVO DE LA CAÑA DE AZÚCAR (Saccharum officinarum L.) La caña de azúcar es una planta proveniente del sureste asiático. La expansión musulmana supuso la introducción de la planta en territorios donde hasta entonces no se cultivaba. Así llegó al continente europeo, más en concreto a la zona costera entre las ciudades de Málaga y Motril, siendo esta franja la única zona de Europa donde arraigó. Posteriormente los españoles llevaron la planta, primero a las islas Canarias, y luego a América. Así este cultivo se desarrolló en países como Cuba, Brasil, México, Perú, Ecuador, Colombia y Venezuela, que se encuentran entre los mayores productores de azúcar del mundo. El jugo de su tronco es la principal fuente de azúcar. Después de cosechar la caña, pasa bajo unas cuchillas desmenuzadoras, para luego pasar al trapiche. Este jugo es depurando por una serie de filtros; a continuación, se somete a un tratamiento clarificante y de ahí se coloca en depósitos de cocción al vacío, donde se concentra el jugo; por último, se cristaliza el azúcar del jugo. Una vez cristalizado el azúcar, se extrae el agua restante quedando así el azúcar blanco común que se conoce habitualmente. Diferentes microorganismos asociados a sus raíces pueden fijar el nitrógeno atmosférico, lo que permite su cultivo en muchas zonas sin aporte de abonos nitrogenados. 4

5 Botánica de la caña de azúcar Fenología de la caña de azúcar 1.1. Extracción de nutrientes del cultivo de caña de azúcar Para poder saber las cantidades de elementos nutrientes que extrae el cultivo de la caña de azúcar, es importante tener en consideración los niveles nutricionales que posee el suelo, y luego de ello, conocer el rendimiento que producirá el cultivo (el cual está en función directa con la variedad elegida, la densidad de la plantación, y el manejo agronómico que se brinda al cultivo). La restitución al suelo, de lo que le falta a este para obtener un buen rendimiento, se conoce como abonamiento o fertilización. 5

6 Por tanto, para tener una idea de la cantidad de nutrientes que son necesarios para obtener un rendimiento promedio de 125 toneladas de tallos de caña de azúcar/ha (el cual se considera como buen promedio), se brinda la secuencia de nutrientes, indicando desde aquellos que se han extraído en mayor cantidad hasta los de menor cantidad, lo cual no debe confundirse necesariamente con esencialidad. Así tenemos los nutrientes y las cantidades expresadas en Kg/ha: K (750 Kg)> N (625 Kg) > P (162 Kg)> Mg (112.5 Kg)> Ca (62.5 Kg)> S(50 Kg) Análisis foliar Un análisis foliar se justifica siempre y cuando se trate de plantas en plena producción, para poder establecer valores de comparación en las concentraciones que se toman como estándares. Así, si un valor está por debajo de los niveles considerados normales, este se considera deficiente, y de otro modo, si un valor se encuentra sobre los niveles considerados normales, se puede hablar de una posible toxicidad. Obviamente, esta información se debe manejar con cuidado debido a que se puede confundir con desbalances nutricionales, y presencia de plagas y enfermedades. Los valores que se muestran en el siguiente cuadro se consideran valores normales dentro del promedio de nutrientes. Valores críticos y rangos óptimos de nutrientes en análisis foliar de caña de azúcar Nutriente Unidad Valor crítico Rango óptimo Nitrógeno (N) % Fósforo (P) % Potasio (K) % Calcio (Ca) % Magnesio (Mg) % Azufre (S) % Silicio (Si) % 0.50 >0.70 Hierro (Fe) ppm Cobre (Cu) ppm Zinc (Zn) ppm Manganeso (Mn) ppm Boro (B) ppm Molibdeno (Mo) ppm

7 II. SÍNTOMAS DE DEFICIENCIA NUTRICIONAL EN LA CAÑA DE AZÚCAR 2.1. Deficiencia de nitrógeno Clorosis o amarillamiento en las hojas. Tabla para comparar deficiencia de N en las hojas Deficiencia de fósforo Antocianescencia en hojas y tallos de caña. 7

8 2.3. Deficiencia de potasio Manifestación de las hojas de abánico. Amarillamiento con síntomas severos de deficiencia de potasio en hojas de caña de azúcar. 8

9 2.4. Deficiencia de calcio 2,5, Deficiencia de magnesio Apariencia de ataque de roya, lo cual indica deficiencia de magnesio. 9

10 2.6. Deficiencia de azufre 2.7. Deficiencia de hierro Síntoma de deficiencia de Fe en hojas jóvenes. 10

11 2.8. Deficiencia de cobre 2.9. Deficiencia de zinc 11

12 2.10. Deficiencia de manganeso Deficiencia de boro 12

13 2.12. Deficiencia de molibdeno Deficiencia de silicio 13

14 2.14. Toxicidad por aluminio Síntoma de toxicidad de aluminio en raíces de caña de azúcar Toxicidad por cloruros Síntomas en raíces de caña de azúcar Toxicidad por sodio 14

15 SUELO + AGUA (Solución suelo) III. MUESTREO DE SUELOS Los suelos constituyen el principal factor del desarrollo de las sociedades humanas puesto que proporcionen los alimentos vía la producción de los cultivos. Sin embargo y hablando en términos agrícolas se entiende tanto al suelo como al agua como un binomio y ya no en forma individual. El suelo es el medio y soporte natural sobre el cual se desarrollan las plantas, las cuales extraen del mismo los nutrientes necesarios para su desarrollo. NUTRICIÓN DE PLANTAS DESARROLLO DE LAS PLANTAS (FENOLOGÍA) ABONAMIENTO: RESTITUCIÓN DE NUTRIENTES EXTRAÍDOS PRODUCCIÓN DE LAS PLANTAS (PRODUCTIVIDAD) Esquema a seguir para optimizar una producción agrícola MUESTREO DE SUELOS Y AGUA PROCESAMIENTO ANÁLISIS INTERPRETACIÓN RECOMENDACIONES (APLICACIÓN DE FERTILIZANTES O ENMIENDAS) 15

16 IV. PASOS SUGERIDOS PARA EL MUESTREO DE SUELOS Selección de áreas homogéneas. Recorrido en zig-zag en las áreas homogéneas. Herramientas usuales empleadas en el muestreo de suelos. 16

17 Esquema que indica la profundidad y la forma de extraer la muestra individual. Procedimiento para obtener la muestra compuesta, después de reunir varias muestras individuales. Información adicional que debe acompañar a la muestra compuesta. 17

18 V. CONSIDERACIONES PARA EL MUESTREO Limpiar la superficie del terreno. Las sub-muestras deben tener el mismo volumen y sacarse a la misma profundidad. No muestrear zonas alteradas. Muestrear la capa arable, que considera en promedio 30 cm de profundidad. Codificar e identificar cada muestra compuesta. Esquema que muestra la forma en la cual se encuentran los elementos nutrientes en el suelo DOBLE CAPA DIFUSA Na + Ca 2+ NH 4 + COMPLEJO ARCILLO HÚMICO O MICELA Na + Ca 2+ Na + NH 4 + Ca 2+ Cu 2+ Ca 2+ Ca 2+ Na + NO 3 - Cl - K + K + K + Mg 2+ Mg 2+ Mg 2+ Mg 2+ H + K + Al 3+ Al 3+ H + K + - NO 3 Mg 2+ - H 2 PO 4 H + H + K + Ca 2+ NH 4 + Fe 2+ Cl - Ca 2+ K + K + Ca 2+ MoO 4 2- H + Ca 2+ Ca 2+ K + Zn 2+ K + K + Mg 2+ - H 2 PO 4 Na + Ca 2+ Na + CATIONES ABSORBIDOS AL COMPLEJO DE CAMBIO CATIONES Y ANIONES EN LA SOLUCION SUELO Cuadro comparativo que clasifica a los suelos según su ph contenido de sales y sodio cambiable Suelo ph C.E. mmhos/cm % saturación Sodio Normal <4 <15 Ácido <6.5 <4 <15 Salino <8.5 >4 <15 Salino-sódico >8.5 >4 >15 Sódico >8.5 <4 >15 18

19 VI. IMPORTANCIA DEL ANALISIS DE SUELOS PARA UNA BUENA APLICACIÓN DE ABONOS Ejemplos: - Estudios de suelos con miras de clasificación taxonómica. - Estudios de suelos con fines de clasificación técnica. - Incorporación de áreas nuevas para el cultivo mediante proyectos de irrigación y/o colonización. - Reconocimiento y mapeo de suelo para la evaluación de problemas especiales Importancia del análisis de suelos para una buena aplicación de abonos Cambios en el tipo de explotación agrícola, ejemplo de cultivos de algodonero a frutales o viceversa. - Establecimiento de un programa de fertilización. - Caracterización del suelo en la instalación de ensayos experimentales. - Valorización de tierras así como para determinar su calidad agrícola. VII. NUTRIENTES MAYORES O MACROELEMENTOS 7.1. Nitrógeno Formas de ser absorbido por la planta - El nitrógeno se absorbe principalmente como NO 3 y una mínima cantidad como NH + 4. Las plantas pueden utilizar ambas formas, aunque algunas presenten una ligera preferencia por una u otra. Que el consumo del nitrógeno sea principalmente como amonio o nitrato depende principalmente del medio que condiciona la existencia relativa de ambos. Ejemplo: El arroz, que consume casi todo su nitrógeno como amonio. 19

20 7.2. Fósforo Principalmente se absorbe como H 2 PO 4 - seguidamente del HPO Funciones fundamentales del Fósforo en las plantas El fósforo inorgánico absorbido es transformado parcialmente en las raíces en forma orgánica. El fósforo tiene una importante función en el metabolismo de las plantas. El Fósforo interviene: En el desarrollo de la planta acumulándose en los tejidos meristemáticos. En el brotamiento de la planta, por su influencia en la formación de yemas. En la floración y fructificación, en la formación de semillas, etc Potasio Se absorbe por la planta como K +. Distribución y forma en que se encuentra en la planta Su función más que plásmica, es metabólica, catalítica. La mayor parte del potasio total se encuentra en el jugo celular: Se considera que durante el día se une, en forma poco estable, con algunos compuestos orgánicos que intervienen en el metabolismo del vegetal. Por la noche estos compuestos dejan de funcionar liberando el potasio. Al distribuirse en la planta el potasio tiende, principalmente, a dirigirse hacia las hojas metabólicamente activas y hacia los tejidos meristemáticos. 20

21 Bajo condiciones normales las hojas jóvenes son más ricas en este elemento que las viejas; con el calcio sucede lo contrario. VIII. LOS ABONOS O FERTILIZANTES Los fertilizantes aumentan la fertilidad de los suelos y proporcionan un medio para mantener niveles adecuados de fertilidad en los suelos. Reemplazan los elementos nutritivos extraídos por las cosechas y pérdidas por percolación o lavaje, fijación entre otros. Se constituyen así en insumos agrícolas que permiten un uso adecuado para alcanzar rendimientos unitarios elevados de los cultivos en corto plazo. Nutrientes inorgánicos Nutrientes Forma iónica Nitrógeno NO - + 3, NH 4 Fósforo H 2 PO - 2-4, HPO 4 Potasio K + Calcio Ca 2+ Magnesio Mg 2+ Azufre 2- SO 4 Hierro Fe 2+, Fe 3+ Manganeso Mn 2+ Boro BO = 3, B 4 0 = 7, H 3 BO 3 Cinc Zn 2+ Cobre Cu 2+ Molibdeno MoO 4 2- Cloro Cl - 21

22 Fertilizantes más comunes indicando las concentraciones de los elementos que poseen Fertilizantes N % P 2 O 5 % K 2 O % MgO % S % Urea 46 Nitrato de amonio 33 3 Sulfato de amonio Fosfato diamónico Fosfato monoamónico Superfosfato triple 46 Cloruro de potasio 60 Sulfato de potasio Nitrato de potasio Compatibilidad para mezclas químicas de los fertilizantes NITRATO POTASIO C NITRATO AMONIO C C NITRATO CALCIO C C* C* UREA C C I C SULFATO AMONIO C C I C C FOSFATO DIAMONICO C C I C C C FOSFATO MONOAMONICO C C I C C C C ACIDO FORFORICO C C I C C C C C UREA-FOSFATO C C I C C C C C C SULFATO POTASIO C C C C C C C C C C CLORURO POTASIO C C I C C I** C C C C C SULFATO MAGNESIO C C C C C C C C C C C C ACIDO BORICO C C I C C C C C C C C C C FOSFATO MONOPOTASICO C C C C C C C C C C C C C C MOLIBDATO DE SODIO C C C C C C C C C C C C C C C EDTA C C C C C C C C C C C C C C C C EDDHA I INCOMPATIBLE C COMPATIBLE C* Compatible en una situación, pero incompatible en producción de NPK solubles I** Incompatible por su alto ph; si se agrega ácido nítrico o fosfórico, es compatible 22

23 Cuadro que indica los valores de nutrientes promedio de diferentes fuentes naturales u orgánicas Fuente N % P 2 O 5 % K 2 O % MgO % CaO % Guano de islas Guano de vacuno Gallinaza Guano de ovino Estiércol de cuy Compost Dosis de fertilización Para determinar la dosis de fertilización se debe tener en consideración lo siguiente: El nivel de nutrientes que posee el suelo agrícola (fertilidad actual). La cantidad de nutrientes extraídos por las plantas hasta completar su ciclo fenológico comercial. Eficiencia de las fuentes del fertilizante o la fracción que de él pueda aprovechar el cultivo en una campaña agrícola. Eficiencia de la aplicación del agua de riego. 23

24 8.2. Cantidad de abonos a aplicar Entonces se puede determinar la cantidad del elemento como fertilizante que debe aplicarse al cultivo para una campaña agrícola. Generalmente las cantidades de elementos mayores (N, P 2 O 5, K 2 O, CaO, MgO, S) se expresan en kg/ha. IX. METODOS EMPLEADOS EN LOS ANALISIS FISICO MECANICOS Y QUIMICOS DE LOS SUELOS 1. ph: Método potenciométrico (Relación suelo : agua de 1 : 1) 2. Conductividad eléctrica: Método conductivimétrico (Relación suelo:agua de 1:1) 3. Calcáreo (CaCO 3 ): Método gasovolumétrico 4. Materia orgánica: Método del dicromato de potasio o de Walkley y Black. 5. Fosforo disponible: Método de Olsen modificado (Bicarbonato de sodio 0.5 N a ph 8.5) 6. Potasio disponible: Método del acetato de amonio 1 N a ph 7.0 y lectura por espectrofotometria de absorción atómica 7. Determinación de la textura (arena, limo y arcilla): Método del hidrómetro de Boyoucos 8. Capacidad de Intercambio Cationico: Método del acetato de amonio 1 N a ph 7.0 y destilación del amonio 9. Cationes cambiables (Ca, Mg, K, Na): Método del acetato de amonio 1 N a ph 7.0 y lectura por espectrofotometria de absorción atómica 24

25 10. Aluminio + hidrogeno cambiables: Método de Yuan (Extracción con cloruro de potasio 1 N) Escalas adoptadas para la interpretación de suelos Reacción del suelo Término descriptivo Extremadamente ácida Muy fuertemente ácida Fuertemente ácida Moderadamente ácida Ligeramente ácida Neutro Ligeramente alcalina Moderadamente alcalina Fuertemente alcalina Muy fuertemente alcalina ph Rango Menor de Mayor de 9.0 TEXTURA TÉRMINOS GENERALES CLASE TEXTURAL SUELOS TEXTURAS ARENOSOS Gruesa Arena Arena franca Moderadamente gruesa Franco arenosa gruesa Franco arenosa Franco arenosa fina Media Franco arenosa muy FRANCOS fina Franca Franco limosa Moderadamente fina 25 Limo Franco arcillosa Franco arcillo arenosa Franco arcillo limosa ARCILLOSOS Fina Arcillo arenosa Arcillo limosa Arcilla

26 Bajo Medio Alto Bajo Medio Alto Bajo Medio Alto MATERIA ORGÁNICA NIVEL % Menor de Mayor de 4 FOSFORO DISPONIBLE NIVEL Mg/kg de P Menor de Mayor de 14 POTASIO DISPONIBLE NIVEL Mg/kg de P Menor de Mayor de 240 PROFUNDIDAD EFECTIVA TÉRMINO DESCRIPTIVO RANGO (cm) Muy superficial Menos de 25 Superficial Moderadamente profundo Profundo Muy profundo Mayor de 150 Muy bajo Bajo Medio Alto Muy alto CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIÓNICO (meq/100g) Menos de Mayor de 40 26

27 X. EJERCICIO DE APLICACIÓN Nº 1 SOBRE CAÑA DE AZÚCAR Se dispone de análisis de un suelo de la localidad de Virú Parámetro Unidades Valores ph (1:1) 7.90 C.E. (1:1) ds/m 0.84 CaCO 3 % 2.40 M.O. % 0.24 P ppm 10.1 K ppm 777 Arena % 78 Limo % 18 Arcilla % 4 Clase textural CIC meq/100g 4.80 Ca 2+ meq/100g 1.58 Mg 2+ meq/100g 0.82 K + meq/100g 1.06 Na + meq/100g 1.34 Al 3+ +H + meq/100g 0.00 Arena franca Comenzaremos a transformar los valores de M.O., P, y K en unidades de N, P 2 O 5, y K 2 O Así tenemos: M.O.% = 0.24 x 20 = 4.80 Kg/ N mineral/ha/año Pppm = 10.1 x 4.6 = Kg P 2 O 5 /ha Kppm = 777 x 2.4 = Kg K 2 O/ha 27

28 Y teniendo en cuenta los requerimientos del cultivo para producir 125 toneladas de tallos de caña, obtenemos (en las mismas unidades) N = 625 Kg/ha P 2 O 5 = Kg/ha K 2 O = 900 Kg/ha Establecemos una diferencia entre lo que requiere el cultivo y lo que tiene el suelo, obteniendo N = = Kg N/ha (requiere agregar) P 2 O 5 = = Kg P 2 O 5 /ha (requiere agregar) K 2 O = = Kg K 2 O/ha (aparentemente no requiere) Entonces se opta por lo siguiente: N = Aplicar lo que requiere el cultivo, es decir Kg N/ha, empleando como fuente de abonamiento el fertilizante urea (46 % de N), esto es 620.2/0.46= Kg urea/ha/año. P 2 O 5 = Aplicar los Kg P 2 O 5 /ha que requiere el cultivo, empleando como fuente de abonamiento el fertilizante fosfato diamónico (46 % de P 2 O 5 ), esto es /0.46= 709 Kg P 2 O 5 /ha/año*. K 2 O = Aplicar 1/3 de lo que posee el suelo, es decir 300 Kg K 2 O /ha, empleando como fuente de abonamiento el fertilizante cloruro de potasio (60 % de K 2 O), esto es 300/0.60= 500 Kg cloruro de potasio/ha/año. 28

29 XI. EJERCICIO DE APLICACIÓN Nº 2 SOBRE CAÑA DE AZÚCAR Se dispone de análisis de un suelo de la localidad de San Jacinto Parámetro Unidades Valores ph (1:1) 7.86 C.E. (1:1) ds/m 2.31 CaCO 3 % 0.00 M.O. % 0.23 P ppm 21.8 K ppm 632 Arena % 92 Limo % 6 Arcilla % 2 Clase textural Arena CIC meq/100g 3.20 Ca 2+ meq/100g 2.20 Mg 2+ meq/100g 0.27 K + meq/100g 0.64 Na + meq/100g 0.08 Al 3+ +H + meq/100g 0.00 Comenzaremos a transformar los valores de M.O., P, y K en unidades de N, P 2 O 5, y K 2 O Así tenemos: M.O.% = 0.23 x 20 = 4.60 Kg/ N mineral/ha /año Pppm = 21.8 x 4.6 = Kg P 2 O 5 /ha Kppm = 632 x 2.4 = Kg K 2 O/ha Y teniendo en cuenta los requerimientos del cultivo para producir 125 toneladas de tallos de caña, obtenemos (en las mismas unidades) 29

30 N = 625 Kg/ha P 2 O 5 = Kg/ha K 2 O = 900 Kg/ha Establecemos una diferencia entre lo que requiere el cultivo y lo que tiene el suelo, obteniendo N = = Kg N/ha (requiere agregar) P 2 O 5 = = Kg P 2 O 5 /ha (requiere agregar) K 2 O = = Kg K 2 O/ha (aparentemente no requiere) Entonces se opta por lo siguiente: N = Aplicar lo que requiere el cultivo, es decir Kg N/ha, empleando como fuente de abonamiento el fertilizante urea (46 % de N), esto es 620.4/0.46= Kg urea/ha/año. P 2 O 5 = Aplicar los Kg P 2 O 5 /ha que requiere el cultivo, empleando como fuente de abonamiento el fertilizante fosfato diamónico (46 % de P 2 O 5 ), esto es /0.46= 592 Kg P 2 O 5 /ha/año*. K 2 O = Aplicar 1/3 de lo que posee el suelo, es decir Kg K 2 O /ha, empleando como fuente de abonamiento el fertilizante cloruro de potasio (60 % de K 2 O), esto es 205.6/0.60= Kg cloruro de potasio/ha/año. 30

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