Pablo Pablos Reyes, Antonio Menéndez Sierra, Pedro L. Cortegaza, Iraida Cabrera,

Evaluación de la eficiencia de la fertilización nitrogenada en áreas comerciales con caña de azúcar en Cuba Pablo Pablos Reyes, Antonio Menéndez Sierra, Pedro L. Cortegaza, Iraida Cabrera, Nilda Lora y Mario Ernesto de León 1 RESUMEN La generalización en Cuba del Servicio de Recomendaciones de Fertilizantes y Enmiendas (SERFE) en 1997, como conductor de todas las actividades relacionadas con la fertilización para la caña de azúcar, contempló, entre otros aspectos, el establecimiento de lotes controles (LC), para comprobar la efectividad de las recomendaciones realizadas en las más diversas condiciones. Se presentan los resultados de 305 cosechas, distribuidos en todo el país. Predominan la cepa de retoños (9 5 %) y l o s s u e l o s (s e g ú n e l a g r u- p a m i e n t o a g r o p r o d u c t i v o) S i a l i t i z a- dos Cálcicos (43,8 %). Los resultados mostraron que el SERFE tiene una efectividad y eficiencia de 74 y 38 %, respectivamente; las dosis recomendadas están por debajo de las óptimas para el cultivo; en los campos de altos rendimientos, las dosis están subestimadas, mientras que en los campos de bajas producciones se sobreestiman, y el criterio rendimiento esperado para estimar las dosis de nitrógeno se realiza, al parecer, sin bases técnicas, lo que hace que este no sea confiable. Todo lo que conduce a la necesidad de realizar ajustes para lograr una mayor eficiencia del sistema. INTRODUCCIÓN Estudios realizados en diferentes partes del mundo reportan que por lo menos de 30 % a 50 % del rendimiento de los cultivos es atribuible a los nutrientes aplicados por medio de los fertilizantes comerciales (Stewart y col., 2005). En Cuba, los resultados obtenidos en caña de azúcar muestran incrementos en los niveles de producción entre 15 y 40 % con estos productos (Sulroca, 1996). En el año 1997, se generalizó en Cuba como regente de la fertilización de la caña de azúcar el Servicio de Recomendaciones de Fertilizantes y Enmiendas (SERFE) resultado de las investigaciones conducidas por más de cuatro décadas por el Instituto Nacional de Investigaciones de la Caña de Azúcar (INICA). El N para la caña de azúcar se aplica, en la actualidad, con base en las recomendaciones revisadas, corregidas y ajustadas. Estas recomendaciones, vigentes desde 1998, establecieron las dosis a partir del rendimiento esperado, en cuatro escenarios determinados por características del suelo (hidromorfía, compactación) y cepas (caña planta y retoños). Como los resultados que dieron lugar a las recomendaciones fueron obtenidos de experimentos de campo, cuyas condiciones y manejo podían diferir de la de los campos comerciales, el SERFE estableció un sistema de Lotes Controles (LC), consistentes en experimentos en bandas que brindan información para comprobar las recomendaciones y, de ser necesario, realizar los ajustes Palabras clave: caña de azúcar, fertilización nitrogenada, SERFE, efectividad, eficiencia, lotes controles, rendimiento, Cuba. 1 Instituto Nacional de Investigaciones de la Caña de Azúcar (INICA), Cuba. ATAC No. 1/2010 9

correspondientes para las diferentes condiciones de manejo a lo largo y ancho del país. Pasados 10 años de establecido el SERFE y haber acumulado gran cantidad de cosechas de lotes controles, se presenta un análisis de los resultados obtenidos con el objetivo de determinar la efectividad y eficiencia de las recomendaciones actuales para el nitrógeno y proceder a su perfeccionamiento. MATERIALES Y MÉTODOS La elaboración de este trabajo comprendió datos de cosechas de 305 LC en condiciones de secano, conducidos, según las Normas y Procedimientos Metodológicos del SERFE (Villegas, 1999), de los que 46 % corresponden a la parte oriental del país, 30 % a la central y 24 % a la occidental. Comprenden 9 agrupamientos agroproductivos de suelos donde se cultiva la caña de azúcar, predominando los Sialitizados Cálcicos (43,8 %), Vertisuelos (16,8 %) y Ferralitizados Cálcicos (14,5 %) (tablas 1 y 2). El estudio abarcó 37 variedades de caña de azúcar y la cepa más evaluada fueron los retoños con 95 % de las cosechas, y 5 % en plantaciones nuevas (fríos y primaveras) cosechadas en ciclo largo. Cada LC contó con 3 tratamientos, distribuidos en bandas: RT1, sin fertilizantes, representante de la fertilidad natural, constituye un testigo ; RT2 dosis recomendada por el SERFE para el lugar donde se encuentra el LC y RT3, consistente en el doble de la dosis recomendada por el SERFE. El uso de una doble dosis se debe a la necesidad de garantizar que el rendimiento, que con él se obtenga, forme parte del rendimiento máximo estable (RME). Todos los LC en los que se probaron dosis de N contaron con un fondo suficiente de P y K. En las cepas de planta el fertilizante se aplicó en el fondo del surco al momento de la plantación; en los retoños se aplicó de forma mecanizada, dentro de los 30 días siguientes a la cosecha, enterrado, a una profundidad de 10 a 15 cm, a ambos lados del surco. Para el N se utilizaron como portadores la urea y el nitrato de amonio; y para el fondo de P y K, superfosfato triple y cloruro de potasio, respectivamente. En todo momento se mantuvieron libres de malezas. Las evaluaciones realizadas fueron: medición del rendimiento agrícola (por pesaje de los tallos de cada tratamiento en las básculas de los centros de recepción de las empresas azucareras); análisis foliar a los 4 meses de edad de la cepa (utilizando la hoja +1 según Kuijper) y, análisis azucarero (medición de la pol en caña). A los resultados de las cosechas se les realizaron análisis de varianza y regresión simple. Tabla 1 Distribución de los lotes controles por provincia Provincia n % Pinar del Río 37 12 La Habana 18 6 Matanzas 18 6 Cienfuegos 16 5 Villa Clara 24 8 Sancti Spíritus 27 9 Ciego de Ávila 1 - Camagüey 24 8 Holguín 33 11 Granma 6 2 Santiago de Cuba 94 31 Guantánamo 7 2 Tabla 2 Distribución de los lotes controles por agrupamiento agroproductivo Agrupamiento agroproductivo n % Ferralitizado Cálcico 44 14,5 Ferralitizado Cuarcítico 26 8,6 Fersialitizado Cálcico 20 6,6 Sialitizados Cálcicos 133 43,8 Sialitizado no Cálcico 5 1,6 Vertisuelos 51 16,8 Gleyzado Sialitizado 5 1,6 Gleyzado Ferralitizado 9 3,0 Aluvial 11 3,6 RESULTADOS Y DISCUSIÓN Efectos de las recomendaciones vigentes para la fertilización nitrogenada Los estadígrafos correspondientes a las variables analizadas en los LC se muestran en la tabla 3. La reacción del suelo estuvo en el rango de 4,2 8,1, con una moda de 6,8. La evaluación de los resultados de las cosechas de los LC a través del análisis de varianza mostró diferencias significativas entre los tratamientos 10 ATAC No. 1/2010

(Tabla 4), con incrementos de rendimiento en caña de 11,73 tha -1 con la dosis del SERFE respecto a la no fertilización (RT2 - RT1) y de 5,2 tha -1 con la doble dosis respecto a la del SERFE (Tabla 5). De esta evaluación se infiere: a) la importancia de la fertilización de la caña de azúcar y; b) que para alcanzar el RME se requiere de dosis algo mayores que las vigentes. El hecho de que el rendimiento esperado (uno de los criterios utilizados para estimar las dosis del SERFE), superara al rendimiento que se alcanzó con las dosis recomendadas (Tabla 5), es también indicador de insuficiencia del modelo vigente. Como se aprecia, el doble de la dosis supera a la recomendación y esta supera al control sin fertilizante, de lo que se puede deducir que, como media, las dosis de nitrógeno aplicadas han estado por debajo de los requerimientos; a pesar de que al haberse estimado estas a partir del rendimiento esperado, que es, también, significativamente superior al alcanzado, la recomendación ya estaba sobreestimada. Sin embargo, existe una gran dispersión de los datos de producción debido a factores que influyen sobre esta y afectan la eficiencia de la fertilización nitrogenada (Fig. 1). Como se puede apreciar en todos los tratamientos se observaron valores bajos de producción y las diferencias están, fundamentalmente, en los límites superiores. Variables Unidad N Media Desviación estándar Q1 Q3 C.V. (%) Cepa uno 305 3,64 0,74 3,00 4,00 20,48 P asimilable mg (100 g) -1 305 7,67 8,88 2,95 9,14 88,75 K asimilable cmol kg -1 305 17,08 10,83 9,00 22,46 63,40 N aplicado 305 69,27 14,38 60,00 77,00 20,77 P aplicado kg ha -1 305 24,20 26,18 0,00 34,50 77,18 K aplicado 305 62,06 55,59 0,00 99,00 89,57 Trat. RT1 305 43,47 15,18 32,88 53,10 34,94 Trat. RT2 caña t ha -1 305 55,20 19,04 42,34 65,67 34,49 Trat. RT3 305 60,40 21,86 45,35 74,14 36,19 A * /RME 305 0,80 0,16 0,72 0,90 19,73 N en hoja TVD 163 1,39 0,24 1,24 1,54 17,06 P en hoja TVD % 163 0,21 0,06 0,17 0,23 31,29 K en hoja TVD 163 1,40 0,27 1,26 1,56 19,17 Rendimiento esperado caña t ha -1 305 57,64 16,69 45,00 70,00 28,96 Índices de consumo *A = Rendimiento sin fertilizantes. Tabla 3 Estadígrafos seleccionados para las variables estudiadas en los lotes controles N kg de 305 1,47 1,00 1,03 1,64 67,84 P nutriente/ 305 0,51 0,66 0,00 0,74 64,96 K t de caña 305 1,32 1,51 0,00 1,93 58,91 Tabla 4 Análisis de varianza para los lotes controles Causas de variación de cuadrados GL S² F p Tratamientos 50 642,10 3 16 880,70 50,07 0,0000 Error 408 959,00 1213 337,15 Total 459 601,00 1216 ATAC No. 1/2010 11

Tabla 5 Comparación de las medias de los rendimientos por tratamientos (n=305) Tratamientos Media Inferior Límite Superior Testigo 43,47 c 42,02 44,93 Recomendación 55,20 b 53,74 56,66 Doble Recomendación 60,40 a 58,94 61,86 Rendimiento Esperado 57,64 a 56,18 59,09 Total 54,17 como límite de incremento en caña para considerar atractivo el efecto de la fertilización con N, y 15 tha -1 para considerarlo muy atractivo, la diferencia de rendimiento entre el tratamiento sin fertilizantes y la recomendación del SERFE, mostró resultados atractivos en 74,43 % de los casos, y muy atractivos en 28,8 % (Fig. 2, izquierda). Las diferencias de rendimiento entre el tratamiento correspondiente a la dosis del SERFE y la doble dosis, mostró resultados atractivos en 26,89 % de los casos, y muy atractivos en 9,51 % (Fig. 2, derecha). De este análisis se concluye que el SERFE tiene una eficiencia de 74 % y una efectividad de 38 %, ya que en 26 % de los casos se recomendó fertilizante que no incrementó el rendimiento y en 36 % se debió aplicar una dosis superior. Figura 2 Respuesta a la fertilización en los lotes controles Figura 1 Dispersión de los datos de producción por tratamiento para los lotes controles Eficiencia y efectividad del SERFE Si se establece el indicador 5 t caña ha -1 (lo cual satisface a nivel nacional, la relación precio del fertilizante y precio del producto para el rendimiento medio obtenido y dosis medias empleadas) Rendimiento esperado y aplicación del fertilizante El rendimiento esperado (RE) debe ser igual al rendimiento observado (RO) más un error de estimación tolerable. A los efectos del análisis que sigue se fijará este error en ± 10 tha -1. Las diferencias entre el rendimiento esperado y el real (error de estimación) en 305 casos se muestran en la figura 3. Este error se traduce en error de estimación de las dosis de N, dado que el rendimiento esperado es un criterio para la determinación de las dosis de N. En 58 % de los casos se estimó de más o de menos. Cuado se estimó de más (32 % de los casos) se aplicó más fertilizante que el que correspondía según el modelo utilizado. El exceso de fertilizante nitrogenado contribuye a la contaminación del manto freático y de la atmósfera, además de participar en la fertilización de plantas indeseables. Cuando se estimó de menos (26 % de los casos) se afectó la producción (11,1 tha -1 como promedio 1 ). 1 Diferencia promedio entre los rendimientos correspondientes a la dosis recomendada y la doble dosis cuando esta última resulta significativamente superior. 12 ATAC No. 1/2010

Figura 3 Error de estimación del rendimiento esperado con relación al rendimiento observado en los lotes controles entre el 1998 y el 2008. Las líneas indican el límite ±10 tha -1 Diferencia de más lo que la dosis recomendada era insuficiente e inadecuada, lo que explica que una dosis superior mostrará mejores resultados. Figura 4 Error de estimación en función del rendimiento observado en tratamientos con dosis del SERFE Diferencia de menos Cuando se analizó el error de estimación (diferencia entre lo esperado y lo observado) con relación al rendimiento observado (Fig. 4) se pudo apreciar que los campos de baja producción eran los sobreestimados mientras los de alta producción eran subestimados. Otro de los problemas fundamentales está asociado con la dosis aplicada; la figura 5 muestra la relación entre la dosis de nitrógeno recomendada y la dosis aplicada, en ella se observa que la aplicación de nitrógeno tiene, como promedio, una desviación de ± 7,58 kg N/ha, asociado con la precisión de los equipos empleados para la fertilización muy limitado en la aplicación de dosis bajas. Las producciones en función del rendimiento esperado mostraron que las diferencias entre la no aplicación de N (RT1) y la dosis recomendada (RT2) se manifestaban a partir de 25 t caña ha -1, incrementándose en la medida que aumenta el rendimiento. De forma similar ocurrió entre la no aplicación y la doble dosis (RT3), aunque en este caso, los incrementos con el aumento del rendimiento, fueron mayores. Cuando se comparó la dosis recomendada con el doble de la dosis, las producciones se diferenciaron a favor de la doble dosis a partir de 60 t caña ha -1 (Fig. 6). Debe recordarse que para los rendimientos altos las dosis fueron subestimadas, por Figura 5 Relación entre dosis recomendadas de N y la dosis real aplicada La combinación de estos dos factores: altas aplicaciones a los campos con bajas producciones y respuesta observada en los campos de alta producción, se observa en la figura 7. En ella se aprecia cómo el índice de consumo de N disminuye con el aumento de la producción y en esa misma medida aumenta la respuesta a los fertilizantes. Estos resultados ponen de manifiesto que: a) no se aprovecha todo el fertilizante aplicando de más a los campos de bajo rendimiento que no responden a las aplicaciones de N, pues las causas ATAC No. 1/2010 13

de su baja producción son ajenas a la fertilización (despoblación, estrés hídrico, manejo agronómico inadecuado) y, b) se deja de producir al aplicar menos fertilizante que el necesario en las áreas de buena población y manejo, donde los factores limitantes son mínimos o están atenuados. Figura 6 Comparación de tratamientos en lotes controles, 1998 a 2008 rendimiento es la alta aplicación de N, lo que contribuye a que se declare un rendimiento esperado sobrestimado en los peores campos. La diferencia entre el rendimiento esperado, utilizado para la fertilización, y el rendimiento estimado, como pronóstico para la producción de azúcar, es del orden de las 20 tha -1, lo que hace del rendimiento esperado un indicador incierto, consciente o inconscientemente. CONCLUSIONES Frecuencia Frecuencia RT1 tratamiento sin fertilizante; RT2 tratamiento con dosis recomendada por el SERFE; RT3 tratamiento con doble de la dosis recomendada por el SERFE Figura 7 Contradicción de la fertilización nitrogenada según resultados de lotes controles 1. La evaluación de las recomendaciones de fertilización nitrogenada vigentes desde 1998, a través de 305 cosechas de lotes controles (LC), diseminados en las diversas condiciones edáficas y climáticas del área dedicada al cultivo de la caña de azúcar en Cuba, mostró la conveniencia de profundizar en los criterios diagnóstico y la identificación y delimitación de dominios de recomendaciones más precisos, con vistas a establecer dosis de fertilizantes nitrogenados más acordes con los requerimientos de este cultivo al nivel de unidades mínimas de manejo. 2. La admisión del rendimiento esperado, tal y como se ha venido haciendo, aceptando la declamación que al respecto hacen los productores, convirtió a este criterio del modelo vigente de estimación de dosis, en una variable que coadyuva en desvirtuar la recomendación de N. RECOMENDACIONES La causa fundamental de la imprecisión del sistema actual de recomendaciones de N para caña de azúcar, está en la deficiente estimación del rendimiento para el que se fertiliza (rendimiento esperado). En Cuba la caña de azúcar se fertiliza inmediatamente después del corte o lo más próximo posible a éste, por esa razón la caña que se fertiliza ni siquiera ha brotado, el año de crecimiento está por transcurrir y con él, las condiciones en que se desarrollará el cultivo (clima, malezas, plagas y enfermedades, entre otros), pero además, debido a problemas logísticos el rendimiento del campo se infiere con al menos 4 meses de antelación a la cosecha, esto hace que el rendimiento esperado, más que una estimación, sea una predicción. A ello se une el falso criterio, aún arraigado entre productores, de que la solución para los campos de bajo 14 Revisar y perfeccionar el algoritmo de cálculo de las recomendaciones de nitrógeno, así como el método de establecer el rendimiento esperado. BIBLIOGRAFÍA Stewart, W. M., D. W. Dibb, A. E. Johnston, and T. J. Smyth: The contribution of comercial fertilizer nutrients to food production, Agro J. 97: 1-6, 2005. Sulroca, F.: Principios básicos para la fertilización de la caña de azúcar en Cuba, Dpto. Suelos y Agroquímica, Dirección de Agronomía, MINAZ, 1996. Villegas, R.: Manual de Procedimientos del SERFE, INICA-MINAZ, 60 pp., 1999. ATAC No. 1/2010