Revista Granma Ciencia. Vol. 19, no. 1 enero - abril 2015 ISSN X

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1 Título: Influencia de variables climáticas en los rendimientos agrícolas de la caña de azúcar en la empresa azucarera de Holguín Title: The influence of climatic variables in the agricultural yields of the sugar cane in the Enterprise for Sugar Production (Sugar Company) of Holguin Autores: José Ibarra - Rodríguez Mirtha Cruz - Mendoza Adrián Serrano - Gutiérrez Germán Hernández - Pérez Rubisel Cruz - Sarmiento Institución: Estación Provincial de Investigaciones de la Caña de Azúcar (EPICA Holguín.). Guaro S/N Mayarí, Holguín, Cuba. jose.ibarra@inicahl.azcuba.cu RESUMEN El trabajo se realizó en la Empresa Azucarera de Holguín, utilizando la información de las variables climáticas; humedad relativa, evaporación, temperaturas, radiación solar y velocidad del viento, de las estaciones meteorológicas de Guaro, Holguín y la Jíquima desde , así como las lluvias de las UEB de Holguín en igual período; para el cálculo de la evapotranspiración del cultivo de la caña de azúcar se utilizó el método de Perman-Monteith. Se emplearon análisis no paramétrico y ANOVA de clasificación simple, así como comparaciones de medias y pruebas de rangos múltiples de Duncan al 5%, obteniéndose como resultados tres zonas de lluvia con diferencias significativas entre ellas: zona sur comprendida en las UEB Urbano Noris y Cristino Naranjo con acumulados de lluvia muy bajos, sin diferencias significativas entre ellas, una zona de lluvia baja en el centro de la provincia correspondiente a la UEB López Peña con diferencias significativas al norte y al sur y una zona de lluvia media en el norte comprendida en las UEB Loynaz Hechavarria y Fernando de Dios sin diferencias significativas entre ambas. La distribución de las lluvias se agrupa en dos zonas con diferencias significativas; el sur con un período lluvioso de abril a septiembre y el norte de septiembre a diciembre. Los rendimientos de las cepas estuvieron influenciados significativamente y en sentido positivo por las lluvias: Retoños Socas Fríos Quedadas. La evapotranspiración presenta diferencias significativas entre períodos y la de marzo-septiembre afecta significativamente los rendimientos agrícolas, siendo insuficiente la lluvia para el desarrollo del cultivo. Palabras clave: variables climáticas, evapotranspiración, rendimiento ABSTRACT The work was carried out in the Sugar Company of Holguín, using the information of the climatic variables from (relative humidity, evaporation, temperature values, solar radiation, rainfall and speed of the wind) available at the meteorological stations at Guaro,

2 Holguín and La Jíquima, as well as rain information taken in situ at the sugar cane areas. The Perman-Monteith method was used for the calculation of the evapotranspiration in sugar cane plantations. Non parametric analysis and simple classification ANOVA were used as well as comparisons of stockings and 5% Duncan s tests of multiple ranges. The results showed the existence of three rain areas with significant differences among them: a very low rain zone comprising the south area of the province (where Urbano Noris and Cristino Naranjo sugar companies are located) ; an area of low rain in the center of the province (corresponding to the Lopez Peña Sugar Company) with significant differences between the north and the south; and a third area of medium rain in the north (Loynaz Hechavarría and Fernando de Dios sugar companies) without significant differences among them. Rain distribution define two areas with significant differences; the south with a rainy period from April to September and the north from September-December. The yields of the stumps were influenced significantly and in positive sense for the rains. Evapotranspiration presents significant differences between periods. It significantly affects agricultural yields from March through September, when rain levels are not sufficient for the development of sugar cane plantations. Keywords: climatic variables, evapotranspiration, sugar cane INTRODUCCIÓN La demostración de los efectos de la especificidad ambiental en la expresión de los caracteres de importancia económica, ha sido una de las causas de los cambios ocurridos en las políticas varietales y estrategias de mejoramiento de muchos cultivos y especialmente la caña de azúcar (García, 2004). Las variedades de caña de azúcar en el país y en el mundo azucarero, están sujetas al deterioro, que obligan a su renovación y reemplazo irreversible, por nuevos cultivares de mejor adaptabilidad a diferentes condiciones edafoclimáticas y con requisitos agroindustriales y fitosanitarios superiores (Bernal et al., 1997). En estos momentos es válido tener en consideración el cambio de enfoque en las políticas varietales que vienen ocurriendo en el mundo, dirigidas a la explotación simultánea de numerosas variedades regionales, la reducción del porcentaje límite a ocupar por las variedades principales y el acortamiento del plazo medio de sustitución de las viejas variedades (Jorge et al., 2000). Para perfeccionar la utilización y explotación comercial de las variedades de caña de azúcar, y acelerar la correcta introducción de los nuevos cultivares recomendados por la investigación, el Departamento de Mejoramiento Genético del INICA, y la Dirección de Agronomía del MINAZ, implementaron el Servicio de Variedades y Semilla (SERVAS), que tiene entre otros objetivos proponer la correcta ubicación y adecuado manejo de las variedades comerciales y requiere en primera instancia, de una gran disciplina tecnológica, pues sus bases se sustentan y dependen de la planificación territorial a mediano plazo, por ello al final deviene en un sistema de control de las principales actividades agrícolas (siembra, producción de semilla, composición de cepas, variedades, etc.), pero las violaciones que se cometan no pueden ser imputables al

3 Servicio, aunque está diseñado para hacer correcciones lógicas anuales, inherentes a cualquier proceso agrícola. (Vega et al., 1999; González, 2004). En Holguín, se implementa este servicio en 1998 en el CAI Fernando de Dios, coincidiendo con un comportamiento inestable de los factores climáticos que inciden en el normal desarrollo del cultivo de la caña de azúcar, lográndose cumplir varios objetivos inherentes al mismo, y otros como el rendimiento agrícola, durante el decenio se ha comportado de forma inestable y solo en dos años a superado la barrera de las 50 t/ha, derivados del uso y manejo de las variedades en explotación comercial y a factores aerotécnicos y climáticos. Las variables climáticas en esta época han sufrido algunos cambios, por lo que su interacción con el suelo pueden variar la selección de las variedades para cada unidad de tierra, por lo que resulta necesario hacer una caracterización de ellas en el territorio de la provincia y la influencia que puedan tener en las plantaciones cañeras. La caña de azúcar requiere para su normal desarrollo fisiológico en Cuba entre 1683 a 1800mm anuales en dependencia de las condiciones edafoclimáticas de cada región geográfica. El Ministerio del Azúcar, ahora Grupo AZCUBA, prevé como objetivo central para recuperar la Agricultura Cañera en un período relativamente corto influenciado principalmente por los precios actuales del azúcar, así como de sus derivados, una producción de caña que permita además de dar respuesta a los contratos establecidos con diferentes países y ser autoabastecida la población, disponer de determinado excedente que posibiliten la creación de producciones derivadas y que en la actualidad tienen gran cotización. (Desarrollo estratégico MINAZ ). Para lograr tal empeño, las estrategias de AZCUBA se afianzan, en un enfoque y concepción de agricultura conservacionista y sostenible, sin negar en modo alguno la intensificación de la producción en la medida de las condiciones de crisis existentes, alza de precios y bloque económico y financiero. El objetivo del presente trabajo es evaluar la influencia de las variables climáticas sobre los rendimientos agrícolas de la caña de azúcar, en la provincia de Holguín durante el período 2001 al MATERIALES Y MÉTODOS El trabajo se realizó en la Estación Provincial de Investigaciones de la Caña de Azúcar, Holguín. Para la realización del mismo se utilizó la información estadística de la empresa azucarera de Holguín, relacionada con las lluvias, tanto el resumen provincial como el de las UEB Loynaz Hechavarría, López Peña, Cristino Naranjo, Urbano Noris y Fernando de Dios, comprendidas en el período 1998 al 2011, así como los resultados de la liquidación del estimado de cosecha de los años 2001 al 2011 y la información climática relacionadas con humedad relativa, evaporación, temperaturas máximas y mínimas, radiación solar y velocidad del viento de las estaciones metereológicas de Guaro, para las UEB Loynaz Hechavarría y Fernando de Dios; Holguín para López Peña y Urbano Noris y La Jíquima para Cristino Naranjo, desde los años 1998 hasta el Se determinó la

4 ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC Revista Granma Ciencia. Vol. 19, no. 1 enero - abril 2015 evapotranspiración del cultivo de la caña para la zona climática que comprende el territorio de la empresa azucarera de Holguín por el método de Perman-Monteith. Se emplearon análisis no paramétrico y ANOVA de clasificación simple así como comparaciones de medias y pruebas de rangos múltiples de Duncan al 5 % de probabilidad de error. Se utilizó el método de Sperman (Sr) para la determinación de los coeficientes de correlación entre las variables climáticas y su influencia sobre los rendimientos agrícolas de las cepas quedadas, fríos, socas y retoños. RESULTADOS Y DISCUSIÓN La caña de azúcar requiere para su normal desarrollo fisiológico en Cuba entre 1683 a 1800mm anuales en dependencia de las condiciones edafoclimáticas de cada región geográfica. Las variables climáticas han experimentado cambios, por lo que su interacción con el suelo pueden variar la selección de las variedades para cada unidad de tierra, resultando necesario hacer una caracterización de ellas en el territorio de la provincia y la influencia que tienen en las plantaciones cañeras. En el periodo evaluado las precipitaciones caídas clasifican en los términos de bajas (con valores comprendidos entre mm), según categoría obtenidas a partir de la ecuación que se emplea en el modelo de evaluación. Desde el año 1998 al 2002, (figura 1), se registran lluvias bajas pero estabilizadas mientras que a partir de esta fecha, la lluvia a presentado un comportamiento irregular tanto en cantidad como en la alternancia de periodos secos y lluviosos. La distribución por meses (figura 2) caracteriza a la provincia por presentar dos periodos lluviosos (Mayo junio) y (Agosto septiembre) y un periodo seco de seis meses desde Noviembre a Abril mm M ESES Años Figura 1. Representación gráfica de la lluvia Figura 2. Promedio mensual de lluvia El comportamiento de la lluvia por UEB, (figura 3), forma tres grupos bien diferenciados. El grupo formado por Fernando de Dios y Loynaz Hechavarría, en el norte de la provincia con un régimen de lluvia superior a 1000 mm sin diferencias significativas entre ellas; López Peña en el centro de la provincia con un promedio de mm y las UEB Urbano Noris y Cristino Naranjo con un promedio de 701 a 724 mm sin diferencias significativas, siendo los promedios mas bajos de la provincia.

5 La distribución mensual de las lluvias presenta características singulares; Cristino Naranjo en el sur con un periodo lluvioso desde el mes de mayo hasta octubre y un periodo seco desde el mes de noviembre hasta abril, donde se deben de hacer las plantaciones de caña hasta el mes de septiembre. mm LH FD LP CN UN Figura 3. Distribución de la lluvia por UEB Urbano Noris en el sur, presenta una distribución mensual sin diferencias significativas con Cristino Naranjo y debe realizar sus plantaciones de caña hasta el mes de septiembre. La UEB Loynaz Hechavarria presenta una distribución similar a las empresas del sur, aunque el mes de octubre con un mayor volumen de lluvia, y un periodo muy seco a partir del mes de noviembre hasta abril, por lo que sus plantaciones también debe realizarlas hasta el mes de septiembre. Las UEB López Peña y Fernando de Dios presentan una distribución mensual de la lluvia muy similar sin diferencias significativas entre ellas, aunque con mayores volúmenes mensuales en Fernando de Dios, donde el mes de Diciembre presenta una pluviometría superior. A diferencia de las UEB anteriores estas deben realizar menores plantaciones en la etapa de primavera y un volumen mayor en la etapa de invierno. Las plantaciones de caña dan una respuesta al contenido de humedad de los suelos provocadas por las lluvias o el riego, para determinar la influencia de la lluvia sobre el rendimiento agrícola se evaluaron las lluvias caídas aprovechables por el cultivo y la influencia de otras variables climáticas, que también tienen influencia sobre el rendimiento agrícola. Utilizando el método de Perman-Monteith se calcula el coeficiente de evapotranspiración de los cultivos agrícolas, el cual correlaciona las temperaturas máximas y mínimas, humedad relativa, velocidad del viento y el brillo solar y además la lluvia efectiva para los distintos tipos de suelo. El coeficiente de aprovechamiento del agua por las cepas de la caña de azúcar para las condiciones climáticas de la región oriental de Cuba es de 0.500, Para facilitar los análisis se utilizó el software CROPWAT empleado para el cálculo de normas de riego. Las diferencias entre la temperatura máxima y mínima (figura 4) obtienen los mayores valores entre los meses de diciembre a mayo, siendo enero, febrero y marzo los más altos sobre los demás meses.

6 Grad o s Polinómica (Dif M-MN) y = x x x x R 2 = meses % Polinómica (HR (%)) y = x x x x R 2 = meses Figura 4. Diferencia mensual de temperaturas Figura 5. Comportamiento de la humedad relativa en %. Los mayores valores de la humedad relativa (figura 5) se observan en los meses de julio, agosto, septiembre y octubre, con relación a los demás meses; siendo los meses de febrero, marzo, abril y mayo los de valores mas bajos. En la figura 6 se puede observar, que los meses de mayor brillo solar son octubre, diciembre, enero, febrero, marzo, abril y mayo. m/ s me se s Figura 6. Comportamiento del brillo solar (Horas) La velocidad del viento facilita la evaporación del agua, y los meses de mayor velocidad promedio del viento son mayo, junio, julio, agosto y septiembre obteniéndose los valores más bajos en noviembre, diciembre y enero.

7 La interacción de estos factores climáticos y la lluvia efectiva o aprovechable por las plantas producen la evapotranspiración. En la figura 7 se observan los valores de evapotranspiración y el déficit de agua por meses que tiene el cultivo de la caña en Holguín. mm Ef. Lluvia(mm) Lluv(mm) Eto(mm) Dif.Eto-LlEf Figura 7. Interacción de la lluvia y evapotranspiración por meses en el periodo Los mayores valores de evapotranspiración se producen en los meses desde enero a octubre provocando el mayor déficit de humedad para el desarrollo del cultivo en todos los meses, siendo los más críticos; enero 97mm, febrero 123mm, marzo con 150mm, abril con 152mm, mayo 142mm, junio 121mm y julio con 120mm, que solo se pueden suplir con aplicaciones de riego. A partir de los resultados obtenidos de la lluvia efectiva y la evapotranspiración por los meses de mayor incidencia se realizó el análisis de correlación con los rendimientos obtenidos por cepas, por el método del coeficiente de correlación de Sperman (rs). (tabla 1) Tabla 1. Influencia de factores climáticos en los rendimientos Variables Lluvia total lluvia (M-S) Eto Total Eto (M-S) Rto Total 0.94 XX 0.78 X 0.50 NS NS Rto Qdas 0.78 X 0.94 XX 0.75 NS XX Rto Fríos Rto Socas Rto Ret 0.94 XX 0.94 XX 0.27 NS X meses La lluvia total tiene una correlación altamente significativa sobre el rendimiento total y el rendimiento de los fríos, socas y retoños así como correlación significativa con el rendimiento de las quedadas, mientras que las lluvias de marzo a septiembre tienen una correlación altamente significativa con el rendimiento de las quedadas, rendimiento de los fríos, socas y retoños y significativa con el rendimiento total.

8 La evapotranspiración total (Eto), no tuvo influencia significativa en el rendimiento de todas las cepas, mientras que la evapotranspiración de marzo a septiembre (Eto M-S) tuvo influencia negativa sobre el rendimiento total de forma no significativa, no así en el caso de los rendimientos de las quedadas al cual afectó de forma altamente significativa y sobre el rendimiento de los fríos, socas y retoños de forma significativa. Las afectaciones al rendimiento agrícola y a la producción por la interacción de la lluvia y la evapotranspiración. En las quedadas se afecta el rendimiento agrícola en t/h y t de caña la producción; los fríos se afectan en 28.03t/h y 0 7 mt de caña; las socas en 23.99t/ha y 1 4 t de caña y los retoños en 14,12 t/ha y 2 7 t. En total el rendimiento agrícola de las cepas se afecta en t/ha con una producción de 6 1 t de caña. CONCLUSIONES Se caracterizan tres zonas con régimen de lluvias bien diferenciados, zona sur comprendiendo con régimen de lluvia muy bajo, zona al norte con un régimen de lluvia medio y donde se observan los mayores registros de lluvia y una zona intermedia con características que varían con el norte y el sur. Las UEB Cristino Naranjo, Urbano Noris y Loynaz Hechavarría poseen un régimen de lluvia alto que comienza en abril y concluye en otubre, por lo que las siembras deben concluir en el mes de septiembre. Las UEB López Peña y Fernando de Dios presentan dos épocas de lluvia diferenciadas, junio-julio y septiembre-diciembre por lo que deben de realizar las mayores siembras en la etapa de septiembre noviembre. Durante todo el año se presenta un gran déficit de humedad que limita el normal desarrollo del cultivo de la caña de azúcar, siendo la etapa más crítica desde enero hasta agosto. La evapotranspiración total (Eto) tiene influencia significativa en el rendimiento de todas las cepas, mientras que la evapotranspiración de marzo a septiembre (Eto M- S), tuvo influencia negativa sobre el rendimiento total de forma no significativa, no así en el caso de los rendimientos de las quedadas al cual afectó de forma altamente significativa y sobre el rendimiento de los fríos, socas y retoños los afectó de forma significativa. El rendimiento agrícola se afecta por la lluvia y la evapotranspiración en t/h y la producción en t. BIBLIOGRAFÍA Delgado, I. (2008). Manejo sostenible de variedades de caña de azúcar en Cuba. (Tesis de Maestría). García, H. (2004). Optimización del proceso de selección de variedades de caña de azúcar tolerantes al estrés por sequía y mal drenaje en la región central de Cuba. (Tesis doctoral). Instituto Nacional de Investigaciones de la Caña de Azúcar.

9 Jorge H., Cabrera, R., Suárez, H. y García. H. (1987). Comportamiento de trece variedades de caña de azúcar en ciclo largo de cosecha. Primer Encuentro Investigación- Producción en la Agricultura Cañera. Jorge H., Jorge, I., Santana, I., Santana, O. y González, R. (2000). Manejo y Explotación de las variedades de caña de azúcar en Cuba. Revista Cuba y Caña, Jorge. H, Jorge, I. y Bernal, N. (Ed.). (2010). Nuevas variedades de caña de azúcar. Pérez, J. R. [et al.]. (2004). Caña de Azúcar: Captación, conservación y manejo sostenible del agua y la humedad del suelo. Serie caña de Azúcar Siglo XXI. Revista Cuba y Caña, Noviembre (43). Pérez, R. y Álvarez, M. (2005). Necesidades de riego de la caña de azúcar. Editorial Academia. Doorenbos, J. & Pruitt, W. (1977). Las necesidades de agua de los cultivos. Estudio FAO. Riego y Drenaje 46. Doorenbos, J. & Kassam, A. H. (1979). Efecto del agua sobre los rendimientos de los cultivos. Estudio FAO. Hernández, A. (1975). II Clasificación Genética de los suelos de Cuba. Revista Agricultura, VIII(1), Smith, M. (1993). CROPWAT. Programa de ordenador para planificar y manejar el riego. Estudio FAO. Riego y Drenaje 46. Centella, A. [et al.]. (2006). La sequía meteorológica y agrícola en Cuba y la República Dominicana, 174 pp.