PROPIEDADES QUÍMICAS Y FISICAS DE UN VERTISOL CULTIVADO CON CAÑA DE AZÚCAR

Martha A. Ribón Carrillo, Sergio Salgado García, David J. Palma-López y Luz del C. Lagunes-Espinoza

Martha A. Ribón Carrillo. Ingeniero Agrónomo Fitotecnista, Universidad Popular de la Chontalpa, Tabasco, México. Asesor Técnico, Ingenio Santa Rosalía, Tabasco, México

Sergio Salgado García. Doctorado en Ciencias en Fertilidad de Suelos, Colegio de Postgraduados, México. Profesor Investigador Asociado, Colegio de Postgraduados-Campus Tabasco. Dirección: Per. Carlos A. Molina S/N, 86500 H. Cárdenas, Tabasco, México. e-mail: salgados@ colpos.colpos.mx

David J. Palma-López. Doctorado en Ciencias en Génesis y Clasificación de Suelos. Institut National Polytecnique de Lorraine, Francia. Profesor Investigador Adjunto, Colegio de Postgraduados-Campus Tabasco, México.

Luz del C. Lagunes-Espinoza, Doctorado en Ciencias en Biología y Agronomía, Ecole Nationale Superieure d'Agronomie, Francia. Profesor Investigador Asociado, Colegio de Postgraduados-Campus Tabasco, México.

Resumen

En el ingenio Santa Rosalía, Tabasco, México, las 8200ha de suelo dedicadas al cultivo de la caña de azúcar han estado en monocultivo por más de 30 años. La mecanización del cultivo y la baja dosis de fertilización NPK aplicada en el suelo Vertisol afectan las propiedades físicas y la productividad de los suelos. El objetivo del presente trabajo fue evaluar los cambios en las propiedades químicas y físicas de un suelo Vertisol cultivado con caña de azúcar. Los tratamientos consistieron en lotes de suelo con 5, 10, 20 y 30 años bajo uso continuo de caña de azúcar, con doce repeticiones cada uno. Como testigo se empleó un lote de suelo virgen con selva mediana perennifolia, con cuatro repeticiones. En cada lote de caña, una muestra compuesta se formó con 3 submuestras de suelo sobre el surco y 3 entre surcos, a la profundidad de 0 a 30cm. Se estudió pH, MO, Nt, P, K, Ca, Mg, Na, CIC, textura, y densidad aparente (Da). El suelo Vertisol cultivado con caña de azúcar mantuvo, de manera relativamente constante, los niveles de pH, K y CIC, por lo que éstos se consideran los únicos factores que conservan la fertilidad del suelo. Los valores de MO y Nt disminuyeron, implicando la pérdida de fertilidad del suelo. La textura (arcillosa) y la Da (1,42g·cm^-3) no se modificaron por el monocultivo de caña, bajo las condiciones de este estudio. Los cambios observados en el suelo Vertisol no pueden generalizarse a los otros suelos cañeros del área de estudio debido a que cada suelo responde de manera diferente, por lo cual se considera conveniente el desarrollo de estudios similares por cada tipo de suelo.

Summary

In the Santa Rosalía sugar mills, in Tabasco, Mexico, 8200ha have been dedicated to the monoculture of sugarcane for over 30 years. Mechanization and a low dose of NPK fertilizers applied on the Vertisol soil, affect the physical properties of the soil and its productivity. The purpose of this study was to evaluate the changes in the chemical and physical properties of a Vertisol soil cultivated with sugarcane. Treatments consisted in four different durations (5, 10, 20 and 30 years) of continuous soil usage, with twelve repetitions each one except for the control, a virgin soil with only four repetitions. At each site, a compound sample was obtained with 3 sub-samples of soil from the furrow and 3 from the interfurrows, 0 to 30cm in depth. The treatment for the year zero corresponded to a medium perennial rainforest. The variables studied were pH, MO, Nt, P, K, Ca, Mg, Na, CIC, texture, and bulk density (Da). The Vertisol soil cultivated with sugarcane tends to modify its chemical properties. The pH, P, K and CIC levels were maintained through the years and are considered as the only factors for soil fertility stability. MO and Nt decreased, implying the loss of soil fertility and consequently instability. Texture (clay) and Da (1.4g·cm^-3) were not modified by cane monoculture under the conditions of this study. The changes observed in the Vertisol soil cannot be generalized to other types of cane culture soils in the area and similar studies must be carried out for each type of soil.

Resumo

No engenho Santa Rosalia, Tabasco, México, as 8.200 ha de solo dedicadas ao cultivo da cana de açúcar tem estado em monocultivo por mais de 30 anos. A mecanização do cultivo e a baixa dose de fertilização NPK aplicada no solo Vertisol afetam as propriedades físicas e a produtividade dos solos. O objetivo do presente trabalho foi avaliar as mudanças nas propriedades químicas e físicas de um solo Vertisol cultivado com cana de açúcar. Os tratamentos consistiram em lotes de solo com 5, 10, 20 e 30 anos sob uso contínuo de cana de açúcar, com doze repetições cada um. Como testemunha empregou-se um lote de solo virgem, com selva média perennifolia, com quatro repetições. Em cada lote de cana, uma amostra composta formou-se com 3 sub-amostras de solo sobre o sulco e 3 entre sulcos, na profundidade de 0 a 30cm. Estudou-se pH, MO, Nt, P, K, Ca, Mg, Na, CIC, textura, e densidade aparente (Da). O solo Vertisol cultivado con cana de açúcar manteve, de maneira relativamente constante, os níveis de pH, K y CIC, pelo que estes se consideram os únicos fatôres que conservam a fertilidade do solo. Os valores de MO e Nt diminuiram, implicando a perda de fertilidade do solo. A textura (argilosa) e a Da (1,42g·cm^-3) não se modificaram pelo monocultivo de cana, sob as condições de este estudo. As mudanças observadas no solo Vertisol não podem generalizar-se aos outros solos de cana da área de estudo devido a que cada solo responde de maneira diferente, pelo qual considera-se conveniente o desenvolvimento de estudos similares para cada tipo de solo.

Palabras clave / Propiedades Químicas y Físicas / Saccharum officinarum / Suelos / Vertisol /

Recibido: 29/08/2002. Modificado: 24/02/2003. Aceptado: 28/02/2003

 

En el ingenio Santa Rosalía, Tabasco, México se ha cultivado caña de azúcar en suelos Vertisoles por más de 30 años en forma continua. Esta unidad de suelo ocupa aproximadamente 4000ha de la superficie total (8200ha). El rendimiento promedio obtenido es de 53t·ha^-1 de caña de azúcar, el cual resulta bajo comparado con la media nacional de ·ha^-1 para la zafra 2000/2001. Las posibles causas de este bajo rendimiento son el empobrecimiento del suelo, ya que los nutrimentos esenciales han estado sujetos a extracciones por los tallos que se llevan al molino y por la quema de los residuos en el campo. En el caso de la fertilización únicamente se ha enfocado a suministrar los nutrientes primarios N, P y K, en dosis que se consideran bajas (Salgado et al., 2000). Además, la caña de azúcar es un cultivo que requiere del uso intensivo de maquinaria agrícola, la cual tiende a modificar las características físicas del terreno (Braunack et al., 1993; Hammad y Dawelbeir, 2001; McGarry et al., 1997). En tal sentido, la densidad aparente tiende a aumentar, lo que reduce el espacio poroso y, por consecuencia, la aireación, el intercambio gaseoso, el drenaje del suelo y aumenta la resistencia de penetración de las raíces al suelo (Monteith y Banath, 1965).

El registro y la evaluación de los cambios producidos en el suelo por el uso continuado de la tierra pueden aportar información útil en pro de la sostenibilidad de tales sistemas. Según Lal y Stewart (1995) un aspecto importante en el análisis de sostenibilidad es determinar si existe o no la información específica de la o las variables que se desean analizar sobre el sistema en estudio. Por ello, es necesario definir las características del suelo en su condición original, lo que permitirá fijar el patrón o situación ideal en el cual el mismo debería permanecer bajo una condición de uso y cobertura adecuada, garantizando con ello su utilización prolongada de manera sostenida en el tiempo y el espacio, con un grado mínimo de deterioro (Jaiyeoba, 2003; Pacheco y Cortés, 1986).

El presente trabajo tuvo los objetivos de evaluar el cambio de las propiedades químicas y físicas del suelo Vertisol cultivado con caña de azúcar en forma continua durante 30 años y determinar cual de estas propiedades, según los cambios presentados, indican degradación del suelo Vertisol.

Materiales y Métodos

Área experimental

El trabajo de campo se realizó de mayo a junio 2001, en los suelos Vertisoles del área cañera del Ingenio Santa Rosalía (ISR), ubicado en el km 12 carretera Cárdenas-Comalcalco, Tabasco, México.

El clima del lugar es caliente y húmedo, y se define como Am(i’)g, con una temperatura media anual de 26ºC y precipitación media anual de 1879mm, de los que el 85% se presenta en los meses de mayo a diciembre, considerándose el resto de los meses (enero a abril) el período de mínima humedad (Figura 1).

El manejo del cultivo consiste en un paso de cultivo, control químico de malezas, fertilización con la dosis 120-60-60, que se aplica al suelo a través de dos fuentes: complejo 20-10-10 en dosis fija de 600kg·ha^-1, en plantillas, socas y resocas; y la combinación de 17-17-17 a razón de 350kg·ha^-1 más 200kg de nitrato de amonio (Salgado et al., 2001). La caña se cosecha en forma manual, de enero a mayo. Previo a la cosecha se realiza la quema del cañaveral para facilitar el corte. Las labores de postcosecha son destronque, subsoleo, un paso de cultivo de ganchos, fertilización y control químico de malezas; con estas labores el cultivo queda listo para el siguiente ciclo.

Tratamientos y diseño experimental

Los tratamientos consistieron en lotes de suelo cultivado con caña de azúcar durante 5, 10, 20 y 30 años, seleccionados al azar dentro del área de suelos Vertisoles del ISR. Como testigo se empleó un suelo virgen, sin intervenir, en un área bajo Selva Mediana Perennifolia (SMP) del Campo Experimental del Campus Tabasco del Colegio de Postgraduados. Cada tratamiento con cultivo de caña tuvo doce repeticiones, para un total de 48 sitios o parcelas de muestreo. El tratamiento testigo tuvo cuatro repeticiones.

Variables estudiadas

Propiedades químicas. En el Laboratorio de Análisis de Plantas, Suelos y Aguas del Campus Tabasco se determinó materia orgánica (MO), nitrógeno total (Nt), acidez del suelo (pH), fósforo asimilable (P-Olsen), potasio intercambiable (Ki), Ca, Mg, Na, y capacidad de intercambio catiónico (CIC), de acuerdo con los métodos expuestos por Jones et al. (1991).

Propiedades físicas. La densidad aparente (Da) se determinó con el método del cilindro de volumen conocido y la textura por el método del hidrómetro de Boyoucos.

Toma de muestras

El muestreo de suelos se efectuó de acuerdo a los procedimientos descritos por Salgado et al. (1999). Para las características químicas y la textura, la profundidad de muestreo fue de 0 a 30cm, ya que a esta profundidad se localiza más del 60% del volumen radical (Alfonso et al., 1981). Para la determinación de la densidad aparente la profundidad de muestreo fue de 0 a 15cm.

Los rendimientos de cada parcela, se obtuvieron del promedio de las últimas cinco zafras, según datos proporcionados por la gerencia de campo del ingenio Santa Rosalía.

Análisis estadístico

Se realizó un análisis con un diseño completamente al azar para determinar el efecto significativo del tiempo de cultivo con caña (5, 10, 20 y 30 años) con respecto al testigo, al cual se aplicó la prueba de comparación múltiple de medias de Tukey (Pd=0,05), mediante el paquete SAS versión 6.11 para Windows (SAS Institute, 1996).

Resultados y Discusión

Propiedades químicas

Reacción del suelo (pH). El pH del suelo Vertisol cultivado con Selva Mediana Perennifolia (SMP) fue 6,1 (Tabla I), considerado como moderadamente ácido (5,1 a 6,5; Letelier, 1967); el cual resulta muy amplio para poder determinar cambios drásticos en el pH del suelo. Guerrero (1990) planteó que el pH del suelo debe incrementarse 0,5 unidades en cada encalado para conservar la MO del suelo; tal vez esta medida debería considerarse para señalar cambios de importancia agronómica. Aunque la caña es un cultivo que se adapta en un amplio intervalo de pH, su mejor desarrollo se ha observado en suelos con pH de 6,5 a 7,0 donde la mayoría de los nutrimentos esenciales están disponibles para el cultivo. El análisis de varianza indica que el pH en los diferentes tiempos de cultivo con caña de azúcar presentó diferencias altamente significativas (Pd=0,01), con un coeficiente de variación (CV) de 5,4 (Tabla I). A pesar de que la prueba de Tukey considera iguales estadísticamente a las medias del pH de los suelos con selva y con 20 y 30 años de cultivo de caña, el pH de 5,7 determinado a los 30 años de cultivo del suelo indica que el suelo Vertisol inicia una tendencia hacia la acidez (Figura 2), debido posiblemente a la pérdida de Ca y Mg extraídos por los tallos, y el lavado de cenizas a través de las grietas y poros del suelo, ricas en estas bases. Ello puede dificultar a futuro la disponibilidad en el suelo de N, P, K, S, Ca y Mg y aumenta la disponibilidad de Fe, Mn, B, C y Zn (Núñez, 1985). Por lo tanto es necesario iniciar la aplicación de medidas correctivas para limitar su tendencia a la acidez (Jaiyeoba, 2003).

Materia orgánica (MO). El contenido de MO del suelo con SMP fue de 3,65% (Tabla I), que lo clasifica como rico (3,0 a 5,0; Tavera, 1985. Este alto contenido de MO se debe a que en el suelo de SMP, la producción de residuos es más abundante que en áreas cultivadas, por lo que tienden a acumularse en la capa superficial. El análisis de varianza indica que el contenido de MO del suelo Vertisol en los diferentes tiempos de cultivo con caña de azúcar presentó diferencias altamente significativas (Pd£0,01), con un CV= 15,0 (Tabla I).

Cuando el suelo de SMP fue utilizado para cultivar caña de azúcar el porcentaje de MO se redujo significativamente en los primeros cinco años, ya que los residuos pueden ser oxidados más rápidamente debido al aumento de la temperatura por efecto de la quema de la caña de azúcar antes de su cosecha. Resultados similares fueron reportados por Pacheco y Cortés (1986), en un Vertisol del área de influencia del ingenio Pdte. Benito Juárez, Tabasco, donde el suelo perdió 1,1% de su MO. Posteriormente, el contenido de MO del suelo tendió a estabilizarse hasta los 20 años de cultivo, pero sin alcanzar su nivel inicial, registrándose a los 30 años de cultivo una reducción en su contenido (Figura 2). En este sistema, donde se practica la quema antes de cosechar la caña de azúcar, el aporte más importante de MO al suelo son las raíces. Hernández et al. (1995) encontraron que, dependiendo de la variedad y ciclo de cultivo, se incorporan al suelo de 2,2 a 5,5t·ha^-1 de raíces. Smith et al. (1951) encontraron que en condiciones de buena fertilización y utilización completa de los residuos provenientes de la cosecha de caña de azúcar, se mantiene estable el contenido de MO en el suelo en 3,0%, permitiendo mantener la fertilidad, retener la humedad y conservar la estructura del suelo (Loveland y Webb, 2003). Esto evidencia la necesidad de evitar hasta donde sea posible la quema de caña e incorporar los residuos de cosecha (Oliveira et al.,1993). En este caso la variación de la MO afectó la fertilidad del suelo.

Nitrógeno total (Nt). El contenido de Nt del suelo con SMP fue de 0,19%, que lo clasifica como rico (0,15 a 0,25%; Tavera, 1985). La relación C/N de 11,3 se considera mediana, pero permite que ocurra el proceso de mineralización y la liberación de N inorgánico. El análisis de varianza del contenido de Nt del suelo Vertisol en los diferentes tiempos de cultivo con caña de azúcar presentó diferencias altamente significativas (Pd£0,01), con un CV= de 9,9 (Tabla I).

Al igual que con MO, el uso con caña afectó al contenido de N (Figura 2). El contenido de Nt se mantuvo en los primeros cinco años de cultivo (0,16%), pero disminuyó significativamente después de los 10 años (14%), por lo que su clasificación es medio. La disminución del contenido de Nt, se explica por la pérdida de MO, lo que evidencia que es necesario reducir la quema, incorporar los residuos de la cosecha de caña, y fomentar las aplicaciones de cachaza y otras enmiendas orgánicas (Loveland y Webb, 2003; Salgado et al., 2001). Oliveira et al. (1993) al efectuar un balance de N del suelo, observaron una pérdida de 11kgN·ha^-1 en las parcelas quemadas, mientras que en las parcelas donde no se quema hubo una ganancia de 31,5kg N·ha^-1 en los primeros 20cm del suelo. La relación C/N de 8,7 después de 30 años de cultivo se clasifica como baja, pero igualmente es indicativa de que en el suelo hay mineralización y liberación de N inorgánico para el cultivo, pero en cantidades insuficientes para satisfacer los 156kgN·ha^-1 que extrae la caña de azúcar en este tipo de suelos (Palma-López et al., 1998). En el ISR se recomienda aplicar 120kg·ha^-1 de N (Salgado et al., 2001), lo que puede ser un factor que limita la producción de caña de azúcar, sobre todo en este tipo de suelos que se consideran como de tercera clase o de bajo potencial (Palma-López y Cisneros, 2000). Salgado et al. (2000) concluyeron que es posible obtener rendimientos de 130t·ha^-1 en los suelos Vertisoles de Tabasco, México utilizando la dosis 160-80-80, aplicada a los tres meses de edad del cultivo, en forma mecanizada. La reducción de contenido de Nt afecta la fertilidad del suelo.

Fósforo asimilable. La concentración de P en el Vertisol con SMP fue de 21mg·kg^-1, que se clasifica como muy alto (>10mg·kg^-1; CSTPA, 1980). Este contenido de P se explica porque en la SMP el proceso de reciclaje de nutrimentos es más rápido y en mayores cantidades, lo que aunado a la poca movilidad de este elemento, favorece su acumulación en el suelo. El análisis de varianza para el contenido de P del suelo Vertisol en los diferentes tiempos de cultivo presentó diferencias altamente significativas (Pd£0,01); sin embargo, debido al elevado coeficiente de variación la prueba de Tukey solo estableció diferencias significativas entre dos grupos, de tal forma que de 0 a 10 años considera iguales estadísticamente los contenidos de P. No obstante la reducción de 7mgP·kg^-1 observada a los 10 años supera a los 5,5mgP·kg^-1 establecido por la CSTPA (1980) para declarar un cambio en la clasificación del contenido de P en el suelo, lo que indica que en el futuro será necesario adecuar los estándares para evaluar la fertilidad del suelo y establecer las bases para medir la sostenibilidad de tal fertilidad.

Una posible explicación a la reducción del contenido de P del suelo puede ser el volteo de cepa, tal como lo observaron Salgado et al., (1999) en un Vertisol del Ingenio Pdte. Benito Juárez, donde en el período de 4 a 6 años, que implicó el volteo de cepa se encontró disminución en las contenidos de P y Mg. En el presente estudio se observó un proceso inverso de los 10 a los 20 años de cultivo, ya que el contenido de P en el horizonte superficial se incremento 36mgP·kg^-1 (Figura 2), concentración que se considera alta (CSTPA, 1980). Ésto se explica por los bajos rendimientos de caña obtenidos en este suelo (Tabla I), que han favorecido que el P del fertilizante se acumule. Sin embargo, de los 20 a los 30 años el contenido se redujo en 17mgP·kg^-1. Por otro lado, para los suelos Vertisoles del área de abastecimiento del Ingenio Pdte. Benito Juárez se determinó que para alcanzar rendimientos de caña de 130t·ha^-1, se deben aplicar al suelo 80kg·ha^-1 de P₂O₅, ya que este cultivo extrae 120kg·ha^-1 de P₂O₅ (Salgado et al., 2000). Dado que el P presenta una lenta movilización en el suelo, el productor puede mejorar la distribución de este nutrimento utilizando en forma alternada la fertilización mecánica y la superficial. La aplicación mecanizada en banda deja al fertilizante a 15cm de profundidad en el entresurco en forma concentrada, por lo que gran parte del sistema radicular no queda en contacto con el fertilizante. En este caso el contenido de P favorece la fertilidad del suelo.

Potasio intercambiable. Las medias del contenido de K del suelo Vertisol en los diferentes tiempos de cultivo con caña de azúcar fueron iguales estadísticamente (Pd=0,05). Estos contenidos se clasifican como medios (0,3 a 0,6cmol·kg^-1; Etchevers et al., 1971). Contrariamente, Pacheco y Cortés (1986) encontraron que un suelo de selva después de cinco años de ser cultivado con caña de azúcar perdió 50% del K intercambiable en el horizonte de 0 a 20cm de profundidad y después de nueve años el suelo presentó una recuperación en los contenidos de K, pero sin alcanzar el nivel inicial. Por otra parte, este contenido promedio de K encontrado en los suelos bajo estudio supera los 0,21cmolK·kg^-1 reportado por Palma-López et al. (1998) para un suelo cañero Vertisol de Tabasco, México. Para este suelo se recomienda fertilizar con la dosis de 60kg·ha^-1 de K₂O. Aparentemente, esta dosis ha tenido un efecto positivo sobre la concentración de K en el suelo, lo que puede deberse a varias razones tales como: el aporte de K por las cenizas de los residuos de caña, ya que se considera que el cultivo de caña extrae del suelo más K del que requiere (García, 1984); a la extracción de K de los horizontes profundos por el cultivo de caña de azúcar que después de la quema se incorporan a la capa superficial (Jafri, 1987); y a la aportación residual del fertilizante. Esta aportación residual del fertilizante puede ser mayor debido a los bajos rendimientos de caña obtenidos en el área de estudio (53t·ha^-1). Como ya se mencionó, el cultivo de caña en suelos Vertisoles del área de influencia del ingenio Pdte. Benito Juárez, requiere de 80kg·ha^-1 de K₂O para obtener 130t·ha^-1 de caña (Salgado et al., 2000). Probablemente con rendimientos superiores a las 53t·ha^-1 y la dosis de 60kg·ha^-1 de K₂O, el K residual disminuya en los suelos Vertisoles de esta área. Aun cuando este sea el caso, se observa una tendencia general a mantener la concentración de K en este suelo en el nivel adecuado, lo que favorece la fertilidad de estos suelos (Figura 2).

Sodio intercambiable. Se observó una diferencia altamente significativa entre el contenido de Na del suelo Vertisol cultivado y la SMP, y entre los suelos bajo cultivo por diferentes tiempos (Tabla I). En el suelo con SMP el contenido de Na fue de 0,41cmol·kg^-1, cantidad que no ocasiona problemas de salinidad, pero que es superior a la reportada para suelos cultivados con caña de azúcar, de 0,19cmol·kg^-1 (Palma-López et al., 1998). Lo anterior se atribuye a que en el suelo de SMP la descomposición de los residuos vegetales es más rápida y abundante, por lo que tienden a acumularse en la capa superficial. Sin embargo, en los suelos a diferentes tiempos de cultivo con caña de azúcar el contenido de Na fue menor y semejante al reportado por Palma-López et al. (1998). Aun cuando se observó una tendencia a disminuir a través de los años de cultivo (Figura 2), las medias no son estadísticamente diferentes. Aunque el Na se encuentra en niveles adecuados para el cultivo de la caña de azúcar, los bajos niveles en el suelo con 30 años bajo cultivo contribuyeron a reducir la CIC. Por esta razón, este elemento puede contribuir a la degradación de los suelos Vertisoles bajo estudio.

Calcio intercambiable. La concentración de Ca en el suelo con SMP fue de 24,8cmol·kg^-1, que se clasifica como muy alta (>10cmol·kg^-1; Etchevers et al. ,1971). El análisis de varianza para el contenido de Ca del suelo Vertisol en los diferentes tiempos de cultivo presentó diferencias altamente significativas (Pd£0,01), con un CV= 23,8 (Tabla I), que se considera alto. Se observó una reducción significativa en el contenido de Ca del suelo con SMP al ser utilizado para cultivar caña de azúcar. Dentro del grupo de suelos Vertisoles cultivados a diferentes tiempos con caña de azúcar, los contenidos de Ca no fueron diferentes estadísticamente, sin embargo se aprecia una tendencia a disminuir a los 30 años de cultivo (Figura 2). No obstante, estos valores superan los 8,3cmol Ca·kg^-1 reportado por Palma-López et al. (1998) para un suelo cañero Vertisol del área de abastecimiento del ingenio Pdte. Benito Juárez. Probablemente la extracción de este nutrimento por el cultivo redujo los contenidos de Ca en dicho suelo. Pacheco y Cortés (1986) observaron, en un suelo Vertisol, la pérdida del 30% del contenido de Ca, bajo las mismas condiciones de este estudio. Las pérdidas de Ca del suelo pueden ser debidas a la extracción de Ca por los tallos que son llevados al molino y al lavado de cenizas, y son favorecidas por el agrietamiento del suelo. Los efectos perjudiciales de la disminución del Ca en el suelo son la inducción de acidez, disminución de la CIC y pérdida de estructura del suelo (Jaiyeoba, 2003; Núñez, 1985). Algunas formas de reponer el Ca del suelo es aplicando 400kg·ha^-1 de cal dolomítica o yeso cada 4 años (Salgado et al., 2000), en forma manual al voleo para cubrir todo el campo, después del destronque; o si el productor lo prefiere puede realizar una aplicación de 5 camiones de volteo de cachaza por ha, la cual se distribuirá uniformemente sobre el campo, al momento del volteo de la cepa de caña. El Ca perjudica la fertilidad del suelo al contribuir a la reducción del pH y CIC (Núñez, 1985).

Magnesio intercambiable. Al igual que el contenido de Ca, el contenido de Mg del suelo Vertisol presento diferencias altamente significativas (Pd=0,01) sólo cuando se compararon el valor del suelo con SMP y los suelos cultivados con caña de azúcar. Dentro del grupo de suelos con diferentes tiempos de cultivo no hubo diferencias significativas, aunque al igual que el Ca, se observó una tendencia a disminuir con 30 años de cultivo. La concentración en el suelo de SMP fue de 11,7cmolMg·kg^-1 que se clasifica como muy alta (>3,0cmolMg·kg^-1; Etchevers et al., 1971). Estos altos contenidos de Mg en suelos sin cultivo muestran como los niveles de este elemento, al igual que el Ca, disminuyen drásticamente cuando se someten al monocultivo, aun cuando se encuentran en concentraciones altas. En suelos cañeros Vertisoles del área de abastecimiento del Ingenio Pdte. Benito Juárez, Tabasco los contenidos de Mg son superiores a 6,6cmol·kg^-1, valor semejante a lo reportado en este estudio (Palma-López et al., 1998).

La relación Ca/Mg del suelo de SMP fue de 2,1. La relación recomendada para suelos cañeros por González et al., (1974) de 6. A los 30 años de cultivado el suelo presentó una relación Ca/Mg de 2,3 que indica que ha variado la extracción de Ca y Mg, siendo necesario aplicar yeso o cal al suelo para balancear dicha relación. El Mg perjudica la fertilidad del suelo al contribuir a la reducción del pH y CIC (Jaiyeoba, 2003; Núñez, 1985).

Capacidad de intercambio catiónico (CIC). La CIC del suelo con SMP fue de 39,4cmol·kg^-1, valor característico para los Vertisoles de Tabasco con vegetación natural (Palma-López y Cisneros, 2000). El análisis de varianza para la CIC del suelo Vertisol en los diferentes tiempos de cultivo indica diferencias altamente significativas (Pd£0,01), con CV= 21,4 (Tabla I) que se considera alto. Se observó una reducción significativa de la CIC del suelo con SMP al ser utilizado para cultivar caña de azúcar. Dentro del grupo de suelos Vertisoles cultivados a diferentes tiempos, la CIC se considera igual estadísticamente, manteniéndose en 23,4cmol·kg^-1 (Figura 2). Ésto se atribuye a la capacidad tampón de este suelo, que evitó que la CIC siguiera disminuyendo, y al posible equilibrio establecido entre la extracción de Ca y Mg por los tallos y la cantidad de estos nutrimentos que es reciclada con la quema de residuos. Los valores de CIC de suelos cultivados con caña de azúcar de este estudio fueron inferiores a los 28,1cmol·kg^-1 reportados por Palma-López et al. (1998) para un Vertisol cultivado con caña de azúcar en el área sur del ingenio Pdte. Benito Juárez. Al mantenerse un nivel adecuado de CIC en los suelos bajo estudio, este parámetro puede considerarse que favorece la fertilidad del suelo.

Propiedades físicas

Textura del suelo. El análisis de varianza para cada una de las partículas del suelo indicó que no hubo diferencias significativas en los diferentes años de cultivo del suelo Vertisol, con un CV< 20% (datos no presentados) Esta variación se debe a la composición natural de los suelos, no al uso de ellos. En la Figura 3 se presentan los resultados de la textura del suelo, la cual se clasificó como arcillosa (Palma-López y Cisneros, 2000). Esta textura le confiere al suelo un drenaje lento, produciéndose anegamientos en la época de lluvia (septiembre a noviembre). Este último factor es una limitante para el buen desarrollo del cultivo de caña. Durante esta época se favorecen las pérdidas de N por desnitrificación (Weier et al., 1996). Ambos efectos contribuyen a explicar los rendimientos de caña que se consideran bajos (Tabla I). En la época de sequía de febrero a junio, se presentan agrietamientos mayores de 1,5 cm por la contracción y expansión de las arcillas 2:1 características de este tipo de suelos (Palma-López y Cisneros, 2000). Lo anterior, facilita las pérdidas de Ca, Mg y Na a través del lavado de las cenizas.

Densidad aparente (Da). El análisis de varianza para la Da indicó que no hubo diferencias significativas en los diferentes años de cultivo del suelo Vertisol y el suelo con selva, con CV= 7.2% (Tabla I). La Da media fue de 1,42g·cm^-3 (Figura 3), que se considera normal para este tipo de suelos (1,0 a 1,49g·cm^-3; Hammad y Dawelbeir, 2001; Trouse y Humbert, 1961). Estos resultados se deben a que este horizonte (0 a 15cm) es removido durante las labores de subsoleo, por el paso de la cultivadora de ganchos y la fertilización, que se realizan en los primeros cuatro meses de edad (MacGarry et al., 1997; Salgado et al., 2001).

Conclusiones

Los cambios en las propiedades del suelo Vertisol son importantes cuando la selva es sustituida por el cultivo de la caña de azúcar. Una menor variación en las propiedades de los suelos cañeros es observada a través de los años de cultivo. Los contenidos de MO y Nt disminuyen del suelo, mientras que el pH, P, K y CIC se mantienen a través de los años de monocultivo. El Ca, Mg y Na mostraron una tendencia a disminuir su contenido con el tiempo bajo cultivo con caña, pero manteniéndose en niveles adecuados para el buen desarrollo del cultivo. La textura y la Da no se modificaron bajo las condiciones de este estudio. Así el monocultivo de caña de azúcar en la región ha afectado principalmente las características químicas de los suelos bajo estudio, particularmente MO y Nt. Esta degradación parece estar asociada a las prácticas de cosecha que se efectúan al cultivo, más que a las labores culturales del mismo.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen el apoyo de SIGOLFO (proyecto 00-01-003T) y Fundación Produce Tabasco A.C. (proyectos FP1-01 y FP1-06).

REFERENCIAS

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