Luis Bastidas1, Ramón Rea2, Orlando De Sousa-Vieira3, Edith Hernández3 y Rosaura Briceño3
1 Universidad Nacional Experimental Francisco de Miranda. Coro. Venezuela
2 Fundación Instituto de Estudios Avanzados. Caracas. Venezuela. e-mail: rrea@idea.gob.ve; ramonrea@hotmail.com
3 Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas, INIA-Yaracuy. San Felipe. Venezuela
RESUMEN
Existe poca información relacionada con el comportamiento agronómico de la caña de azúcar (Saccharum spp. híbrido) con fines multipropósitos en Venezuela. En la presente investigación se evaluaron cinco cultivares (B80-549, CR74-250, V71-39, B80-408 y PR 61-632) en Santa Cruz de Bucaral, estado Falcón, durante dos años o ciclos de cultivos (plantilla y soca). Mediante un análisis de componentes principales se examinaron las variables siguientes: número de tallos por metro lineal de surco (NTMS), altura de las plantas (AP), diámetro de los tallos (DT), tonelaje de materia verde por hectárea (TMVH), contenido de proteína cruda (PC), cenizas (CEN), calcio (Ca) y fósforo (P), valor relativo forrajero (VRF), relación hoja/tallo (H:T), porcentaje de sólidos totales (BRIX), índice de maduración (IM), toneladas de caña por hectárea (TCH), toneladas de azúcar por hectárea (TPH) y toneladas de panela por hectárea (TPAH). Los resultados mostraron que existe una reorganización en el comportamiento agronómico y productivo de los cultivares con la edad y el ciclo de cosecha, lo que establece de manera general diferencias entre dos grupos de los cultivares estudiados. Un primer grupo que presentan las cañas de mayor productividad en materia verde, caña, azúcar y panela, conformado por los cultivares B80-549, CR74-250 y PR61-632 y un segundo grupo constituido por V71-39 y B80-408, que están relacionados mayormente con el número de tallos, porcentaje de sólidos totales en el jugo y el valor relativo forrajero.
Palabras clave adicionales: Nutrición animal, Saccharum spp., valor relativo forrajero
Analysis of agronomic variables in sugarcane cultivars with purposes sugar, forage and jaggery
ABSTRACT
]]> Little is known about the agronomic performance of sugarcane (Saccharum spp. hybrid) with multipurpose in Venezuela. In this research five cultivars (B80-549, CR74-250, V71-39, B80-408 and PR 61-632) were evaluated for two years (plant cane and first ratoon) in Santa Cruz de Bucaral, Falcon State. Analyses of principal components were applied at the following agronomic variables: Number of stalk per lineal meter (NTMS), plant height (AP), stalk diameter (DT), tonnage of green matter per hectare (TMVH), raw protein content (PC), ash (CEN), calcium (Ca) and phosphorus (P), relative feed value (VRF), leaf/stalk relationship (H:T), total soluble solids (BRIX), maturation index (IM), tons of cane per hectare (TCH), tons of sugar per hectare (TPH) and tons of panela per hectare (TPAH). The results showed that reorganization exists in the agronomic and productive behavior of the cultivars with the age and the crop cycle, establishing a general difference between two groups of the studied cultivars. The first group represents the most productive plants in green matter, cane yield, sugar and panela, comprising cultivars B80-549, CR74-250 and PR61-632, and a second group consisting of V71-39 and B80-408, which are related mainly to the number of stems, percentage of total solids in the juice, and relative feed value.Additional key words: Animal nutrition, Saccharum spp., relative feed value
Recibido: Octubre 5, 2011 Aceptado: Mayo 7, 2012
INTRODUCCIÓN
La caña de azúcar es uno de los cultivos tropicales que produce más biomasa por unidad de superficie y con mayor eficiencia en cuanto a la captura de energía solar con respecto a cualquier otra planta. Además, tiene la ventaja de ser perenne, adaptable casi a cualquier suelo, resistente a las plagas, no provoca erosión y necesita pocos insumos de origen fósil. En Venezuela son diversas las zonas donde se cultiva la caña de azúcar (Hernández et al., 2002) y una de ellas la zona alta del estado Falcón, donde principalmente se ha cultivado la caña con fines paneleros, tal como es el caso del Valle de Santa Cruz de Bucaral, ubicado en el municipio Unión, donde existen diversos centrales paneleros (trapiches) que generan una importante actividad de tipo artesanal además de ser fuente de empleos para los pobladores de la zona. No obstante, en esa localidad la ganadería bovina constituye otra de las principales actividades económicas donde la caña de azúcar está siendo aprovechada para complementar la alimentación del ganado. Varios estudios se han realizados para evaluar el comportamiento de cultivares de caña de azúcar en Venezuela en cuanto a rendimiento en caña y azúcar (Rea y De Sousa 2002); alimentación animal (López et al., 2003; Bastidas et al., 2010) y calidad panelera (Hernández et al., 2002; Bastidas et al., 2009). El análisis de componentes principales ha sido utilizado por distintos investigadores para el estudio comparativo con diferentes propósitos en caña de azúcar; Santana et al. (1992) y Zambrano et al. (1995), en Venezuela, utilizaron esta metodología para el estudio de variedades de caña de azúcar bajo condiciones de propagación in vitro. En Cuba, esta metodología fue utilizada por Suárez et al. (2003) para el estudio con fines de alimentación animal de 26 genotipos de la caña de azúcar. En Brasil para estudiar variaciones de comunidades de nematodos en caña de azúcar (Mondino et al., 2010) y para evaluar variables agronómicas y calidad nutricional en accesiones de Brachiaria spp. (Canchila et al. 2008), Ocimium basilicum (Fenech et al., 2008) y Manihot esculenta Crantz (Chioma y Trinitas, 2009). En este trabajo el objetivo fue evaluar el comportamiento agronómico y productivo de cultivares de caña de azúcar (Saccharum spp. híbrido) con fines azucareros, paneleros y forrajeros mediante el uso de análisis de componentes principales.
MATERIALES Y MÉTODOS
La investigación se realizó en el sector Villa de Oro del Valle de Santa Cruz de Bucaral del municipio Unión, ubicado al sureste del estado Falcón, Venezuela, con latitud de 10º 50’ N, con una precipitación anual promedio de 838 mm, temperatura media de 21,1 ºC y humedad relativa media de 81 %. El material genético estuvo representado por los cultivares de caña de azúcar B80-549, CR74-250, V71-39, B80-408 y PR61-632. Las características más importantes de estos cultivares han sido señaladas previamente (Rea et al., 1994; Díaz et al., 2003) entre las que destacan una buena germinación, buena apariencia general, aceptable crecimiento inicial y encepamiento, buena producción de caña y de azúcar, y resistencia a las principales enfermedades causadas por virus, hongos y bacterias que afectan al cultivo.
El ensayo se condujo en campo durante 33 meses, sobre un suelo de textura arcillosa, bajo la modalidad de secano (sin riego) que es lo usual en la zona. Se utilizó un diseño experimental en bloques al azar con tres repeticiones y arreglo en parcelas divididas. Las parcelas principales estaban representadas por los cinco cultivares de caña de azúcar y las parcelas secundarias por cuatro edades de corte (4, 8, 12 y 16 meses). Las parcelas experimentales (parcelas secundarias) estaban conformadas por 3 surcos de 10 m de largo, separados a 1,5 m para un área de 45 m2. La separación entre bloques = 3 m, entre parcelas principales = 1,5 m, entre parcela secundarias = 3 m, para un área total del ensayo de 3294 m2. Se aplicó una dosis básica de NPK (kg·ha-1·año-1): 184 kg·N, 120 kg·P2O5 y 240 kg·K2O, fraccionada de acuerdo al número de cortes por año y ciclo de cosecha (plantilla: tres aplicaciones; primera soca: dos aplicaciones). Las variables de estudio fueron evaluadas en los ciclos de plantilla y primera soca, siendo la duración de cada ciclo el equivalente a la edad de corte respectiva.
Se realizaron evaluaciones a los 4, 8, 12 y 16 meses de edad de las plantas del número de tallos por metro lineal de surco (NTMS), altura de las plantas (AP), medida desde el nivel del suelo hasta la hoja con el primer labio visible (hoja TVD), diámetro de los tallos (DT), tonelaje de materia verde por hectárea (TMVH), obtenido al pesar todo el material vegetal (hojas+tallos) y relacionarlo con el equivalente a la superficie de una hectárea, contenido de proteína cruda (PC), cenizas (CEN), calcio (Ca) y fósforo (P) determinado por la metodología AOAC (2000), contenido de fibra detergente neutra (FDN) y fibra detergente ácida (FDA) según la metodología descrita por Van Soest y Wine (1967) y Mc Queen y Nicholson (1979). A partir de los valores de FDN y FDA se determinó el valor relativo forrajero (VRF) de los cultivares, siguiendo la metodología descrita por Linn y Martin (1999), la cual representa un método de valoración de los forrajes (gramíneas, leguminosas y mezclas) respaldada por la Asociación Americana de Pastos y Forrajes como criterio de calidad (Valle et al., 2007).
A los 8, 12 y 16 meses se evaluó la relación hoja/tallo (H:T) mediante el peso de la porción de hojas de las plantas con respecto al peso sus tallos (no se consideró la edad de 4 meses, ya que a esa edad las plantas mostraban básicamente sólo la porción de hoja), y sólidos solubles totales (SST) en el jugo de las cañas medido tanto en la parte superior (BST) e inferior (BIT) de los tallos, lo que permitió obtener el valor del Brix promedio.
]]> A los 12 y 16 meses se evaluó el índice de maduración (IM) relacionando los SST (Brix) de la parte superior de los tallos con los medidos en su parte inferior (IM = BST/BIT). El Pol % caña se determinó mediante el método del jugo prensado (Chen, 1997) el cual refleja la cantidad sacarosa aparente contenida en 100 partes de caña. El contenido de panela en caña (PA), expresado como kg de panela por cada 15 kg de caña (peso muestra) se determinó siguiendo el método simplificado de evaluación agroindustrial de variedades de caña panelera (MESIEVAI) descrito por Hernández et al. (2003). Estas variables intermedias se usaron para calcular el rendimiento en toneladas de caña por hectárea (TCH). Las cañas en las parcelas experimentales fueron cortadas separando los tallos del resto del material vegetal y el peso de estos tallos se relacionó con la superficie de una hectárea. Las toneladas de azúcar por hectárea, expresadas como toneladas de Pol por hectárea (TPH) se obtuvieron mediante la relación TPH = (Pol % caña x TCH)/100. Las toneladas de panela por hectárea (TPAH) se obtuvieron mediante la relación TPAH = (PA x TCH)/15.Los datos originales obtenidos a partir de la medición de las distintas variables contempladas en este estudio fueron reportados previamente en el trabajo de tesis de Bastidas (2008).
Utilizando el paquete estadístico Infostat v. 1.1 (Córdoba, Argentina) se realizó un análisis de componentes principales (espacio bidimensional) para las variables agronómicas medidas por edad de corte y ciclo de cosecha usando las variedades como criterio de clasificación.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Para el análisis de componentes principales realizado a los 4 meses de edad en plantilla, se observa en la Figura 1, la distribución de las ocho variables seleccionadas y los cinco cultivares estudiados, permitiendo explicar hasta el 75 % de la variabilidad total existente, donde la primera componente principal (CP1, eje horizontal) explicó por si sola hasta el 54 % de esta variabilidad, estableciendo diferencias entre los cultivares CR74-250 y PR61-632 con respecto a B80-408 y B80-549, debido fundamentalmente al contraste observado entre las variables PC, Ca, P, respecto de TMVH, NTMS, AP y VRF. Mientras que la segunda componente principal (CP2, eje vertical) que explicó el 21 % de la variabilidad total, separa al cultivar B80-549 respecto de B80-408 y V71-39, debido fundamentalmente al contraste existente entre la variable NTMS respecto de AP, P, CEN y VRF.
La Figura 2 muestra los resultados del ciclo primera soca a los 4 meses, cuya representación gráfica alcanza a explicar el 77 % de la variabilidad total existente, y donde el 44 % de esta variabilidad es explicada por la primera componente principal (CP1), la cual separa a los cultivares V71-39 y B80-408 respecto de CR74-250, debido al distanciamiento observado entre las variables NTMS, VRF y AP con relación a PC, P y TMVH. Entretanto, la segunda componente principal, la cual explicó el 33 % de la variabilidad total existente, permite diferenciar entre el cultivar V71-39 respecto de B80-408, debido principalmente a la variación originada entre la variable AP con respecto a CEN, Ca, y VRF. A la edad de 4 meses no se incluyó en el ACP la variable diámetro de los tallos (DT), debido a que a esta edad las plantas de caña en el ciclo plantilla eran muy pequeñas, ya que mostraba básicamente sólo la porción de hojas.
A los 8 meses, tanto en la plantilla como en la primera soca, se seleccionaron 11 variables de estudio (3 adicionales a las 8 variables utilizadas en el ACP a los 4 meses): NTMS, AP, TMVH, PC, Ca, P, CEN, VRF, H:T, DT y Brix. La Figura 3 muestra la ubicación de los cinco cultivares y las ocho variables en el mismo espacio bidimensional para la plantilla de 8 meses, permitiendo explicar hasta el 89 % de la variabilidad total existente, donde CP1 explicó el 69 % de esta variabilidad, estableciendo diferencias entre los cultivares V71-39 y B80-408 respecto a B80-549, CR74-250 y PR61-632, principalmente debido al contraste entre las variables Ca, NTMS, AP, VRF y BRIX respecto a TMVH, H:T, PC, DT y P. Mientras que CP2 explicó el 20 % de la variabilidad total, que logró diferenciar el comportamiento del cultivar B80-549 en relación al B80-408 y PR61-632, fundamentalmente debido al distanciamiento entre las variables H:T, TMVH, NTMS y Ca, en comparación con CEN, P, Brix y DT.
A los 12 meses, tanto en la plantilla como en la soca, se tomó en consideración un total de 14 variables (nueve variables relacionadas con los aspectos agronómicos y productivos: TMVH, TCH, TAH, TPAH, IM, NTMS, AP, DT, BRIX y cinco variables asociadas a la calidad forrajera de los cultivares: PC, Ca, P, CEN, VRF). La Figura 5 muestra, para la plantilla de 12 meses, la distribución de las 14 variables y de los cinco cultivares en el mismo plano bidimensional, explicando hasta el 85 % de la variabilidad total existente, donde CP1, que explicó hasta el 59 % de esta variación, establece diferencias entre el cultivar V71-39 respecto a B80-549, CR74-250 y PR61-632, principalmente debido al contraste existente entre las variables Brix, IM, NTMS y VRF con relación a TMVH, TCH, TAH, TPAH, DT, PC, P y CEN. Por otro lado, CP2 que logró explicar hasta el 26 % de la variabilidad total, diferencia al cultivar B80-549 de B80-408, en virtud de la separación observada entre las variables AP, IM, P, PC, NTMS y TMVH, respecto de Ca, CEN y VRF.
Para la soca de 12 meses, la representación gráfica del ACP se muestra en la Figura 6, la cual alcanzó a explicar hasta 75 % de la variabilidad total existente, donde CP1 por si sola explicó el 54 % de esta variabilidad, separando a los cultivares V71-39 y B80-408, de B80-549, CR74-250 y PR61-632, debido al distanciamiento existente entre las variables Brix, IM y VRF, respecto a TMVH, TCH, TAH, TPAH, DT, PC y Ca. Mientras que CP2, que explicó el 21 % de la variabilidad total, distancia al cultivar V71-39 de B80-408, debido al contraste observado entre las variables AP, IM, NTMS, P, respecto de CEN, PC, Ca y VRF.
Para el ACP a los 16 meses se tomó en consideración el mismo número y tipo de variables usadas en el ACP a los 12 meses. La Figura 7 muestra para la plantilla, la localización de los cinco cultivares y las 14 variables seleccionadas, cuya representación gráfica explicó hasta el 68 % de la variabilidad total, donde CP1 logra explicar el 46 % de esta variabilidad, estableciendo diferencias entre los cultivares V71-39 y B80-408 respecto a B80-549 y PR61-632, como consecuencia del contraste observado entre las variables Brix, NTMS e IM, con relación a TMVH, TCH, TAH, TPAH, CEN, P, Ca y DT. Mientras que CP2, que explicó el 22 % de la variabilidad total, permitió diferenciar al cultivar V71-39 respecto a B80-408 y PR61-632, debido principalmente al distanciamiento observado entre las variables PC, NTMS y Ca respecto de VRF, DT, P, y BRIX.
La representación gráfica del ACP correspondiente a la primera soca de 16 meses, explicó hasta el 75 % de la variabilidad total existente entre las variables y entre los cultivares, se muestra en la Figura 8, observándose que CP1 por si solo logró explicar hasta 52 % de esta variabilidad y establece diferencias entre el comportamiento de los cultivares B80-549, B80-408 y V71-39 en comparación a CR74-250 y PR61-632, debido al contraste observado entre las variables IM, Brix, VRF y NTMS con respecto a TMVH, TCH, TAH, TPAH, AP, CEN, Ca, P y DT. En tanto que CP2 que explicó el 23 % de la variabilidad total existente, separa al cultivar V71-39 de B80-408, debido al distanciamiento observado entre las variables AP, NTMS, IM y TMVH con relación a DT, VRF, PC, TPAH y BRIX.
En relación a estos estudios, Suárez et al. (2003) en Cuba, evaluaron diferentes cultivares donde las cuatro primeras componentes principales explicaron hasta 72,1 % de la variación total, formando cinco grupos de individuos, caracterizados por un incremento del porcentaje del peso fresco del tallo y de la digestibilidad de la materia seca. También, Azevedo et al. (2003) en Brasil, evaluaron 15 cultivares de caña de azúcar, cosechados a los 426, 487 y 549 días, donde las tres primeras componentes principales explicaron hasta el 87,8 % de la variación total, concluyendo que el ACP resulta eficaz para seleccionar variedades con diferentes tiempos de cosecha.
CONCLUSIONES
El análisis de componentes principales mostró que existe un reordenamiento en el comportamiento agronómico y productivo de los cultivares de caña de azúcar, con la edad de corte y el ciclo de cosecha, y que estableció de manera general diferencias entre dos grupos de los cultivares estudiados. Un primer grupo que presentaron las cañas de mayor productividad en materia verde, caña, azúcar y panela, conformado por los cultivares B80-549, CR74-250 y PR61-632, y un segundo constituido por V71-39 y B80-408, que están relacionados mayormente con el número de tallos, porcentaje de sólidos totales en el jugo y el valor relativo forrajero.
La mayor variabilidad observada (entre 85 y 89 %) para los parámetros de importancia azucarera, paneleras y forrajeras de los cultivares, se explica entre los 8 y 12 meses de edad del cultivo.
Agradecimiento
Al personal técnico de INIA-Yaracuy: Teofilo Hernández y José George por su valiosa cooperación en el trabajo de campo.
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