Bases para generar un programa sustentable de fertilización en un ingenio de tabasco, México

Sergio Salgado-GarcÍa, David J. Palma-López, Luz Del C. Lagunes-Espinoza, Carlos F. Ortiz-GarcÍa y Jesús M. Ascencio-Rivera

Sergio Salgado García. Doctorado en Ciencias en Fertilidad de Suelos, Colegio de Postgraduados, México. Profesor Investigador, Colegio de Postgraduados, Campus Tabasco, México. Dirección: Periférico Carlos A. Molina s/n km 3.5. A.P. Nº 24. H. Cárdenas, Tabasco México. e-mail: salgados@colpos.mx

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

Carlos F. Ortiz-García. Doctorado en Ciencias en Biología Molecular y Celular Vegetal, Universidad Paul Sabatier, Francia. Profesor Investigador, Colegio de Postgraduados, Campus Tabasco, México.

Jesús Manuel Ascencio Rivera. Maestría en Ciencias, Colegio de Postgraduados, México. Profesor Investigador, Universidad Juárez Autónoma de Tabasco, México.

Resumen

Se utilizó el Sistema Integrado para Recomendar Dosis de Fertilización (SIRDF) para generar dosis de fertilización para caña de azúcar cultivada en diferentes suelos de un ingenio de Tabasco, México. Se identificaron unidades cartográficas de suelos mediante interpretación de fotografías aéreas, recorridos de campo y barrenaciones a 1,2m de profundidad. En cada unidad se describieron perfiles agrológicos y se efectuaron análisis físicos y químicos para clasificar el suelo. Se estimó la dosis de fertilización (DF) de N, P y K para cada subunidad de suelo mediante un modelo basado en el balance entre i) demanda de nutriente (DEM) por el cultivo, estimada por la producción de materia seca y la concentración de N, P y K de la biomasa aérea; ii) suministro por el suelo (SUM) de P y K, estimado a partir del análisis químico de suelos, y de N, según la cantidad de los residuos de cosecha y su manejo; y iii) eficiencia del fertilizante (EF). Se definieron tres grupos mayores de suelos que se clasificaron en subunidades. Las dosis de fertilización ajustadas (kg/ha de N, P₂O₅ y K₂O) fueron 130-80-60, 150-60-60 y 160-80-60 para Fluvisoles éutricos y 130-60-80, 140-80-80, 160-80-80 para Fluvisoles éutri-gleyicos, según fuese el pH ácido, neutro o alcalino; 120-60-60 para Gleysoles éutricos con pH ácido y neutro; 140-60-80 para el Gleysol mólico; 160-60-60 y 160-80-80 para Vertisoles éutricos de pH ácido, y neutro, y alcalino; y 160-60-60 para Vertisoles pélicos con pH ácido o neutro. Para el ajuste se consideró la demanda para un rendimiento esperado por tipo de suelo y el mantenimiento de la fertilidad del suelo.

Summary

This work was carried out to generate fertilization rates for the different types of soil in which sugarcane is cultivated at a sugar mill in Tabasco, México. To identify cartographic soil subunits aerial photographs interpretations, field observations and soil drillings to a depth of 1.2m were used. For each subunit, the agrologic profiles were described and physical and chemical analyses were performed to classify the soil. Fertilization rates (DF) of N, P and K were estimated for each soil subunit with a model based on i) balance of nutrient demand (DEM) of the crop, estimated by determination of dry matter production and N, P, and K accumulation in the sugarcane aerial biomass; ii) nutrients supplied by the soil (SUM), calculated from soil chemical analysis for P and K, and by the N contributions from crop residues and their management; and iii) fertilizer efficiency (EF). Three major soil groups were found and classified in subunits. Ffertilization rates adjusted to generate a recommendation for each soil subunit were (kg/ha of N, P₂O₅, K₂O) 130-80-60, 150-60-60 and 160-80-60 for the Fluvisol eutric soils, and 130-60-80, 140-80-80 and 160-80-80 for the Fluvisol gley-eutric soils according to their acid, neutral or basic pH; 120-60-60 for the Gleysol eutric soils with acid and neutral pH; 140-60-80 for the Gleysol molic soil; 160-60-60 and 160-80-80 for Vertisol eutric soils with acid and neutral pH; and 160-60-60 for the Vertisol pelic soil with acid or neutral pH. For the adjustment, the demand for expected yields in each soil type and the maintenance of soil fertility were considered.

Resumo

Utilizou-se o Sistema Integrado para Recomendar Doses de Fertilização (SIRDF) para gerar doses de fertilização para cana de açúcar cultivada em diferentes solos de um engenho em Tabasco, México. Identificaram-se unidades cartográficas de solos mediante interpretação de fotografias aéreas, recorridos de campo e sondagens a 1,2 m de profundidade. Em cada unidade se descreveram perfis agrológicos e se efetuaram análises físicas e químicas para classificar o solo. Estimou-se a dose de fertilização (DF) de N, P e K para cada subunidade de solo mediante um modelo baseado no balance entre; i) demanda de nutriente (DEM) pelo cultivo, estimada pela produção de matéria seca e a concentração de N, P e K da biomassa aérea; ii) subministro pelo solo (SUM) de P e K, estimado a partir da análise química de solos, e de N, segundo a quantidade dos resíduos de colheita e sua manipulação; e iii) eficiência do fertilizante (EF). Definiram-se três grupos maiores de solos que se classificaram em subunidades. As doses de fertilização ajustadas (kg/ha de N, P₂O₅ e K₂O) foram 130-80-60, 150-60-60 e 160-80-60 para fluvissolos êutricos e 130-60-80, 140-80-80, 160-80-80 para Fluvissolos eutri-gleicos, segundo fosse o pH; ácido, neutro ou alcalino; 120-60-60 para Gleissolos êutricos com pH ácido e neutro; 140-60-80 para o Gleissolo mólico; 160-60-60 e 160-80-80 para Vertissolos êutricos de pH ácido, e neutro, e alcalino; e 160-60-60 para Vertissolos pélicos com pH ácido ou neutro. Para o ajuste se considerou a demanda para um rendimento esperado por tipo de solo e a manutenção da fertilidade do solo.

Palabras clave / Caña de Azúcar / Fertilización / Saccharum officinarum / Suelos /

Recibido: 16/12/2004. Modificado: 24/05/2005. Aceptado: 01/06/2005.

El presente estudio fue llevado a cabo en el Ingenio Santa Rosalía, localizado en la región de la Chontalpa, estado de Tabasco, México. Su área de abastecimiento abarca 9670ha de caña de azúcar, en las cuales se ha aplicado por más de 32 años la dosis de fertilización 120-60-60, sin considerar la variedad y el tipo de suelo. El rendimiento promedio obtenido en la zafra 2002/2003, utilizando la dosis de fertilización referida fue de 60t/ha (CNIAA, 2003), inferior al obtenido por el Ingenio Dos Patrias, ubicado en el municipio de Teapa, Tabasco, para la misma zafra (80t/ha). En la región de la Chontalpa se han obtenido rendimientos experimentales de caña de 150, 130 y 110t/ha para el ciclo plantilla, soca y resoca, respectivamente, utilizando la dosis de fertilización de 160-80-80 en las variedades Méx 69-290 y SP 70-1284 (Salgado et al., 2000a, 2003b). Esto ha conducido a una revisión del programa de manejo agronómico del cultivo de caña de azúcar en el Ingenio Santa Rosalía. Entre las metodologías utilizadas para determinar la dosis óptima económica se encuentra la de recomendaciones específicas por agrosistemas, la cual consume mucho tiempo y recursos económicos (Etchevers y Volke, 1991).

En la última década las metodologías para generar recomendaciones de dosis de fertilización han recibido atención preferente de especialistas en fertilidad de suelos (Etchevers y Volke, 1991; Rodríguez, 1993; Salgado et al., 2000a) y de economistas, debido a la creciente necesidad de utilizar con mayor eficiencia los fertilizantes (Volke y Etchevers, 1994; Martínez y Martínez, 1996), al incremento de sus precios y al imperativo de conservar el ambiente (Weier et al., 1996; Salgado et al., 2001). Uno de los enfoques que ha recibido un énfasis especial, por su sistema integrador, es el Sistema Integrado para Recomendar Dosis de Fertilización (SIRDF), que consta de ocho fases (Salgado et al., 2000b; Palma-López et al., 2002):

1- Diagnóstico del campo cañero para determinar la presencia de plagas, enfermedades, malezas, excesos de humedad, y áreas con o sin población de tallos homogénea.

2- Caracterización climática para definir áreas con la misma precipitación de acuerdo a los polígonos de Thiessen (Tabios y Salas, 1985).

3- Estudio agrológico para definir los principales grupos mayores y/o subunidades de suelo en el área de influencia del ingenio (FAO, 1999; Soil Survey Staff, 1998).

4- Muestreo de suelos para caracterizar la fertilidad de cada una de las unidades de suelos y, calcular el suministro de N, P y K del suelo (Salgado et al., 1999).

5- Estimación del rendimiento potencial a partir de un muestreo de biomasa área en cada una de las subunidades de suelo. Se determina la producción de materia seca de tallos y paja, así como la concentración de N, P, K, información necesaria para estimar la demanda de nutrientes por subunidad.

6- Determinación de las dosis de fertilización utilizando el modelo conceptual. Las bases del modelo indican que para alcanzar un máximo rendimiento por condición agroecológica, se debe satisfacer el balance entre la demanda del nutriente por el cultivo (DEM) y el suministro que hace de éste el suelo (SUM). Si la demanda de un nutriente es mayor que el suministro, se producirá un déficit que es necesario suplir con fertilización. Cuando la demanda es menor que el suministro, se aplicará una dosis para mantener la fertilidad del suelo y el rendimiento de caña, con base en criterios agronómicos y experiencia regional. La dosis de fertilización (DF, en kg/ha) en situaciones de déficit nutritivo estará definida por la demanda, el suministro y por la eficiencia de aprovechamiento del fertilizante por el cultivo (EF), ya que solo parte del nutriente aplicado es aprovechado. El modelo operativo para calcular la dosis de fertilización, se resume en la ecuación (Rodríguez, 1993)

DF = (DEM-SUM)/EF

donde DEM: cantidad teórica, en kg/ha, que un cultivo requerirá para alcanzar el máximo rendimiento con cierto grado de probabilidad y se calcula, en general, con base en el requerimiento interno crítico del cultivo y, a veces, a 90% de éste y la producción de biomasa asociada a dicho rendimiento; SUM: capacidad del suelo, en kg/ha, para aportar el elemento; y EF: eficiencia de la planta para absorber el nutriente disponible. Para el N el suministro depende de factores de suelo y clima que afectan la mineralización de la materia orgánica del suelo y de los residuos de cosecha del ciclo anterior; para el P el aporte depende de factores del suelo, como su capacidad de fijación y de manejo, en relación con fertilizaciones previas y su acumulación en los reservorios lábiles y no lábiles. La eficiencia de absorción de cada nutriente por la planta depende del tipo de sistema radicular (densidad de raíces para el caso de P y K, y profundidad para el caso de N (Rodríguez, 1993). Un índice de suministro de nutrientes por el suelo (SUM), para el P y K, lo proporciona el análisis de suelo. Sin embargo, para el N, Rodríguez (1993) consideró que el suministro no es adecuadamente medido mediante índices químicos, y que más bien es función de los residuos de cosecha y las raíces incorporadas, así como del N inmovilizado de la fertilización del ciclo anterior, cuando el sistema se encuentra en equilibrio. Para el caso del P, el suministro es cuantificado a través del método de Olsen, conjuntamente con la eficiencia de absorción del cultivo, según el tipo de sistema radical; y para el K se mide la forma intercambiable y la capacidad tampón del suelo, y la eficiencia de absorción del cultivo, según el tipo de sistema radical. La eficiencia es la cantidad de nutriente del fertilizante aplicado al suelo que es aprovechado por la planta y depende de factores como el tipo de cultivo, clase de suelo, la fuente de fertilizante, la época y forma de aplicación.

7- Generación de las recomendaciones de manejo de fertilizantes tomando en consideración la unidad de suelo, el pH, y las fuentes de fertilizantes (Salgado et al., 2000b).

8- Establecimiento de parcelas de validación de las recomendaciones de fertilización, para lo cual se selecciona una parcela por unidad de suelo, se fertiliza con la recomendación y se verifica el estado nutricional a los 3 meses y los rendimientos de caña al momento de la cosecha.

El objetivo del trabajo fue generar recomendaciones de fertilización por subunidad de suelo a través del Sistema Integrado para Recomendar Dosis de Fertilización (SIRDF) en el Ingenio Santa Rosalía (ISR) de Tabasco, México.

Materiales y Métodos

La metodología basada en el SIRDF se aplica por primera vez en su versión mejorada en caña de azúcar. En este trabajo únicamente se presentan las fases de caracterización climática, estudio agrológico, muestreo de suelos, estimación del rendimiento potencial de caña de azúcar, aplicación del modelo conceptual y generación de dosis de fertilización por subunidad de suelo (Salgado et al., 2000b). El trabajo se llevó a cabo de enero de 2001 a junio de 2002.

Caracterización climática

Consistió de dos fases. En la primera se analizaron los registros de temperaturas máximas y mínimas (ºC), precipitación (mm) y evaporación (mm), obteniéndose datos promedios mensuales de cada variable de la estación climatológica del Ingenio Santa Rosalía (ISR) desde 1990 al 2001. Con esta información se generó un climograma. Para la segunda fase, se utilizaron los datos de precipitación (mm) de 11 estaciones climáticas cercanas a la zona de abastecimiento del ISR, con los que se calcularon los promedios mensuales durante los últimos 10 años (1992 a 2001). Cada estación se georreferenció sobre el mapa de suelos obtenido del Ingenio. Luego se realizó la definición de áreas con precipitación similar, de acuerdo a los polígonos de Thiessen (Tabios y Salas, 1985), utilizando para ello el programa Arc Gis 9 del ESRI.

Estudio agrológico

Recolección de información. En esta etapa, se revisó y recolectó la información sobre la superficie cañera del ISR, el padrón de productores del ingenio, las necesidades y requerimientos de N, P y K del cultivo de la caña de azúcar, la información sobre el manejo agronómico del cultivo de la caña de azúcar, los datos meteorológicos, la cartografía y fotografías aéreas del Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI) realizadas sobre la región bajo estudio.

Fotointerpretación. La cartografía de suelos se realizó con base en la fotointerpretación de fotografías aéreas, escala 1:75000 (INEGI, 1995). Posteriormente, se transfirió la información de las fotografías aéreas al mapa topográfico, escala 1:50000 (INEGI, 1986).

Definición y caracterización de las unidades de suelo. Realizada la fotointerpretación del área, se definieron los sitios de muestreo por cada unidad cartográfica definida. La rectificación de la cartografía del suelo se realizó por medio de pozos agrológicos (calicatas) a 1,50m de profundidad en promedio, describiéndose 34 perfiles de suelo (Cuanalo, 1981). Por cada horizonte del perfil se formaron muestras que se secaron al aire y a la sombra, se molieron con mazo de madera y se pasaron a través de un tamiz de 2mm. El análisis correspondiente se realizó de acuerdo con los métodos descritos en NOM (2000). A partir de la descripción de perfiles in situ y del análisis físico y químico, se procedió a la clasificación de los suelos, tomando el Referencial Mundial de Suelos (FAO, 1999), identificándose las diferentes subunidades de suelo que conforman el área de estudio.

Diagnóstico de la fertilidad de las subunidades de suelos

Después de ubicar geográficamente los tres grupos mayores de suelos, Vertisol, Fluvisol y Gleysol, se procedió a seleccionar las parcelas a muestrear, considerando la pendiente y la localización de las mismas. En cada sitio se colectaron 6 submuestras, siguiendo un recorrido en zig-zag; tres sobre el surco de caña y tres en el entresurco (Salgado et al., 1999), a la profundidad de 0 a 30cm. En total se tomaron 171 muestras compuestas. Se determinaron los contenidos de materia orgánica (MO), N total, P-Olsen, K, Ca, Mg, Na, Fe, Cu, Mn, Zn, capacidad de intercambio catiónico (CIC) y la textura, con los procedimientos de la NOM (2002).

Muestreo de biomasa aérea de caña de azúcar

Para cuantificar el rendimiento potencial y estimar la demanda de nutrientes por la caña de azúcar, se midió la biomasa aérea en la etapa de madurez, a los 11 meses de edad del cultivo. Para ello se cosechó 1m lineal de biomasa, la cual se multiplicó por 0,3 para corregir el rendimiento de tallos zafrables (t/ha) y expresar la demanda de los nutrientes en kg/ha. El sitio de muestreo se ubicó a 4m de la orilla de la parcela. Después de pesar la muestra, se seleccionaron al azar cuatro tallos de caña. Se separaron en tallo y paja, y se molieron separadamente en una picadora tipo Chetumal. De cada muestra homogeneizada se tomó una submuestra de 400g que se secó en estufa a 70ºC hasta peso constante. El porcentaje de humedad por submuestra sirvió de base para determinar la producción de materia seca (MS). Las submuestras se pasaron a través de una malla de 2mm en el molino Wiley para el análisis de N, P, K, Ca, Mg, Na, Fe, Cu, Mn y Zn según los métodos señalados por Jones et al. (1991).

Cálculo de las dosis de fertilización

Para generar las dosis de fertilización de N, P y K por subunidad de suelo, se procedió a calcular los parámetros del modelo conceptual DF= (DEM-SUM)/EF, de la siguiente manera (Rodríguez, 1993):

Demanda. Para determinar la demanda de N, P y K, se utilizó la materia seca (MS) del cultivo de caña correspondiente a paja y tallos según la ecuación

DEM(kg/ha) = MSP(NP/100) + MST(NT/100)

donde MSP: materia seca de paja en kg/ha, NP: porcentaje de nutriente en la paja, MST: materia seca de tallo kg/ha, y NT: porcentaje de nutriente en el tallo.

Suministro. En el caso del nitrógeno, se consideró que únicamente 10% de la demanda total de este elemento se incorpora al suelo a través de la desintegración de las hojas durante el periodo de crecimiento del cultivo y las raíces (Hernández et al., 1995; Inman-Barber et al., 2002); el resto se pierde en el campo con la quema de residuos y el transporte de los tallos al molino (Smith et al., 1951; Palma-López et al., 1998; Salgado et al., 2001). La ecuación utilizada es

SUM-N = (DEM-N×0,10) + NDS

donde NDS: nitrógeno derivado del suelo, estimado en 50kg/ha, de acuerdo con el rendimiento de caña de azúcar obtenido sin fertilización (Salgado et al., 2001; Salgado et al., 2003b).

Para fósforo y potasio las ecuaciones utilizadas fueron

SUM-P = (P suelo (mg/kg) × Ec) + ((MSP × 0,6) × (%P de paja/100))

SUM-K = (K suelo (mg/kg) × CK) + ((MSP × 0,6) × (%K de paja/100))

donde el índice de eficiencia del cultivo (Ec) para gramíneas indica que por 1mg/kg de P Olsen, el cultivo absorbe 1,7kg de P del suelo (Rodríguez, 1993). La eficiencia de absorción de K (CK) indica que por 1mg/kg de K intercambiable, el cultivo absorbe 1,4kg de K en suelos francos y 1,3kg de K en suelos arcillosos (Rodríguez, 1993). Para el cálculo del suministro del P y K, se considera que únicamente el 60% de la materia seca de paja es mineralizada en el primer año.

Eficiencia (EF). Para el N, la eficiencia utilizada fue de 60% (FAO, 1984), aunque resultados reportados por Salgado et al. (2001) mostraron eficiencias de 18%. Sin embargo, el N del fertilizante aplicado estimula la actividad microbiana mineralizándose mayor cantidad de N, el cual es tomado por el cultivo. Para el caso del P, la eficiencia para el Fluvisol y Vertisol es de 30 y 40%, respectivamente. Los suelos del sitio de estudio pertenecen a estos grandes grupos. Para el K, la eficiencia estimada es de 65 y 60% para suelos francos y arcillosos.

Resultados y Discusión

Caracterización climática

Durante el período de crecimiento y desarrollo del cultivo (mayo a diciembre), la precipitación acumulada fue de 1592,3mm y la temperatura superior a 20°C (Figura 1). En contraste, de enero a abril la precipitación fue mínima (286,4mm), lo que permitió la maduración y cosecha del cultivo. De acuerdo con este análisis, el clima en el área de abastecimiento es adecuado para el cultivo de la caña de azúcar a excepción de la precipitación, ya que el exceso de humedad en el suelo llega a causar la muerte de la cepa de caña y dificulta las labores de cultivo, por lo que la adopción de un programa de drenaje superficial permitiría obtener un mejor manejo agronómico del cultivo e incrementar el rendimiento. Resultados experimentales con el uso del drenaje subterráneo en caña de azúcar en el Ingenio Presidente Benito Juárez, ubicado también en la región de la Chontalpa, han mostrado rendimientos de 160t/ha de caña en el ciclo plantilla y un suelo Vertisol, con un espaciamiento de drenaje de 30m (Salgado et al., 2003a).

En la Figura 2 se presentan los nueve polígonos de Thiessen. Para mayor definición, véase esta figura en la versión electrónica de este trabajo, en www.interciencia.org. En la zona de abastecimiento del ISR, el intervalo de precipitación va de 1890 a 2246mm. Las mayores precipitaciones ocurren de la parte sur a la oeste del ISR, coincidiendo con la distribución de las subunidades Vertisoles éutrico y pélico, Fluvisol eutri-gléyico, y Gleysoles mólico y éutrico. Las menores se registran del este al norte del ISR. Una ventaja de contar con estos polígonos es la programación de la zafra, ya que la cosecha se puede iniciar en aquellas plantaciones de caña localizadas en los polígonos de menor precipitación y después continuar con aquellos de mayor precipitación.

Descripción de las subunidades de suelos

El estudio de suelos se realizó en una superficie total de 68430ha, de las que únicamente 9670ha comprenden el área de abastecimiento del ISR. En la Tabla I se presentan las propiedades químicas y físicas de las subunidades de suelos.

Fluvisoles éutricos (FLeu). Los Fluvisoles son suelos con propiedades flúvicas y en esta subunidad tiene una tasa de saturación de bases ³50%, al menos entre 20 y 100cm de profundidad, sin que sean calcáreos a esa profundidad. No tienen horizontes sulfúricos, ni materiales sulfídicos dentro de los 125cm de profundidad, y tampoco presentan propiedades sálicas (FAO, 1999). Estos suelos ocupan una extensión de 16963,76ha, que representa el 24,79% de la superficie total del área de estudio. Se distribuyen prácticamente en forma paralela a los cauces de los ríos y arroyos. Fisiográficamente se localizan sobre bordos aluviales recientes, con pendientes convexas de <3%. El material parental está conformado por sedimentos aluviales del Cuaternario reciente y, en parte de los casos, aún activos. Los Fluvisoles éutricos poseen buena permeabilidad, son profundos, texturas medias o medias sobre gruesas, de poco desarrollo (presentan únicamente horizontes A y C diferenciados por el grosor del sedimento aluvial), suficientemente ricos en nutrientes y materia orgánica, con buena agregación, buena actividad biológica y buen drenaje superficial, siendo considerados como los mejores suelos del estado de Tabasco (Palma-López y Cisneros, 2000). Se clasifican según su capacidad de uso como de primera clase (Clase I), sin deméritos para su uso agrícola (IMTA, 1988).

Fluvisoles eutri-gléyicos (FLgleu). Son suficientemente ricos en nutrientes y materia orgánica, sin embargo por su ubicación en la vega de río son inundables temporalmente, por lo que la circulación del agua internamente, sobre todo en la época de lluvias, se ve reducida y puede presentar algunos fenómenos vinculados con la gleyzación. El término gléyico se refiere a la evidencia de características gléyicas entre los 50 y 100cm desde la superficie, las cuales se desarrollan si están completamente saturados con agua freática, a menos que esté drenado por un período que permita la ocurrencia de condiciones reductoras, y muestran un patrón de color grisáceo o azuloso (FAO, 1999; Palma-López y Cisneros, 2000). Los Fluvisoles eutri-gléyicos cubren 18503,42ha que corresponden al 27,04% de la superficie total del área de estudio. Se clasifican por su capacidad de uso como II/D2, es decir que son suelos de segunda clase por inundación temporal (IMTA, 1988).

Gleysol éutrico (GLeu). Los Gleysoles muestran características gléyicas en los primeros 50cm de profundidad. Los Gleysoles éutricos son aquellos con tasa de saturación de bases ³50%, al menos entre los 20 y 100cm de profundidad, sin más horizontes de diagnóstico que un A ócrico o un B cámbico. Ocupan un área de 5925,88ha que corresponde al 8,66% del área total. Se distribuyen principalmente en las partes bajas cercanas a los cauces de los ríos y arroyos. Fisiográficamente ocupan superficies cóncavas con pendientes <0,5%. El material parental son sedimentos aluviales recientes. En general son suelos profundos con horizontes A y C no muy desarrollados, ricos en nutrientes, anegados la mayor parte del año y con manto freático elevado. Se clasifican como V/D3D4C1, por manto freático elevado, permeabilidad lenta y régimen de humedad ácuico (IMTA, 1988).

Gleysol mólico (GLmo). El Gleysol mólico es un suelo con horizonte superficial bien estructurado, oscuro, con saturación de bases ³50%, moderado a alto contenido de CO. Son muy parecidos a los Gleysoles éutricos (FAO, 1999; Palma-López y Cisneros, 2000), con excepción de que estos últimos no presentan un horizonte A tan enriquecido en materia orgánica y por lo tanto no es tan friable como en el caso del horizonte A mólico. Esta subunidad cubre 1877,98ha que representan el 2,74% del área. Se clasifica por su capacidad de uso como VII/D3D2C1, por manto freático elevado, inundación temporal y régimen de humedad ácuico (IMTA, 1988).

Vertisol éutrico (VReu). Son suelos profundos, de textura arcillosa, que normalmente presentan solamente horizontes A y C que se diferencian por el grado de agregación. Las características principales de los Vertisoles de Tabasco están determinadas por la gran cantidad de arcillas expandibles que contienen, por lo que son suelos pesados para el manejo con maquinaria; en la época de lluvias se anegan fácilmente volviéndose resbalosos e impermeables, mientras que en la época de secas son duros y con grietas profundas, lo cual dificulta la labranza y rompe las raíces de las plantas (FAO, 1999; Palma-López y Cisneros, 2000). El material parental de estos suelos esta constituido por sedimentos aluviales del Cuaternario reciente. Los Vertisoles éutricos tienen un porcentaje de saturación de bases ³50%, al menos entre 20 y 50cm de profundidad; no presentan horizonte cálcico o gypsico. Esta subunidad abarca 16372,93ha, 23,93% del área de estudio.

Vertisol pélico (VRpe). Presenta características similares con el Vertisol éutrico, sin embargo son más oscuros ya que presentan chromas menores que 1,5 (FAO, 1999; Palma-López y Cisneros, 2000). La extensión de esta subunidad es de 3363,44ha, 4,92% del área de estudio. Se clasifican como: III/D4D3D1, por lo que su uso agrícola se encuentra restringido por manto freático elevado, permeabilidad lenta y textura arcillosa (IMTA, 1988).

Estimación de la demanda de N, P y K

En la Tabla II se presentan los rendimientos de caña y la materia seca de tallo y de paja obtenidos en las diferentes subunidades de suelos. La relación paja:tallo promedio observada fue 0,98 ±0,42, indicando mayor producción de paja que tallos, probablemente debido al exceso de humedad en los suelos del ISR. La relación paja:tallo que se observa en las cañas bien desarrolladas es de 0,35 (Inman-Barber et al., 2002; Salgado et al., 2001). Este desbalance puede ser una explicación a los bajos rendimientos de caña observados en la mayoría de las subunidades de suelo. El gradiente de potencial de producción, de mayor a menor, siguió a nivel de grupo mayor de suelos el orden Vertisol>Fluvisol>Gleysol, contrariamente al potencial de rendimiento reportado por Palma-López et al. (1998), quienes observaron un gradiente diferente (Fluvisol>Cambisol>Vertisol) en los suelos del ingenio Presidente Benito Juárez.

Las concentraciones de nutrientes en el tallo y la paja se presentan en la Tabla III. En general, los tallos presentaron menores concentraciones que la paja. El pH de las diferentes subunidades fue ácido, a excepción del Vertisol éutrico. En suelos de ácidos el Fe es tomado en grandes cantidades por la paja, superando al intervalo óptimo (40-250mg/kg, según Jones et al., 1991), mientras que en suelos neutros y moderadamente alcalinos se reduce su concentración. Por el contrario, el contenido de Cu en la paja se ubica en el límite crítico independientemente del pH del suelo. Las concentraciones de Mn y Zn son adecuadas según Jones et al. (1991), aún cuando el Zn presentó una baja concentración en el suelo de pH neutro y moderadamente alcalino. Lo anterior demuestra la habilidad del cultivo de caña de tomar los nutrientes aun cuando estos se encuentran en el suelo en bajas concentraciones.

En la Tabla IV se observa que la paja extrajo más N, P₂O₅ y K₂O que los tallos, lo cual se atribuye a la relación paja:tallo desbalanceada. Las condiciones de exceso de humedad alteran el patrón de crecimiento de la caña de azúcar, produciendo más follaje y por lo tanto removiendo del suelo mayor cantidad de nutrientes, que en el caso de N y S se perderán con la quema de la caña. La demanda total de N varió de 59,8 a 200kg/ha, las de P₂O₅ de 33,3 a 172kg/ha, y las de K₂O de 86,4 a 417,5kg/ha. Las demandas se relacionaron positivamente con los rendimientos estimados (Palma-López et al., 2002).

Suministro de N, P y K

En la Tabla V, se presentan los promedios de los valores de las propiedades químicas de las subunidades y la desviación estándar (DS). El contenido de MO de los suelos varió de 1,8 a 2,6%, contenidos que son considerados de bajos a intermedios (NOM, 2000). El P y K se encuentran en niveles adecuados y los contenidos de arcilla son altos. Así, los principales factores limitantes detectados para la caña de azúcar con base a su fertilidad son: la presencia de arcilla, que favorece la retención de humedad en exceso, y la desnitrificación (Weier, et al., 1996); la acidez del suelo, que disminuye la disponibilidad de los nutrientes para el cultivo de la caña de azúcar; y las deficiencias de P, K, y Zn (Hartemink, 1998). Para corregir la acidez se recomienda aplicar 400kg/ha de cal dolomítica (Núñez, 1985) y para corregir las deficiencias de Zn en suelos neutros y alcalinos (Tabla V), se deben aplicar 2kg/ha de sulfato de Zn al suelo.

Para el cálculo del suministro se consideraron los datos promedios de P y K de las subunidades de suelos (Tabla I), y la demanda de N, P y K de la paja (Tabla VI). En esta última tabla se presenta el suministro de N, P₂O₅ y K₂O. Con respecto a N, el Gleysol tiene menor capacidad de suministro que el Vertisol y Fluvisol, lo cual puede deberse al proceso de desnitrificación (Weier et al., 1996). Para el P se observa que en suelos con pH moderadamente alcalino, la capacidad de suministrar este elemento es menor que en suelos moderadamente ácidos y neutros. Las subunidades del Fluvisol aportan más K que las del Vertisol y del Gleysol, debido a la presencia de minerales primarios en el suelo (Salgado et al., 2004).

Dosis de fertilización por subunidad de suelo

Con los datos obtenidos de la demanda y del suministro se realizó el balance (Tabla VI). Los números con signo negativo indican que el suelo aporta más nutrientes de los que requiere el cultivo (Rodríguez, 1993; Volke y Etchevers, 1994; Palma-López et al., 2002), por lo que se debe aplicar una dosis de manutención para P y K y así asegurar la fertilidad del suelo. Cuando se produce déficit como en el caso de N, se divide entre la eficiencia de utilización del nutriente para calcular la dosis de fertilización (FAO, 1984; Rodríguez, 1993; Salgado et al., 2001). El Fluvisol éutrico aporta mucho K, pero requiere de P. El Fluvisol eutri-gleyico requiere de ambos nutrientes en cantidades mayores a la dosis 120-60-60, usada por el ingenio durante los últimos 32 años. Esta dosis coincide con la dosis 160-80-80 encontrada a través de ensayos de campo en el ingenio Presidente Benito Juárez para Vertisoles y Fluvisoles (Salgado et al., 2000a; Salgado et al., 2003b). El balance del Gleysol éutrico, indica que este suelo aporta los nutrientes que el cultivo requiere. Sin embargo, en la medida en que se mejore el drenaje, los rendimientos de caña se incrementaran y la demanda de N, P y K también aumentará, por lo que se recomienda seguir aplicando la dosis 120-60-60 (Salgado et al., 2003a). Para el caso del Gleysol mólico y los Vertisoles se incrementan las dosis de fertilización en función de los rendimientos (Tabla VI). Los niveles de N, P y K recomendados se ubican dentro de los requerimientos óptimos, tal como lo indican Palma-López et al. (2002); Salgado et al. (2003b). En la Figura 3 se presentan las dosis de fertilización por subunidad y pH del suelo. Para mayor definición, véase esta figura en la versión electrónica de este trabajo, en www.interciencia.org.

Recomendaciones de fertilización

Fuentes de fertilizantes. Para el cultivo de la caña de azúcar se ha utilizado por muchos años el complejo 20-10-10, cuya ventaja es su facilidad para la aplicación, ya que no requiere mezclarse al momento de la aplicación. Sin embargo, se debe tomar en cuenta el costo del fertilizante (Salgado et al., 2000b). En la Tabla VI se indican las cantidades de fertilizante comercial que se deben aplicar por hectárea, según la dosis recomendada. Otra fuente de fertilizante es la combinación del Triple 17 + Urea. Actualmente la empresa FYPA maneja un Triple 17 con Zn, el cual resulta muy adecuado para los suelos neutros y moderadamente alcalinos del área de abasto del ISR.

Costo. El costo del Complejo 20-10-10 es de $3070, de la Urea es de $3850 y del Triple 17+Zn $3440 por tonelada (precios al 13/11/2004 según FYPA S.A.). El costo de la dosis de fertilización 160-80-80 para el Vertisol éutrico con pH neutro es, para el Complejo 20-10-10 de 3070×0,8= $2456 por ha, y para Urea+Triple 17+Zn es de (3850×0,174)= $670 y (3440×0,470)= $1617, con un total de $2227. Como se observa, la opción de fertilizar con Urea más Triple 17, resulta más económica, ya que se ahorran $229 por ha.

Época. La fertilización debe realizarse de uno a tres meses después del rebrote, siendo la mejor edad la de tres meses, porque inicia el amacollamiento (Salgado et al., 2003a). No se recomienda aplicar el fertilizante al momento de la siembra.

Forma de aplicación. Debe realizarse en forma mecanizada, ya que se deposita el fertilizante en el suelo y se evita la volatilización de la Urea (Salgado et al., 2001). Este último proceso se favorece en suelos con pH alcalinos. La fertilizadora con disco mejora la eficiencia de la aplicación del fertilizante, ya que se aplica a la cepa de la caña.

Conclusiones

Se establecieron nueve polígonos de Thiessen en la zona de abastecimiento del Ingenio Santa Rosalía, donde la precipitación fluctuó de 1890 a 2246mm anuales.

Las subunidades de suelos del área de abastecimiento del ISR son Fluvisol éutrico, Fluvisol eutri-gléyico, Gleysol éutrico, Gleysol mólico, Vertisol éutrico, y Vertisol pélico. El análisis de la fertilidad establece que los factores limitantes son arcilla, humedad, acidez y deficiencias de P, K y Zn. La relación paja:tallo observada mostró desbalance, lo que ocasiona que la caña produzca más follaje reduciendo el rendimiento de tallo y azúcar. A través del modelo conceptual se establecieron 14 dosis de fertilización (N, P₂O₅ y K₂O en kg/ha): 130-80-60, 150-60-60, 160-80-60 para los Fluvisoles éutricos con pH ácido, neutro y alcalino; 130-60-80, 140-80-80, 160-80-80 para los Fluvisoles éutri-gleyicos con pH ácido, neutro y alcalino, respectivamente; 120-60-60 para el Gleysol éutrico con pH ácido y neutro; 140-60-80 para el Gleysol mólico; 160-60-60 y 160-80-80 para el Vertisol éutrico de pH ácido, y neutro y alcalino, respectivamente; 160-60-60 para el Vertisol pélico de pH ácido y neutro, respectivamente.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen al SIGOLFO (00-01-003T), a la Fundación Produce Tabasco A.C. (FP1-06) al Comité de Producción Cañera del ISR por el apoyo económico y facilidades para la realización del presente trabajo.

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