Caña de Azúcar,  Vol. 6(1): 5-21. 1988

EFECTO DE LAMINAS Y FRECUENCIAS DE RIEGO SOBRE EL RENDIMIENTO DE LA CAÑA DE AZÚCAR (Saccharum sp.) EN UN SUELO MOLLISOL

Manuel Wagner* Carlos Rincones* Gerardo Medina* y Manuel Mujica* 

*FONAIAP-Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias.
Apdo. 4653. Maracay. 2101. Venezuela.

En el Campo Experimental del CENIAP, estado Aragua, se condujo un ensayo durante tres ciclos de cosecha (plantilla, soca y resoca) con el propósito de estudiar el efecto de tres láminas y tres frecuencias de riego, sobre el rendimiento del cultivo caña de azúcar, var. 'PR 61632', en un suelo Mollisol (Fluventic HaplustolI). El diseño del ensayo fue en parcelas divididas, donde se probaron láminas de riego (30,50 y 70 mm) y frecuencias de riego (7,10 y 14 días) en tres repeticiones. El método de riego utilizado fue en surcos hawaianos midiendo la entrada de agua con un aforador Parshall. Los resultados indicaron un mejor rendimiento al aplicar una lámina de riego de 50 mm cada siete días, con valores de 144,92 toneladas de caña/ha (TCH) en plantilla; 123,50 TCH en soca y 111,31 TCH en resoca, cuando el suelo presentó antes de aplicarse el riego potenciales hídricos de -3,8; -1,8; -2,5 bares, respectivamente. Los potenciales hídricos obtenidos se acercaron en un solo caso a los valores normales para caña de azúcar (entre -0,1 y -2,0 bares), corroborando la capacidad de adaptación de la variedad 'PR 61632' a condiciones limitantes de humedad del suelo. También se informa de una limitación en el desarrollo radical del cultivo, obteniéndose los valores más bajos de rendimientos (64,79 TCH) donde se presentó una densidad relativa de compactación igual a 89,9% y una macroporosidad de 3,98%; consideradas por Trouse como limitantes para el desarrollo de las raíces de la caña de azúcar. 

EFFECT OF LAMINAE AND FREQUENCIES OF IRRIGATION ON YIELD OF SUGAR CANE (Saccharum sp.) PLANTED ON A MOLLISOL SOIL 

ABSTRACT 

With the purpose of comparing the effect of water laminae and irrigation frequencies on yield of sugar cane var. 'PR 61632', an experiment was carried out in the experimental field of CENIAP in Maracay, Aragua state. The soil was a Mollisol (Fluventic Haplustoll) and the design was split plots. The water laminae were 30,50 and 70 mm at frequencies of 7.10 and 14 days. There were 3 replications. The methods of irrigation was Hawaiian Furrows measuring water entry by a Parshall appraiser. Best yield resulted from 50 mm of water every 7 days in which yields reached to 144.92 t/ha in plant. 123.50 t in first ratoon and 111.31 t in second ratoon. Water potential were generally higher than normal values for sugar cane (-0.1 and -2.0 bars) indicating again the adaptability of 'PR 61632' to water limitations in this soil.lt is also reported poor root growth inthe lowest yield of the experiment (64.70 t/ha). ln this case there were 89.9% of density compact relative and 3.98% of macroporosity which according to Trouse, these are values in which root growth of sugar cane is impeded. 

INTRODUCCIÓN 

La caña de azúcar (Saccharum sp.) es uno de los cultivos de mejor adaptación a condiciones tropicales. Sin embargo, su producción en Venezuela es insuficiente y se plantea la necesidad de incrementarla, incorporando a la agricultura suelos que presentan dificultades en sus propiedades físicas, por mal manejo, y con posibilidades de mejorarse (12). Humbert (7), menciona que la caña de azúcar necesita mucha agua para producir altos tonelajes, pero también ha sido tolerante a la sequía, ya que, debido a su amplia zona de exploración radical, es capaz de soportar largos intervalos entre riegos sin afectar notablemente sus rendimientos, cuando el suelo se humedece a la profundidad adecuada en cada riego. Wagner y colaboradores (16), indican que el uso y manejo inadecuado del suelo, con excesivos pases de rastra y sin realizar aradura profunda durante la preparación de tierras, provoca su deterioro estructural y la formación de capas limitantes compacta, das en los primeros horizontes del perfil, con la implicación de una disminución en el desarrollo radical, lo que se traduce en poca absorción de agua y nutrimentos, afectando la producción del cultivo. Bajo esas circunstancias, la respuesta de un cultivo a láminas y frecuencias de riego dependería del grado de compactación que presente el suelo al momento de la aplicación del agua. 

El presente trabajo se efectuó con el propósito de estudiar el efecto de tres láminas y tres frecuencias de riego sobre el rendimiento de caña durante tres cosechas consecutivas, en un suelo Mollisol al cual posteriormente le fue detectado problemas de estructuración.

MATERIALES Y MÉTODOS 

El ensayo fue ubicado en el Campo Experimental del CENIAP, a 10°18' N; 67°38' W y 460 msnm. Climáticamente se presentan cinco meses secos: enero, febrero, marzo, noviembre y diciembre; cuatro meses húmedos: abril, julio, agosto y octubre, y tres meses muy húmedos: mayo, junio y septiembre. 

Holdrige, citado por Ewel (3), ubica la zona como bosque seco premontano, donde según Wagner (16) se presenta una precipitación pluvial anual de 1.052,9 mm, evaporación de 1.913,5 mm y temperatura media de 24,9°C. El diseño utilizado fue de parcelas divididas, donde la parcela grande correspondió a frecuencia de riego y la subparcela a lámina aplicada. La variedad de caña utilizada fue la 'PR 61632', de amplia difusión en el país y con cierta tolerancia a condiciones adversas (9). La siembra fue de 12 yemas por metro lineal en surcos separados a 1,50 m entre sí y 20 m de longitud, con área de 180 m² por unidad experimental (15). La fertilización por ciclo de cosecha fue de152 kg/ha de N, 90 kg/ha de P₂O₅ y 240 kg/ha de K₂0. El control de malezas se efectuó con 2,4 kg kg/ha de Ametrin y 1 ,981 kg/ha de 2,4-D y luego macheteo cuando fue necesario. La cosecha se realizó cada 12 meses. Durante la conducción del ensayo la precipitación fue de 949,3 mm/año (marzo 85 -febrero 86) en plantilla; de 938,1 mm/año (marzo 86 -febrero 87) en soca y 990,2 mm/año (marzo 87- febrero 88) en resoca. El método de riego utilizado fue en surcos hawaiianos, controlando la entrada del agua con un aforador Parshall de 14,4 cm (6") de garganta. 

Los riegos se aplicaron en diciembre-abril, de acuerdo con los tratamientos siguientes: 

Aodo: riego cada 7 días con 30 mm de lámina bruta (4,29 mm/día) 
Aod1: riego cada 7 días con 50 mm de lámina bruta (7,14 mm/día) 
Aod2: riego cada 7 días con 70 mm de lámina bruta (10,00 mm/día) 
A1do: riego cada 10 días, con 30 mm de lámina bruta (3,00 mm/día) 
A1d1: riego cada 10 días, con 50 mm de lámina bruta (5,00 mm/día) 
A1d2: riego cada 10 días, con 70 mm de lámina bruta (7 ,00 mm/día) 
A2do: riego cada 14 días, con 30 mm de lámina bruta (2,14 mm/día) 
A2d1: riego cada 14 días, con 50 mm de lámina bruta (3,57 mm/día) 
A2d2: riego cada 14 días, con 70 mm de lámina bruta (5,00 mm/día) 

Con la finalidad de obtener la lámina neta sucesiva consumida por el cultivo, en cada tratamiento, se tomaron muestras de suelo para determinarles el contenido de humedad antes de cada riego y 48 horas después del riego. Fueron muestras duplicadas, estratificadas cada 20 cm hasta llegar a 80 cm de profundidad, en cada unidad experimental. Los valores obtenidos fueron convertidos en láminas utilizando la fórmula: 

DNS es la lámina neta sucesiva en mm; DR la humedad del suelo 48 horas después del riego; AR la humedad del suelo antes del riego; DAS es la densidad aparente del suelo en g/cm³; DAA es la densidad aparente del agua en g/cm³; RX es la profundidad de extracción de humedad en cm considerado en el punto de intersección de las curvas de humedad antes y después de aplicado el riego (15); Etp es la evapotranspiración potencial en mm/dla y N es el numero de días comprendidos entre los muestreos antes y después del riego. 

A cada unidad experimental se le aplicó la siguiente metodología: para textura, contenido M.O., pH y conductividad eléctrica del suelo, el método de Chirinos et al (1); para densidad aparente el muestreador de Uhland, según Dortignac (2); para retención de humedad, el método de la olla de Richard; para macroporosidad, el método de Leamer y Shaw, y para permeabilidad, el método de Darcy en muestras disturbadas, ambos citados por Plá (11). La densidad máxima de compactación fue con la curva del ensayo de Proctor. según Malagón (10). La densidad relativa de compactación se calculó dividiendo cada valor de la densidad aparente del suelo por estrato, entre el valor de densidad máxima aparente obtenida del en- sayo de Proctor. El índice de plasticidad, por el método de Black, señalado por Sucre y Meneses (13). 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN 

Los parámetros de rendimiento de la cosecha en plantilla, soca y resoca, fueron expresados en toneladas de caña por hectárea (TCH) y toneladas de pol por hectárea (TPH). En el Cuadro 1 están los valores de esos parámetros, los cuales no mostraron diferencias estadísticamente significativas para el riego en ninguno de los ciclos. Sin embargo, se notan cier1as tendencias entre las cuales están: 

1. Para TCH, se observa reducción en la producción de caña a medida que se suceden los cortes. El mejor tratamiento de riego resultó ser Aod1 sobre todo por su comportamiento en plantilla y soca. El peor tratamiento de riego fue A2do, cuando la producción de soca y resoca fue la más baja de todas. 

2. Para TPH, parámetro muy ligado al anterior, también se observa disminución en las toneladas de pol a medida que se suceden los cortes, detectándose en resoca la peor calidad del jugo, con disminución promedio de 5,51 de pol/ha con respecto a la cosecha anterior, mientras el tonelaje de caña apenas disminuía 12,5 t. El mejor tratamiento de riego resultó ser Aod1 al mantener una buena calidad de jugo en resoca y el peor tratamiento fue Aod2, sobre todo por su comportamiento en plantilla y soca. 

Es conveniente señalar que el mayor rendimiento durante los tres ciclos de cosecha se presentó en el tratamiento donde se aplicó una lámina bruta de 50 mm cada 7 días (Aod1). Quiere decir que el cultivo respondió favorablemente a una lámina bruta de 7,14 mm/día. Este valor de lámina aplicada (hasta 60 cm de profundidad) se corresponde con un potencial hídrico en el suelo antes de aplicar el riego, iguala (-3,8 atm) en plantilla, (-1,8 atm) en soca y (-2,5 atm) en resoca, en promedio de todas las observaciones. Esos valores, exceptuando el de soca, están por encima de los niveles establecidos como críticos por Huzs (8), quien señala que los valores de tensiones de humedad en el suelo antes del riego, deben oscilar entre -0, 1 y -2,0 atm, para garantizar una producción óptima. En la Figura 2 se nota que el tratamiento con mayor cantidad de agua (Aod2) se encuentra entre los límites de humedad establecidos por Huzs, con valores de (-2,7 atm) en plantilla, (-1,0 atm) en soca y ( -0, 7 atm) en resoca, logrando que la caída de producción a través de las cosechas sea la menos pronunciada. Los rendimientos más bajos se produjeron en soca y resoca; para el tratamiento A2do, donde se aplicó una lámina bruta diaria de 2,14 mm. En ese tratamiento, la tensión de humedad en el suelo fue de -5,6 atm en soca y -2,5 atm en resoca, muy alejados de los niveles señalados por Huzs (8). 

El análisis estadístico de los datos (Cuadro 2) mostró diferencias altamente significativas para las repeticiones. Al observar el Cuadro 3 se nota que la repetición III fue claramente superior a las otras dos repeticiones, en la producción de TCH, reflejada también en TPH. Así mismo, la repetición II es ligeramente superior a la repetición I, exceptuando los tratamientos Aod2, A1do y A1d1 los cuales alcanzaron altos valores en la cosecha de la plantilla.

Conociendo los requerimientos hídricos del cultivo y las condiciones climáticas imperantes durante el desarrollo del experimento, resulta ilógico esperar rendimientos menores cuando se aplica una lámina bruta de agua mayor, como es el caso de Aod2, el cual ocupó el lugar 7 en TCH promedio, o láminas similares como A2d2 superando a A1d1 , siendo esta de frecuencia más reducida. Solamente los tratamientos Aodo, A2d1 A1do y A2do, ocupando los lugares 3, 5, 6 y 9 respectivamente, parecieran cumplir con la hipótesis planteada. Cuando se estudia la posición que ocupan los tratamientos en la diferentes repeticiones, también son notorias las incongruencias; por lo tanto, otros factores distintos a la frecuencia y lámina de riego aplicada, estuvieron influyendo en el experimento. 

Lo antes comentado se puede demostrar en gran parte si se observa el Cuadro 4, donde aparecen las características físicas del suelo (macroporosidad, densidad aparente, permeabilidad y densidad relativa de compactación), las cuales están íntimamente relacionadas con la capacidad de aireación y el movimiento de agua en el mismo. En dicho cuadro se podrá notar que, independientemente de los tratamientos de riego, los valores de macroporocidad decrecen en profundidad, para las tres repeticiones, observándose en la repetición I (Figura 3) valores promedios oscilantes entre 2,52 y 5,96%. Dichos valores son considerados como críticos por Trouse (14), pues se presentarían limitaciones para la penetración del agua, disminución del contenido de oxígeno y restricción en el desarrollo radical del cultivo, ya que en la mayoría de los casos esos valores se encuentran cercanos y/o por debajo del 5%. Así mismo, se observa en la repetición II (Figura 4), que los valores varían entre 0,67 y 7,43% con una mayor tendencia hacia valores bajos.

Con respecto a la densidad aparente del suelo, aumenta con la profundidad del mismo, presentándose los valores más críticos en las repeticiones I y II, con 0,15 g/cm³ más que en la repetición III a 0-20 y 20-40 cm; mientrasquea40-60 cm la diferencia se reduce a 0,06 g/cm³. Según Trouse, los suelos de las primeras repeticiones se consideran como no aptos para cultivos agrícolas, donde muy pocas raíces van a penetrar. En cambio en la repetición III, aun cuando aisladamente muestra valores críticos en Aod1 y A1d2,la tendencia es hacia valores oscilantes entre 1,25 y 1,50 g/cm³, donde podrían encontrarse raíces con desarrollo normal. 

Para Gómez y Pinto (5), valores de densidad aparente de 1,6 g/cm³ en suelos similares al del presente estudio, soportaban caña de azúcar con apariencia de desarrollo normal, siendo crítico a medida que los valores se acercaban a 1,8 g/cm³. Los valores conseguidos por Trouse (14) en cambio, son de mayor sensibilidad, por cuanto suelos con valores de 1,59 g/cm³ eran impenetrables por las raíces. Esa diferencia, posiblemente, sea debido a que Trouse trabajó en Hawaii con suelos comprimidos artificialmente en invernadero, con origen y estructura diferente a los suelos de Maracay. Así que Fonseca (4) acierta al señalar lo difícil que resulta conocer las pérdidas producidas por diversos niveles de afectación, siendo cada suelo una unidad particular en cuanto a sus características. 

Con respecto a la permeabilidad de estos suelos, en la repetición I y II respectivamente, se observan valores oscilantes entre 0,40 x 10-2 cm/h y 7, 70 x 10-2 cm/h, considerados de muy lenta tasa de penetración del agua en el suelo, según Grassi (6). Para la repetición III se observa en el Cuadro 4, valores variables entre 0,80 x 10-2 y 13,00 x 10-2 cm/h, considerados de muy lenta a lenta tasa de penetración del agua en el suelo. Tal situación va a incidir en posibles problemas de escorrentía y arrastre de material (suelo y fertilizantes) en esos lotes estudiados o mayor pérdida por evaporación. La densidad relativa de compactación estima lo que faltaría a la densidad aparente del suelo para alcanzar su máxima compactación (densidad seca de Proctor). Los valores más cercanos al 100% se observan en la repetición I, tratamiento A1d2 con 98,9 y 96,2% a una profundidad de 20- 40 y 40-60 cm respectivamente. En la repetición II se nota que los tratamientos A1d2 y A2do presentan una alta densidad relativa de compactación, alcanzando la cifra de 95,05% a una profundidad de 40-60 cm. Por el contrario, los valores más bajos se registraron en la mayoría de los tratamientos ubicados en la repetición III (69,0%) a 0-20 cm. Lo último comentado, ratifica que en la repetición IIl fue donde las condiciones físicas del suelos ejercieron menor efecto limitante en el desarrollo de las raíces del cultivo caña de azúcar y en consecuencia, se obtuvo mayores rendimientos si se compara con las repeticiones I y II. 

Dado que factores como la compactación del suelo y el desarrollo del sistema radical, podrían haber influenciado los resultados de este experimento, en un suelo que prácticamente ha venido utilizándose en forma intensiva a lo largo de 20 años y sin un manejo adecuado, los autores proponen realizar otro estudio que incluya la forma de recuperación de dichos suelos.

CONCLUSIONES 

El mayor rendimiento registrado en la variedad 'PR 61632' se presentó cuando se aplicó una lámina bruta de 50 mm cada 7 días, indicando valores de 144,92 TCH en plantilla, 123,50TCH en soca y 111,31 TCH en resoca, esta última superada ligeramente por el tratamiento donde se aplicó 70 mm de lámina bruta cada 7 días. Este valor de lámina aplicada (7,14 mm/día) refleja el buen comportamiento de esta variedad para los tres ciclos de cosecha, especialmente cuando el potencial hídrico en el suelo, antes del riego, fue de -3,8 atm en plantilla, -1 ,8 atm en soca y -2,5 atm en resoca. Los valores citados se presentan como críticos al ubicarse a tensiones mayores de -0,1 a -2,0 atm, corroborando la capacidad que posee esta variedad de caña en adaptarse a condiciones de humedad por debajo de esos niveles (9). 

Aun cuando no se presentó diferencia significativa entre tratamientos de riego, en las replicaciones se obtuvo alta significación. Esta situación puso de manifiesto. la posible existencia de algunos factores limitantes, como es el caso de la característica estructural del suelo, específicamente la problemática de compactación, la cual fue puesta en evidencia en las tres replicaciones estudiadas, presentándose en mayor grado en las replicaciones I y II, donde la mayoría de los valores encontrados de macroporosidad fueron inferiores al 5%. Estos valores son considerados por Trouse (14), como limitantes para el desarrollo radical del cultivo caña de azúcar, al restringir la penetración del agua y la absorción de nutrimentos. Esto último influyó en la obtención de los menores rendimientos (64,79 TCH, resoca) señalados en este estudio. 

Los valores de menor nivel de compactación (69%) se presentaron en la mayoría de los tratamientos estudiados, en la replicación III. Aquí las condiciones físicas del suelo posiblemente ejercieron menor efecto limitante en el desarrollo de las raíces, traduciéndose en la obtención de los mejores rendimientos, los cuales alcanzaron cifras de 178,63 TCH en la plantilla, 161,4 TCH en soca y 141,21 TCH en resoca. 

El movimiento vertical del agua de riego se concentra en los primeros 40 cm de profundidad del suelo, al presentarse en la mayoría de los tratamientos de riego valores de permeabilidad de muy lento a lento, según lo citado por Grassi (6). Esta situación demostró junto a los bajos valores obtenidos de macroporosidad y altos valores de densidad aparente e índice de compactación, que se trata de unos suelos con serios problemas estructurales (compactación), en los cuales deben ser iniciados estudios de investigación combinando factores de manejo de suelo con el uso de maquinaria agrícola, de tal manera de buscar mejorar las condiciones limitantes ya señaladas.

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