Nutricion del cultivo de caña de azucar y uso eficiente de fertilizantes

Transcripción

1 Boletin técnico informativo octubre 2015 Nutricion del cultivo de caña de azucar y uso eficiente de fertilizantes Tabla de contenido Introducción 2 Boletín Técnico Informativo del sector de la caña de azúcar. Octubre 2015 Origen de los nutrientes 3 Suelo 4 Formas de los nutrimentos en el suelo 6 Nutrición del cultivo caña de azúcar 5 Elementos esenciales en el cultivo de la caña de azúcar 5 Enfoque integral y planificación de la fertilización 7 Análisis químico de las plantas 9 Tipos de fertilizantes 10 Biofertilizantes 10 Conclusiones 11 Bibliografía 11

2 Nutrición del cultivo de caña de azúcar y uso eficiente de fertilizantes Introducción La caña de azúcar es un cultivo altamente extractor de nutrientes del suelo y requiere considerables dosis de fertilización de macro y micronutrientes para suplir sus necesidades, debido a su elevada capacidad de producción de biomasa 1, que en peso fresco alcanza un valor cercano o superior a 100 t/ha (que significa entre 20 y 35 t/ha de materia seca), lo cual, asociado a la prolongada duración de su ciclo, implica una extracción de nutrientes del suelo de entre 800 a 1,500 kg/ha por año, sobresaliendo el potasio y silicio, seguidos de nitrógeno, fósforo y otros nutrientes (Velasco, 2014). La nutrición vegetal y la aplicación de fertilizantes en el cultivo de la caña de azúcar es un aspecto que no se ha abordado con la importancia debida; así, encontramos una misma dosis de fertilización y las mismas fuentes de fertilizantes en diferentes zonas de abasto de los ingenios y tipos de suelos. La poca disponibilidad o falta de algún micronutriente restringirá los procesos de crecimiento y producción. Desde el punto de vista agronómico, el agricultor puede realizar muchas actividades para maximizar el rendimiento de la caña que produce, y para ello, una nutrición adecuada es importante, pues la nutrición que fomenta el rendimiento de caña de azúcar, también mejorará el contenido de azúcar y su calidad. La mayoría de los nutrientes requeridos tienen una función específica para mejorar el rendimiento. El nitrógeno es importante para alta producción, estimula el crecimiento y su desarrollo, llevando a un macollaje más fuerte. El fósforo es particularmente importante para el desarrollo radicular, crecimiento temprano de brotes, incremento de la productividad temprana y la extensión de los entrenudos. El potasio, al igual que el nitrógeno, estimula un fuerte desarrollo de la caña, buena longitud de los entrenudos, mayor circunferencia y producción. Por otra parte, el magnesio, el azufre y el hierro, incrementan la actividad fotosintética manteniendo buen desarrollo para dar altos rendimientos; y el calcio, asegura plantas resistentes, protege la producción de raíces, tallo y hojas. 1 Tallos, follaje, cepa y raíces Av. Insurgentes Sur 489 Piso 12, Col. Hipódromo Condesa, Del. Cuauhtémoc, México, D. F, C.P , Tel.: (55) ext

3 Origen de los nutrientes Los lugares de donde se puede tener acceso a los nutrientes pueden ser los siguientes: Reservas naturales del suelo. Composición del suelo, elementos disponibles y cambiables (las arcillas y la materia orgánica son la fuente de reserva de los suelos por ser de naturaleza coloidal), y las condiciones meteorológicas. Fertilizantes minerales, una amplia gama de abonos simples y compuestos, micronutrientes quelatados y complejados; y en menor medida, los fertilizantes orgánicos (aminoácidos y hormonas). El agua de riego. Gran cantidad de agua circula por las plantas aportando principalmente elementos como: calcio, magnesio, potasio, nitratos, sulfatos y boro. Fuentes orgánicas. Descomposición y mineralización de residuos vegetales y animales del suelo. Estos pueden ser naturales (reciclaje) o incorporados. Lluvia. Especialmente nitrógeno. El agua de lluvia puede captar y llevar el nitrógeno atmosférico hacia la tierra e incorporarse al sistema sueloplanta. Microorganismos. Fijación biológica (nitrógeno), micorrizas (fósforo), reacciones óxido reductivas de los elementos (Domínguez, 1997).

4 Suelo El suelo es el medio natural que proporciona a las plantas el sostén físico, agua y nutrientes para su desarrollo. Sin embargo, con frecuencia estos nutrientes se encuentran en cantidades insuficientes, o bien están en proporción desbalanceada, lo cual evita que se obtengan los rendimientos máximos potenciales. En ocasiones también ocurre que un elemento se encuentra en el suelo, pero en forma tal que no es aprovechable; es decir, no puede ser absorbido por las raíces de las plantas. La caña de azúcar no exige ningún tipo específico de suelo y puede ser cultivada exitosamente en diversos tipos de éste, desde los arenosos a los franco-arcillosos y arcillosos, además de un ph que oscile entre 5.5 y 7.8 para su óptimo desarrollo. En ph extremo, el fósforo reacciona con iones como el calcio, hierro y aluminio, provocando su precipitación o fijación, lo que disminuye su disponibilidad (Mora, 2011). Las condiciones ideales de suelo para el cultivo de la caña de azúcar son: suelo bien drenado, sin problemas de salinidad, profundo, franco, con una densidad aparente de 1.1 a 1.2 g/cm3, con un adecuado equilibrio entre los poros de distintos tamaños, con porosidad total superior a 50%; una capa freática bajo los 1.5 a 2 m desde la superficie y una capacidad de retención de la humedad disponible de 15% o superior (15 cm por metro de profundidad del suelo), características que deben permanecer al menos en los primeros 50 cm del suelo, donde se localiza la mayor cantidad de raíces. Es preferible que los suelos sean fértiles, que no muestren problemas de deficiencia o desbalances minerales; sin embargo, si presentan niveles de fertilidad bajos, pero las características físicas son buenas, se puede solucionar agregando los nutrimentos requeridos (Subirós, 2000), de acuerdo a un análisis previo de donde se desea establecer o mantener el cultivo. Av. Insurgentes Sur 489 Piso 12, Col. Hipódromo Condesa, Del. Cuauhtémoc, México, D. F, C.P , Tel.: (55) ext

5 Formas de los nutrimentos en el suelo Los nutrientes se encuentran en el suelo en tres formas relacionadas con su grado de aprovechamiento: i) Formando parte de minerales primarios y secundarios o en complejos orgánicos, donde estas formas no son inmediatamente aprovechables, tal es el caso del potasio en los feldespatos y micas, así como el hierro en la pirita y el fósforo en las apatitas; ii) En formas aniónicas y catiónicas absorbidas al complejo coloidal orgánico o mineral del suelo, estas formas son intercambiables y se encuentran en equilibrio con la solución del suelo, además son directamente asimilables; y iii) Formas iónicas o moleculares pequeñas en solución, y por lo tanto, asimilables, por ejemplo moléculas de urea, cationes NH4, K+, Ca2+ y aniones NO3-, H2 PO4 - y SO4 2- (Havlin et al., 1999). Nutrición del cultivo caña de azúcar Se admiten tres formas de nutrición de plantas: a) Nutrición carbonada: a través de la incorporación y transformación del CO2 en carbohidratos en el proceso fotosintético, b) Nutrición mineral: a través de la absorción radicular de nutrientes en formas aniónicas y catiónicas simples, c) Nutrición hídrica, es la absorción de agua para la fotosíntesis y con ella la absorción de minerales (Domínguez, 1997). Existen tres mecanismos por los cuales un nutrimento puede penetrar a la planta: a) Intercepción: las raíces al crecer en el suelo, ocuparán espacios contiguos a los nutrimentos y estos podrán ser absorbidos sin ningún tipo de movimiento; b) Flujo de masas: el agua del suelo está en continuo movimiento y lleva nutrimentos disueltos. Cuando la planta absorba agua para reemplazar a la pérdida de la transpiración, se producirá también el flujo de nutrimentos; y, c) Difusión: se refiere al movimiento de nutrimentos de una solución de menor a mayor concentración. La velocidad de difusión de los nutrimentos depende del contenido de agua del suelo (Sundara, 1998).

6 Elementos esenciales en el cultivo de la caña de azúcar Los elementos esenciales son aquellos que tienen una función conocida dentro del metabolismo de la planta; en ausencia de éstos se presentan síntomas visuales por deficiencia, que pueden ser corregidos cuando son abastecidos en cantidades que requieren las plantas. No obstante, no son incluidos en la clasificación antes mostrada por ser obtenidos de la atmósfera o del agua, en el caso específico del H y del O. Para considerar esencial un nutrimento se deben tomar en cuenta tres criterios: i) La planta no puede completar su ciclo de vida en ausencia del elemento mineral; ii) La función de este elemento debe ser específica y no puede ser reemplazada por otro elemento; y iii) El elemento debe participar directamente en el metabolismo de la planta. De acuerdo con esta definición, los elementos minerales que tengan efectos indirectos en el crecimiento de las plantas no son considerados como esenciales. Los elementos que bloquean los efectos tóxicos de otros elementos y los que reemplazan a otros en funciones menores específicas como reguladores de la presión osmótica, no son esenciales; pero pueden ser considerados como elementos benéficos, entre los cuales se tiene al silicio (Si), sodio (Na), cobalto (Co), etc. (Hinsinger, 1998). EXTRACCIÓN DE NUTRIENTES DEL SUELO POR EL CULTIVO DE CAÑA DE AZÚCAR Nutrientes Cantidad extraída (kg/ha/año) Potasio Silicio Nitrógeno Fósforo Calcio Magnesio Azufre Fuente: Velasco V. J., 2014 Av. Insurgentes Sur 489 Piso 12, Col. Hipódromo Condesa, Del. Cuauhtémoc, México, D. F, C.P , Tel.: (55) ext

7 Enfoque integral y planificación de la fertilización El manejo nutricional es uno de los pilares fundamentales para optimizar el resultado de los sistemas de explotación de caña de azúcar. Sin embargo, a nivel de establecimiento agropecuario, la fertilización representa una tecnología más que debe ser integrada dentro del proceso de producción. Por ello, para que la utilización de esta herramienta impacte favorablemente en los resultados técnico-económicos del productor, es fundamental que exista un proceso de planificación y programación de la producción, dentro del cual se deberá definir un plan de fertilización. Determinación de un plan de fertilización El proceso de planificación de la fertilización se puede dividir en cinco etapas: 1. Muestreo y análisis de suelos El análisis de suelos es una práctica básica para determinar la fertilidad actual y potencial de cada zona. El objetivo de efectuar un análisis de suelos es determinar la oferta de nutrientes de la región en cuestión, para que junto con la extracción de nutrientes (demanda) se pueda efectuar un balance y establecer las cantidades a agregar como fertilizantes. El análisis químico de suelos es uno de los medios más rápidos y económicos que sirve de apoyo técnico para proporcionar recomendaciones de fertilizantes. La determinación de recomendaciones de fertilizantes y enmiendas de encalado en suelos ácidos incluye una serie de factores que pueden encontrarse en la nota Análisis de Suelo y agua del mes de julio de 2015 reportada por el CONADESUCA.

8 Tipo de análisis De acuerdo al ph del suelo se puede determinar qué tipo de elementos se deben incluir en el análisis. ph ácido: textura, materia orgánica, nitrógeno total, fósforo, potasio, calcio, magnesio, azufre y aluminio. ph alcalino: textura, materia orgánica, nitrógeno total, fósforo, potasio, calcio, magnesio, azufre, hierro, manganeso, boro, cobre y zinc (Salgado et al., 2003). 2. Diagnóstico de la fertilización El proceso de diagnóstico se efectúa analizando en forma integral los resultados provenientes del análisis de suelo en conjunto con las características de cada zona (rotación, cobertura de residuos, historial agrícola, aspectos físicos, etc.), y el clima local. Para esta etapa es importante disponer de información histórica propia de cada región y de ensayos realizados en el propio campo o eventualmente en la zona. De esta manera, es posible conocer si la información obtenida es representativa de las condiciones locales, y por ende, valiosa para considerarla dentro del manejo nutricional. 3. Diseño del plan de fertilización Una vez realizado el diagnóstico, es necesario armar un plan de fertilización ajustado a cada región. Este plan consiste en la definición de las cantidades y tipos de fertilizantes a aplicar, así como del momento y tecnología de aplicación para satisfacer las necesidades del cultivo. 4. Ejecución y monitoreo del plan de fertilización Este proceso se define como la implementación efectiva del plan definido. Sin duda, a medida que se va ejecutando el plan pueden surgir cuestiones no previstas que requieren del ajuste según el nuevo escenario; por ejemplo, lluvias menores a las previstas. 5. Evaluación y análisis de los resultados del plan de fertilización Una vez ejecutado el plan es necesario analizar y evaluar si la estrategia de fertilización utilizada funcionó y con qué grado de eficiencia. Para poder hacerlo, es necesario contar con algún testigo en donde se aplique la práctica tradicional o no se aplique fertilización. Av. Insurgentes Sur 489 Piso 12, Col. Hipódromo Condesa, Del. Cuauhtémoc, México, D. F, C.P , Tel.: (55) ext

9 Análisis químico de las plantas El análisis vegetal permite corregir las deficiencias y toxicidades causadas por algunos nutrimentos. Si nota que el cultivo presenta síntomas de deficiencias (clorosis, enanismo, etc.), lo más conveniente es realizar un análisis foliar para determinar la causa de los trastornos fisiológicos del cultivo. Los principales criterios para la interpretación de los análisis de tejidos vegetales son el nivel crítico de deficiencia y toxicidad, y los rangos de concentración (Salgado et al., 2003). Antes de realizar el muestreo se debe tomar en cuenta lo siguiente: Número de hojas.- Colectar 15 hojas en un recorrido en zig-zag por el predio, la parcela no debe ser mayor a 5 ha, para terrenos planos. Parte de la planta.- Tomar la tercera hoja en el collarín visible. De la hoja se toman 20 cm, eliminando la base y la punta. Posteriormente se elimina la nervadura central. El material vegetativo se guarda en una bolsa de papel perforada. Tiempo: 3-5 meses en plantillas y socas. Hora de muestreo.- Realizar el muestreo por la mañana, para llevarla al laboratorio el mismo día. Tipo de análisis.- Esto dependerá del objetivo del productor, pero los laboratorios pueden determinar: N, P, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, Mn, B, Mo. Tipos de fertilizantes Por definición, un fertilizante es cualquier material orgánico o inorgánico, natural o sintético, capaz de proporcionar a las plantas los elementos esenciales para su desarrollo. Por su origen los fertilizantes se clasifican en químicos y orgánicos (Salgado et al., 2003). Fertilizantes químicos.- También llamados fertilizantes inorgánicos o minerales; existen tres sustancias principales en la composición de los fertilizantes: el nitrógeno, el fósforo y el potasio; las proporciones en % de estos componentes en el fertilizante químico, están representados por la fórmula que acompaña a los fertilizantes. Esta fórmula consta de tres números separados por guiones, ejemplo: o etc., el primer número es la proporción de nitrógeno asimilable por la planta que contiene, el segundo la cantidad de fósforo y el tercero de potasio. Cuando los tres números tienen valor diferente de cero se dice que es un fertilizante completo. Aproximadamente 50% del aumento en el rendimiento de los cultivos de caña de azúcar, en todo el mundo, se debe a la utilización de fertilizantes químicos.

10 Fertilizantes orgánicos.- También conocidos como abonos orgánicos, que son producidos con materiales de origen vegetal o animal. Biofertilizantes Los biofertilizantes son productos a base de uno o más microorganismos no patógenos que, al ser inoculados a plantas, pueden vivir asociados o en simbiosis, incrementando el suministro, la disponibilidad y el acceso físico de nutrientes que favorecen mayor crecimiento (Barea et al., 2002). También se definen como fertilizantes orgánicos naturales que promueven la disponibilidad de nutrientes y contribuyen a proporcionárselos a las plantas y a mejorar la calidad del suelo, creando un entorno microbiológico natural (FAO, 2009). De manera similar, se menciona también que son una base de microorganismos que se desarrollan naturalmente en el suelo, se aíslan de él y, al inocularlos nuevamente en la rizósfera de la planta, incrementan sus poblaciones; asimismo, mediante su actividad biológica ponen a disposición de las plantas importantes nutrientes necesarios para el desarrollo del cultivo, así como sustancias promotoras de crecimiento, y contribuyen a la mineralización de la materia orgánica del suelo. Av. Insurgentes Sur 489 Piso 12, Col. Hipódromo Condesa, Del. Cuauhtémoc, México, D. F, C.P , Tel.: (55) ext

11 Conclusiones Una nutrición apropiada a la planta es fundamental para lograr altos rendimientos y calidad en la caña de azúcar. La generación de una dosis de fertilización precisa permite disminuir los costos de producción al aplicar únicamente el o los nutrientes que se encuentren en condiciones de deficiencia; por lo tanto, se evita también el deterioro ambiental, reflejándose positivamente en el ingreso del productor. Son varios los factores que limitan el rendimiento del cultivo; sin embargo, tienen que ser considerados para fijar la meta de rendimiento, ya que estos indican si hace falta o no aplicar productos fertilizantes. Bibliografía Barea J.M., Azc.n R., Azc.n-Aguilar C Mycorrhizosphere interactions to improve plant fitness and soil quality. Antonie Van Leeuwenhoek International Journal of General and Molecular Microbiology, 81(1-4): Domínguez, V.A Tratado de Fertilización. 3ra. Edición. Mundi Prensa. Madrid. 613 pág. FAO Glosario de biotecnología para la agricultura y la alimentación. org/docrep/004/y2775s/y2775s00.htm Havlin, L. J.; Beaton, D. J.; Tisdale, L.S.; y Nelson, L.W Soil fertility and fertilizers: an introduction to nutrient management. Prentice Hall. New Jersey USA. Hinsinger, P How do plant roots acquire mineral nutrients? Chemical processes involved in the rhizosphere. Adv. Agron. 64: Mora H. J., Recopilación bibliográfica para la nutrición del cultivo de caña de azúcar (Saccharum Spp.), Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Veracruzana, Salgado G. S., Bucio A. L., Riestra D. y Lagunes-Espinoza L. C Caña de azúcar: hacia un manejo sustentable. ISBN Campus Tabasco, Colegio de Postgraduados-Instituto para el Desarrollo de Sistemas de producción del Trópico Húmedo de Tabasco. Villahermosa, Tabasco. 384 pp. Subirós, R.F El cultivo de la caña de azúcar. EUNED. San José, Costa Rica. Sundara, B Sugarcane cultivation Vikas Pub. House: New Delhi. Velasco-Velasco, J. Los biofertilizantes y la producción de caña de azúcar (Saccharum Spp.), Campus Córdoba, Colegio de Postgraduados, México,