El Manejo del Suelo y el Empleo del Potasio en la Agroindustria Azucarera de Costa Rica

Transcripción

1 El Manejo del Suelo y el Empleo del Potasio en la Agroindustria Azucarera de Costa Rica Ing. Agr. Marco Chaves Solera, MSc. LAICA-DIECA COSTA RICA El Salvador Marzo 21 1

2 Factores Fundamentales de Productividad Suelo Variedad Semilla Preparación del Suelo Riego NUTRICIÓN FERTILIZACIÓN 2

3 Filadelfia Guapiles Zonas Cañeras de Costa Rica La Cruz Los Chiles Upala LIBERIA San Rafael Bagaces Cañas Tilarán Embalse Arenal Puerto Viejo Juntas C. Quesada Santa Cruz Zarcero Guacimo Nicoya Hojancha Carmona PUNTARENAS Miramar Esparza San Ramon Orotina San Pablo ALAJUELAHEREDIA Atenas Santiago SAN JOSE Desamparados CARTAGO Turrialba Siquirres Matina LIMON S.Ignacio Jaco San Pablo Sta.Maria Bribri Parrita Quepos San Isidro Buenos Aires Cortes San Vito Golfito Neily ÁREAS PRODUCTORAS MUY BIEN DEFINIDAS Y DELIMITADAS POR REQUERIMIENTOS ECOFISIOLÓGICOS Y FISIOGRAFICOS Extensión n Aproximada de los Ordenes de Suelos en Costa Rica. ORDEN INCEPTISOLES ULTISOLES ANDISOLES ENTISOLES ALFISOLES VERTISOLES MOLISOLES HISTOSOLES ESPODOSOLES TOTAL (9) Km % 38,7 2,8 14,5 12,3 9,6 1,5 1,4 1,,2 1 Fuente: : MATA, R Los Órdenes de Suelos de Costa Rica. Taller de Erosión. Memoria. MADE, UNA. 3

4 Órdenes de Suelo Dominantes en Cultivo de la Caña a de Azúcar en Costa Rica INCEPTISOL ULTISOL ANDISOL VERTISOL MOLLISOL ENTISOL 4

5 INCEPTISOLES ALTOS RENDIMIENTOS BUEN BALANCE 5

6 ULTISOLES METEORIZADOS E INFERTILES ULTISOL MANEJO PREVENTIVO Y CORRECTIVO 6

7 ANDISOLES LIMITADOS Y PRODUCTIVOS MANEJO CORRECTIVO 7

8 MEJORES RENDIMIENTOS AGROINDUSTRIALES INTEGRALES DEL PAÍS 8

9 VERTISOLES SERIAS LIMITACIONES MANEJO ESPECÍFICO 9

10 TOPOGRAFÍA A VARIABLE ( - 4%) CONDICIONES DE PRODUCCIÓN N MUY VARIABLES ALTITUD msnm SECTOR SENSIBLE A IMPACTOS PREVALECEN Y COEXISTEN SECTORES PRODUCTIVOS SOCIAL Y PRODUCTIVAMENTE SENSIBLES Y DIFERENCIADOS 1

11 CULTIVOS ASOCIADOS Y CONSOCIADOS DEMANDAS TECNOLÓGICAS DIFERENTES COEXISTEN SISTEMAS PRODUCTIVOS DIFERENCIADOS CAMPESINA INTENSIVA USO INSUMOS BIOLÓGICA COMPETITIVA COMPETENCIAS 11

12 Área Sembrada (has) con Caña de Azúcar en Costa Rica Según Piso Altitudinal (msnm) Censo Cañero 27. Piso Altitudinal (msnm) Total Área Sembrada (has) 44.64,1 6.59,1 2.83, , Porcentaje 83,44 11,32 5,24 1 AGRICULTURA DE LADERA 12

13 MANEJO PLANTACIÓN EN LADERA MINIMA LABRANZA 13

14 FACTORES QUE INFLUENCIAN LA FERTILIDAD DEL SUELO Inflitración del agua estructura del suelo Vida activa en el suelo Contenido de materia orgánica Profundidad explotable Minerales Acidez (ph) Retención Agua Suficiente drenaje Liberación de Nutrimentos Roca Madre Agua subterranea Ca, K, Mg 14

15 SIEMBRA EN CONTORNO DISTRIBUCIÓN DE CULTIVOS MANEJO DEL SUELO BARRERAS VIVAS CANAL DE DESVIACION 15

16 SIEMBRA EN CONTORNO Raízes superficiais Perfilho primário Perfilho secundário Raízes do perfilho Perfilho secundário Colmo Profundidade do solo (m) Raízes de suporte Raízes cordão Raízes do colmo Distância do centro da touceira (m) Bom desenvolvimento na cana planta e eficiência na absorção Projeto DESARROLLO Cana perene SISTEMA de H 2 O e nutrientes DE RAÍCES 16

17 Sistema Suelo - Planta Fase Sólida Solución (acuosa) Raíz Sección Aérea 17

18 18

19 19

20 94,2% = 9.62 has 1,2% = 119 has Gravedad Aspersión MÉTODOS PRINCIPALES DE RIEGO 27 = has,3% = 3 has 4,3% = 44 has Goteo Ventanas 2

21 DEMANDA DE NUTRIMENTOS POR LA CAÑA A DE AZÚCAR RANGO Y PROMEDIO MUNDIAL DE EXTRACCIÓN DE MACRONUTRIMENTOS POR LA CAÑA DE AZÚCAR. NUTRIMENTO N * P K Ca Mg S Si N REPORTES RANGO,44 2,24,6,7,27 4,1,12 1,1,1,5,12,58 - AMPLITUD 1,8,64 3,83,98,4,46 * En kg/tm de caña. Sólo incluye tallos, no sección foliar y raíces. - PROMEDIO,93 -,27 (,62) 1,65 (1,98),34 (,48),25 (,41),29 (,87),93 (1,99) 21

22 2,5 EXTRACCIÓN DE NUTRIMENTOS CAÑA DE AZÚCAR. - PROMEDIO MUNDIAL - MACRONUTRIMENTOS 2 1,98 1,99 1,5 Kg/TM 1,93,87,5,62,48,41 N P2O5 K2O CaO MgO SO4 SiO4 RANGO Y PROMEDIO MUNDIAL DE EXTRACCIÓN DE MICRONUTRIMENTOS POR LA CAÑA DE AZÚCAR. NUTRIMENTO N REPORTES RANGO AMPLITUD PROMEDIO Fe * Mn ,6 Zn 19 2,3-9 6,7 4,39 B 19,4 2,52 2,48 1,69 Cu 22,5 27,12 27,7 6,52 Mo 2 - -,2 Al 1 - -,3 Na * En g/tm de caña. Sólo incluye tallos, no sección foliar y raíces. 22

23 45 4 EXTRACCIÓN DE NUTRIMENTOS CAÑA DE AZÚCAR - PROMEDIO MUNDIAL - 42 MICRONUTRIMENTOS g/tm ,6 6,5 4,4 6 1,7 Fe Mn Cu Zn B Na MODELOS DE EXTRACCIÓN NUTRICIONAL PREFERENCIAL DE LA CAÑA DE AZÚCAR K > N = Si > Ca > S > P > Mg Fe > Mn > Cu > Na > Zn > B > Al > Mo 23

24 Modelo Extracción Nutricional Alternativos K > N > Ca > P > Mg > S K > N > Ca > Mg P K > N > Mg > Ca > P K > N > S > Ca > Mg > p K > N > S > Mg > P > Ca Fe > Mn > Zn > B > Cu Fe > Mn > Zn > Cu > B NUTRIMENTO * K 2 O Ca O EXTRACCIÓN ESTIMADA (TEÓRICA) PROMEDIO kg / t N,97 77,6 388 P 2 O 5,64 51, ,5,52 1 Cosecha 164, 41,6 Kg / ha ** 5 Cosechas Mg O,51 4,8 24 SO 4,87 69,6 348 Si O 4 1,99 159,2 796 * Transformado de forma elemental a absorbible. ** Se estima una productividad promedio de 8 toneladas de caña/ha. 24

25 FUNCIÓN Y FUNCIONABILIDAD DE LOS NUTRIMENTOS PRINCIPALES VARIEDADES DE CAÑA A CULTIVADAS COMERCIALMENTE EN COSTA RICA N OTRAS TOTAL VARIEDAD NA CP CP B SP SP Q 96 SP B B H NCo 376 PINDAR 82 CLONES ÁREA (has) PORCENTAJE 17,2 13,5 1,6 8,7 6,1 4,6 3,9 3,6 2,8 2,8 2,2 2, 2, 2, % % 25

26 NUTRIMENTOS ESENCIALES C H O 6 MACRO 7 MICRO 3 PRIMARIOS 3 SECUNDARIOS N P K Ca Mg S Fe Zn B Cu Mn Mo Cl Si - Ni - Co EQUILIBRIO NUTRIMENTOS EN SISTEMA SUELO-PLANTA Nutrimentos Absorbidos por Plantas Nutrimentos en Fertilizantes Nutrimentos en el Suelo Nutrimentos Adsorbidos en el Suelo Nutrimentos Lixiviados 26

27 Disponibilidad de Nutrimentos Debe Ser: Disueltos en Agua (Solubles) En Cantidades Apropiadas y Equilibradas En el Momento y la Forma Apropiadas En la Forma Química Accesible y Disponible LEY DEL MÍNIMO FACTOR LIMITANTE -Liebig 27

28 PRINCIPIO DE LOS EQUILIBRIOS Y BALANCES NUTRICIONALES 28

29 FACTORES QUE DEFINEN LA EFICIENCIA - Características del Producto Fertilizante - Características Relacionadas con: EL CLIMA EL NUTRIMENTO LA FUENTE NUTRICIONAL EL SUELO EL MANEJO Principios Básicos de la Fertilización (1) 1) FERTILIZAR CON BASE EN UN MUESTREO (SUELO-FOLIAR) 2) FERTILIZAR SIN HUMEDAD ES INÚTIL 3) PRESTAR ATENCIÓN A TODOS LOS NUTRIMENTOS Y NO SÓLO A UNO (S) 4) APLICAR LO REQUERIDO EN LA CANTIDAD, MOMENTO Y FORMA RECOMENDADA 29

30 Principios Básicos de la Fertilización (2) 5) CONOCER LAS EXIGENCIAS PARTICULARES DEL CULTIVO 6) DEBEN ADECUARSE LAS CONDICIONES DEL SUELO (ENCALADO, LABOREO, M.O.).) 7) POR SÍ SOLA LA FERTILIZACIÓN NO RESUELVE TODO FUNCIONES K Activador Enzimático (+ 4) Ión (K + ) Principal Citoplasma Celular (Balance de Cargas) Regulación de las Relaciones Osmóticas Celulares Controla Turgencia de Células Especializadas (Estomas) Interviene en el Metabolismo de los Carbohidratos y la Formación del Almidón Insuficiencia Reduce Fotosíntesis, Respiración y Formación de Clorofila Favorece Tolerancia a Heladas, Sequía y Salinidad de Suelos. 3

31 FUNCIONES K Participa en Permeabilidad de la Membrana Celular Promueve Resistencia a Enfermedades Reduce el Volcamiento y la Defoliación Interviene en el Transporte Azúcares a Nivel de Floema Opera sobre el Transporte Carbohidratos Mejora la Calidad de Productos (Industrial, Nutritiva) Deficiencia Favorece Actividad Hidrolítica de la Invertasa generando + Azúcares Reductores Favorece Clarificación de Jugos en Ingenio Condiciones Generadoras de Problemas con Potasio en el Suelo. N Materiales Parentales Pobres en K SUELOS Viejos (Oxisoles, Ultisoles), Baja CICE, Muy Lavados (Alta Precipitación) Texturas Gruesas (Arenosos), Baja Capacidad de Retención Catiónica Ácidos con Abundancia de Al en Complejo de Cambio Bajo Contenido Arcillas 2:1 Fijadoras de K. Poca Retención Alto Contenido Arcillas 2:1 y Bajo K Total. Fijación Interlaminar Altas Concentraciones de Ca y Mg Genera Desbalances: Ca/K Mg/K Ricos en Alofana que Fijan K entre Intersticios Capacidad Almacenamiento K y Baja Humedad Retención entre Capas FUENTE: Bertsch (1998) 31

32 Propiedades del Nutrimento NITRÓGENO Se lixivia Se Volatiliza Se Denitrifica Se Fija Se Inmoviliza FÓSFORO Se Fija Se Precipita Se Inmoviliza POTASIO Se Lixivia Se Fija K se Pierde Lixiviación Régimen Alto de Precipitación Aplicar Dosis Altas Suelos de Texturas Arenosas Suelos con Buen Drenaje Suelos Ácidos y con Baja CICE Aplicación n de Fertilizantes N-NHN NH

33 K se Pierde Fijación Suelos con Arcillas 2:1 Ciclos Alternos Humedecimiento - Secado (Régimen Ústico) ÁMBITOS (%) DE EFICIENCIA DE LA FERTILIZACIÓN UTILIZADOS EN COSTA RICA EN GRUPOS DOMINANTES DE SUELO TIPO DE SUELO NUTRIMENTO VERTISOL VOLCÁNICO ROJO INCEPTISOLES N 5 65% 55 65% 5 55% 5 7% P 45 5% 3 35% 35 4% 4 5% K 6 65% 7 8% 6 7% 6 8% FUENTE: BERTCH (23) 33

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35 35

36 APROXIMACIÓN DEL CONTENIDO QUÍMICO DE LOS SUELOS CAÑEROS REGIÓN N ph cmol (+) / l Acid Ca Mg K P Cu µg / ml Zn Mn Fe S % MO GUANACASTE 159 6,4,16 19,6 6,5, ,6 PUNTARENAS 51 6,,19 9,85 3,64, ,8 VALLE CENTRAL 118 5,3,59 3,88 1,29, SAN CARLOS 317 5,4,46 6,4 2,71, ,6 TURRIALBA 145 5,1,91 4,77 1,36, ZONA SUR 14 4,9 1,7 1,75,96, PROMEDIO 894 5,5, ,67, ,7 FUENTE: CHAVES (1999) 36

37 CONTENIDO QUÍMICO EN SUELOS DE COSTA RICA REGIÓN MUESTRAS SATURACIÓN cmol (+)/l ug/ml (Nº) ph ACIDEZ (%) CICE Al P Fe Guanacaste 159 6,4,61 26,37,16 17,3 64 Esparza 51 5,8 3,46 8,7,3 9,9 65 Valle Central 118 5,3 9,39 6,28,59 8,4 +1 San Carlos 317 5,4 4,58 1,4,46 3,8 91 Turrialba 145 5,1 12,55 7,25,91 5,9 +1 Pérez Zeledón 14 4,9 36,64 4,64 1,7 4,9 +1 Promedio 5,48 6,54 1,55,69 8,37 +1 Total 894 RESPUESTA POTENCIAL NUTRIMENTOS SEGÚN REGIÓN PRODUCTORA REGIÓN GRADO DE RESPUESTA PREFERENCIAL CIRCUNSTANCIAL GUANACASTE PUNTARENAS VALLE CENTRAL SAN CARLOS TURRIALBA - JUAN VIÑAS ZONA SUR N -P-S-Zn N -P-K-S-Zn N -P-Ca-Mg N -P-S N -P-K-S-Zn N -P-K-Ca-Mg-B K -B-Mn -- K K - Ca Ca -Mg-B -- FUENTE: CHAVES (1996, 1999) 37

38 Ámbitos de Respuesta Nutricional (kg/ha) Alcanzados en Costa Rica REGIÓN Según Región Productora de Caña de Azúcar N PLANTA P 2 O 5 K 2 O N P 2 O 5 RETOÑO K 2 O MgO SO 4 t/ha CaCO 3 Pacífico Seco Valle Central ,5 Turrialba San Carlos ,5 ZONA SUR Regiones Altas ,5-2 Amplitud (Min - Max) FERTILIZACIÓN N COMERCIAL / INGENIO (GUANACASTE) - CAÑA A PLANTA - NUTRIMENTO Kg / ha N P 2 O 5 K 2 O S FÓRMULAS 1 154,5 83, NUTRÁN ,1-3,6-2,5-5,2 INGENIO A) Suelos Arcillosos B) Suelos Francos ,3 14,1-18,8 16,5 (49,5) UREA + NH 4 SO UREA VARIABILIDAD AMPLITUD , , ,8 PROMEDIO 135,4 94,6 58,2 15,2 (45,7) 38

39 FERTILIZACIÓN N COMERCIAL / INGENIO (GUANACASTE) - RETOÑOS OS - NUTRIMENTO Kg / ha N P 2 O 5 K 2 O S Zn , ,7 (68,1) 5,1-5,5 5,3 INGENIO 13,4-25,1 19,3 (57,9) UREA + FÓRMULAS NUTRÁN NH 4 SO 18,1-3,6-2,5-5,2 4 A) Suelos Arcillosos B) Suelos Francos UREA VARIABILIDAD AMPLITUD ,4 25,1 5,1-5,5 PROMEDIO 129, (63) 5,3 39

40 FERTILIZACION Y ENMIENDAS 4

41 Variedad: RB ULTISOL TESTIGO SOLO FERTILZANTE Peso Seco: 5,1 g CARBOAZUL 1 TM / ha + FERTILIZANTE Peso Seco: 9,4 g FERTILIZANTE + CARBOAZUL 15 Kg/ha P 2 O 5 1 TM/ha ANDISOL Peso Seco: 17,4 grs ULTISOL Peso Seco: 3,9 g 41

42 Evaluación de 5 Dosis Crecientes de K Sobre 2 Variedades Comerciales Caña Azúcar. Esparza, Puntarenas. Promedio 2 Cosechas Azúcar (t/ha) SP Q 99 Fertilización Base: 12 N y 15 P 2 O 5 Estudio Dosis Crecientes de Potasio. Grecia, Alajuela. Caña Planta. Variedad B Rto Indust. Caña (t/ha) Azúcar (t/ha) Prod Caña y Rto Ind TM Azúcar/ha Kg K 2 O/ha Fuente: Alpizar, López, Chaves (1984) Fert Base: 18 N 15 P 2 O 5 1 TM CaCO 3 Oxic dystrandept 42

43 Poduc Caña y Rend. Ind Estudio Dosis Crecientes de Potasio. Juan Viñas. Promedio 2 Cosechas. Variedad H Rto Indust. Caña (t/ha) Azúcar (t/ha) TM Azúcar/ha Fuente: Chaves, Salazar (1989) Kg K 2 O/ha Fertilización Base: 2 N y P 2 O 5 Inceptisol EVALUACIÓN DOSIS N-K EN JUAN VIÑAS. PROMEDIO 2 COSECHAS. VARIEDAD H N Dosis (kg / ha) N P 2 O 5 K 2 O Rendimiento Industrial (kg/t) Producción (t/ha) Caña Azúcar ,11 173, 2, ,37 184,1 21, ,45 172,8 19, ,74 192,9 22, ,22 191,7 22, ,11 198,6 24, ,46 214,6 25, ,41 211,3 23, ,65 155,7 17, ,4 223,6 26, ,9 29,2 25, ,91 192,4 22, ,62 27, 24, ,39 218,4 26, ,11 225, 27, ,6 192,2 22, , 192, 24, ,75 212,5 25,2 43

44 UN BUEN EQUILIBRIO ES IGUAL A UN BUEN RENDIMIENTO Caña (T/ha) Resultados Agroindustriales Estudio de Interacción N- K. Promedio de 3 Cosechas. Caña (TM) Azúcar (TM) Azúcar (T/ha) Tratamiento (Kg N - K 2 O /ha) 44

45 PRODUCCIÓN DE AZÚCAR (TM / ha) SEGÚN INTERACCIÓN N-K. PROMEDIO TRES COSECHAS. CAÑAS, GTE. Azúcar (TM/ha) Tratamiento (Kg de N K) INTERAC N-K VARIEDAD: SP Fraccionamiento NPK sobre Rendimiento de Caña. Promedio 4 Cosechas, Q 96. Cañas, Guanacaste. Caña Azúcar Producción (TM/ha) Siembra 1 Mes 2 Meses 2 P P P NPK P½NK ⅓NPK P ½K NK ½NK - ½NK ⅓NPK - ½K - ½NK - - ⅓NPK NK Programa de Fertilización 45

46 14 Producción n de Azúcar (t/ha) Promedio 2 Cosechas. Esparza, Puntarenas. 12 azúcar (T M/ha) Trat. Siembra 3 Días 6 Días 1 2 P 1/2 NK 1/2 K 3 P NK 4 P NK 5 P 1/2 NK 1/2 NK 6 PNK 7 P + 1/2 NK 1/2 NK 8 1/3 NPK 1/3 NPK 1/3 NPK Tratamiento Clon SP Inceptisol Toneladas Azúcar/ha Producción Azúcar (t/ha) Promedio 2 Cosechas KCl KCl + KNO3 KCl = 1% KCl (7%) + KNO 3 (3%) Kg K 2 O/ha 46

47 Estudio de Fuentes de Enmiendas y K en Dósis Crecientes. Tayutic de Turrialba. Promedio de 2 Cosechas. Variedad H FUENTE (1 TM/ha) CaSO 4* KCl K 2 SO 4 Promedio CaCO 3 KCl K 2 SO 4 Dosis Kg K 2 O 15 2 Promedio Fuente: CHAVES et al (1989) Rendimiento Industrial (kg/t) 111,6 122,24 118,62 115,43 124,89 121,26 118,92 122,17 122,47 12,63 118,77 12,2 123,8 Producción (TM/ ha) Caña 126,4 159,6 159,9 15,2 161,2 156,8 152,4 151,5 151,9 148,9 152,8 13,1 189,9 Azúcar 14, 19,4 18,8 17, 2, 19, 18, 19,2 18,4 18,8 18,1 15,4 23,2 122,22 154,2 18,9 Fertilización: 18 kg N y 2 kg P 2 O 5 * 16% S elemental ADICIÓN 4 DOSIS VINAZA EN VERTISOL. CAÑA PLANTA, SP CAÑAS, GUANACASTE ,33 13,33 15,33 8 TM/ha 6 t caña/ha t azúcar/ha 4 2 8,86 1,93 1,8 1, m3/ha Vinaza 47

48 CONCLUSIONES 1) La fertilización constituye un factor de la producción importante y necesario de optimizar técnica, productiva y económicamente. 2) Los suelos de la región manifiestan una necesidad nutricional diferencial según localidad que debe ser atendida y resuelta. 3) El K es esencial para la integralidad nutricional del cultivo. 4) La función y funcionabilidad del K es muy especial y particular. 5) La planta de caña muestra gran avidez por el K. 6) La no aplicación induce reducción del K disponible, insuficiencia en el suelo y desequilibrios nutricionales en la planta. CONCLUSIONES 7) El mecanismo de restitución del K en el suelo es lento y complejo. 8) El efecto inducido por la variedad cultivada y el Orden de suelo es determinante en la respuesta al nutrimento. 7) Deben resolverse primero los problemas de macronutrimentos para luego atender los micro. 8) Resulta necesario revisar y adecuar los programas de fertilización, procurando su incorporación cuando sea necesario. 9) Es recomendable investigar sobre K 48

49 MUCHAS GRACIAS MUCHAS GRACIAS Ing. Agr. MARCO A. CHAVES SOLERA, M.Sc. DIRECTOR EJECUTIVO DIRECCIÓN N DE INVESTIGACIÓN N Y EXTENSIÓN N DE LA CAÑA A DE AZÚCAR (DIECA) LIGA AGRÍCOLA INDUSTRIAL DE LA CAÑA DE AZÚCAR (LAICA) SAN JOSÉ,, COSTA RICA Tel: : (56) Fax: (56) mchavezs@laica.co.cr 49