Caña de Azúcar, Vol. 13(02): 65-83. 1995

EVALUACIÓN DE FACTORES LIMITANTES DE SUELOS Y AGUAS EN ÁREAS CAÑAMELERAS DE LA REGIÓN CENTRAL DE VENEZUELA 

Manuel Wagner; Carlos Rincones; Roque Borrego y Gerardo Medina

 RESUMEN 

El objetivo de este trabajo se fundamentó en evaluar a través del estudio de la calidad del agua y de las propiedades físicas y químicas de los suelos, las causas que están limitando el crecimiento y desarrollo del cultivo caña de azúcar en seis áreas cañameleras de la región central de Venezuela. El trabajo se desarrolló en seis tablones. ubicados en Taiguaiguay (10o 09' LN, 67o 28' LO y 550 msnm,' Edo Aragua y en el Asentamiento La Linda (10o 09' IN, 67o 30' LO y 438 msnm) Edo Carabobo. Para el análisis físico y químico en cada tablón se realizó el muestreo de suelo a tres profundidades (0-20, 20-40 y 40-60 cm) La comparación entre los indicadores físicos y químicos se hizo entre 0-40 cm. Se tomaron muestras de agua en cada acequia para estudiar la calidad del agua, Igualmente se efectuó el estudio radical del cultivo utilizando el método de perfil en pared. Los resultados indican que en la mayoría de las parcelas el pH del suelo varió de alcalino a muy alcalino con bajos valores de capacidad de intercambio de sodio y potasio Alto índice de plasticidad, de bajos a moderados valores de macroprosidad y altos valores de módulo de ruptura, los cuales favorecieron el sellado superficial y la compactación del suelo. Esta situación originó problemas en el desarrollo de raíces del cultivo caña de azúcar. El agua de riego por presentar pH de moderado a fuertemente alcalino, acompañado de salinidad moderada puede ocasionar que a mediano plazo se presenten problemas de salinización en la mayoría de los suelos evaluados. 

Palabras claves: física de suelos, química de suelos, calidad de agua, cana de azúcar. 

EVALUATION OF LIMITING FACTORS OF SOILS AND WATER IN SUCARCANE FIELDS OF THE CENTRAL REGIÓN OF VENEZUELA

 ABSTRACT 

The water quality and the soil chemical and physical properties were, evaluated in order to find out the causes that limit the growing and development of sugarcane crop in the Central Región of Venezuela. The research was carried out on six areas placed in Taiguaiguay (10o 9' N, 67o 9' W and 550 m.a.s.l.) Aragua State and Asentamiento La Linda (10o 9' N, 67o 30'W and 438 m.a.s.l.) Carabobo State. The soil was sampled ot three deep: 0-20, 20-40 and 40-60 cm and the relationship of chemical and physical index was between 0-40 cm. The samples for water quality were taken begining the water flow of each area. Root study was made using the wall method. The results indicated that soil pH values were between alcalin lo high alcalin, Na and K interchange capacity was low, plasticity index was high, macroporosity was low to moderate and breaking modules with high values. The last three values led to soil compactation and surface sealing, which produced problems on root development. The irrigation water showed a moderate to strong alcalin pH, which with a moderate alcalin soil could produce salínization problems on the evaluated fields. 

Key words: physical soil, chemical soil, water quality, sugar cane.

INTRODUCCIÓN 

Swift and Woomer (21) citan que mundialmente los esfuerzos en el sector agrícola están dirigidos hacia la obtención de una agricultura sostenible; es decir, al manejo y uso racional de los recursos para una agricultura que satisfaga las necesidades humanas siempre y cuando se mantenga la calidad del ambiente y la conservación de los recursos naturales. En este aspecto, Wagner et al. (24) reportan que la caña de azúcar es uno de los cultivos que cumple con los anteriores planteamientos, por su mejor capacidad de adaptarse a condiciones tropicales. Sin embargo, la producción en Venezuela es baja e insuficiente ya que en 17 centros azucareros analizados, el rendimiento encontrado alcanzó valores iguales a 64,96 ± 12,29 TCH. (6). Entro los factores que más influyen sobre este aspecto se encuentran: suelos con dificultades en sus propiedades físicas debido al mal manejo a que han sido sometidos y obstáculos mecánicos del suelo, destacando la presencia de horizontes compactados que limitan la penetración y desarrollo de las raíces (2, 24). Así mismo, desde el punto de vista químico, señalan que la causa principal de la salinización de los suelos explotados con caña de azúcar se debe: al uso irracional del agua de riego agravada por la alta concentración salina de este recurso, por las condiciones de clima semiárido y subhúrnedos, a la textura fina y media de suelos mal drenados y al manejo inadecuado del cultivo (25). Las condiciones químicas de los suelos influyen en gran medida en la cantidad de agua y nutrimentos que el cultivo caña de azúcar puede absorber para su desarrollo, especialmente si existen elementos tóxicos como manganeso y/o aluminio (1 l). Es así como en este trabajo se busca evaluar a través del estudio de la calidad del agua y de las propiedades físicas y químicas de los suelos, las causas que están limitando el crecimiento y desarrollo del cultivo caña de azúcar en seis áreas cañameleras de la región central de Venezuela.

MATERIALES Y MÉTODOS 

El trabajo se realizó (Fig.1) en seis tablones, tres de ellos ubicados en el Sistema de Riego Taiguaiguay, el cual geográficamente pertenece al Municipio Zamora, Edo. Aragua (10o 11' LN, 67o 28' LO a 550 msnm). El resto de los tablones se ubican en el Sistema de Riego La Linda el cual pertenece al Municipio Carlos Arvelo, Edo. Carabobo (10o 09' LN, 67o 30' LO a 438 msnm). 

Ewel y Madriz (9) clasifican la zona como Bosque seco tropical, subhúmedo. Se caracteriza por presentar para los años 1989-94 una precipitación promedio anual de 978,89 mm; una temperatura media anual de 24,6o y una evaporación anual de 2.391,10 mm.

La zona presenta: cuatro meses muy secos (Enero, Febrero, Marzo, Abril); un mes seco (Mayo); un mes moderadamente seco (Junio); cinco meses húmedos (Julio, Agosto, Septiembre, Octubre, Noviembre) y un mes moderadamente húmedo (Diciembre), tal como se observa en el cuadro anexo de balance hídrico. 

En cada parcela se realizó el muestreo de suelo a tres profundidades (0-20, 20-40 y 40-60 cm),y la interpretación de los resultados fueron efectuadas entre 0-40 cm de profundidad. A cada muestra de suelo se le realizó el análisis químico utilizando la metodología del Laboratorio de Química del CENIAP. Con relación a la metodología usada en los análisis físicos: para textura, el método de Bouyoucos modificado (5); para plasticidad, el método de Black (3); para macroporosidad, el método citado por Leamer and Shaw (12); para densidad aparente, se utilizó el muestreador Uhland, según Dortignac (7); para módulo de ruptura, el método citado por Pla (17); la humedad retenida en el suelo se determinó por el método de Richard (1 9); la clasificación taxonómica del suelo se reporta de la referencia del MARNR (14). La distribución radical del cultivo caña de azúcar (0-60 cm) se midió en la época de cosecha, utilizando el método del perfil en pared (16). 

El análisis foliar se determinó utilizando la metodología del Laboratorio de Química del CENIAP (4). Finalmente, se tomaron muestras de agua en las acequias de riego que abastecen de agua a los tablones; a dichas muestras se les realizó el análisis químico con la finalidad de obtener la clasificación de la calidad del agua de riego, usando el método citado por Pla y Dappo (18).

Fig. N° 1. Ubicación geográfica de las 6 parcelas consideradas para el estudio sobre evaluación de factores limitantes suelos y aguas en los sistemas de riego Taiguaiguay Edo. Aragua y la Lina Edo. Carabobo.

 RESULTADOS Y DISCUSIÓN. 

En el Cuadro 1, donde aparecen los indicadores químicos del suelo, se observa con relación al pH, una variación entre 6,35 y 8.50, donde las parcelas: los Bajos (8,50), La Majada (8,35) y El Guásimo (8,45) se alejan de los valores óptimos (5,5 -7,5). Según Amezquita (1), se crean condiciones no adecuadas en cuanto a la disponibilidad de nutrimentos para el cultivo caña de azúcar, cuando los valores de pH superan a 8.0. También se nota que la conductividad eléctrica varió entre 0,045 y 0,16 ds/m. Todas las parcelas presentaron valores por debajo de 0,80 ds/m) lo cual indica que no existen en estos suelos niveles de sales solubles que puedan interferir en el desarrollo de la caña de azúcar. 

Respecto a la capacidad de intercambio catiónico, los valores oscilaron entre 15,7 y 29,2 me/100 gr. de suelo, donde las parcelas ubicadas en el sistema de riego la Linda presentaron valores que las identifican según Chirinos el al (5) corno suelos de moderada capacidad de intercambio catiónico. Aparentemente no se debe presentar problemas en el suministro de nutrientes al cultivo. 

Los valores de calcio no presentan problemas en ninguna de las parcelas analizadas, no así con los valores de magnesio intercambiable, los cuales según Chirinos el al (5) se califican de contenido medio al presentar las parcelas del sistema de riego La Linda valores oscilantes entre 2,38 y 2,67 me/100 gr. de suelo. Igualmente, se identifican en categoría baja al contenido de sodio (0,3 - 0,7 me/100 gr. de suelo) al igual que el contenido de potasio (0,3 - 0,6 me/100 gr. de suelo) para todas las parcelas estudiadas.

En relación a los micronutrientes en el suelo, se presentaron de manera deficitaria: el elemento Zn en la hacienda Los Bajos, el elemento Cu en la hacienda Los Bajos y El Guásimo. Similar comportamiento presentó el elemento Fe, en las haciendas los Bajos, La Majada y El Guásimo. Todas las parcelas presentaron una relación Ca/Mg mayor que (2:1) reflejando que estos suelos están en la capacidad de suministrar calcio normalmente al cultivo.

Cuadro 1. INDICADORES QUÍMICOS DEL SUELO (*) DETERMINADOS EN LAS HACIENDAS. LOS BAJOS, LA MAJADA Y EL GUASIMO EDO. ARAGUA. Y LAS PARCELAS 141, 164 Y 165 EDO. CARABOBO.

Igual tendencia se obtiene con la relación Ca + Mg)K al presentarse valores superiores a 140:1) en todas las parcelas analizadas. 

En el Cuadro 2 donde aparecen los indicadores físicos hasta 40 cm de profundidad, se observa con relación al índice de plasticidad, una variación entre (10,08 - 21,22%) donde el total de las parcelas analizadas presentan los valores por encima del valor (10%) considerado como crítico según lo citado por Pla (17) para manejar un suelo. Los altos valores obtenidos se deben a la presencia de un alto contenido de arcilla, especialmente en las haciendas Los Bajos (58,40%); La Majada (34,40%) y El Guásimo (38,4%) que les proporcionan a estos suelos un alto índice de plasticidad, con las consecuencias de originar posibles efectos de compactación y sellado en la superficie del suelo. (Ver Cuadro 4). 

Respecto a los valores de macroporosidad, se nota que su variación oscila entre (6,86 - 10,75%). En este aspecto se observa que existen problemas de aireación (menor de 10%) en 5 de las 6 parcelas analizadas, solo presentando el valor adecuado (10.75%) la parcela la Linda-164. Tomando como referencia las escalas citadas por Trouse y Humbert (23) y Pla (17) se puede señalar que la mayoría de estos suelos de mediano a largo plazo presentarán problemas de compactación y sellado superficial que limitarán no solo la infiltración de agua en el suelo sino el desarrollo radical del cultivo caña de azúcar, tal y como se observa en el mismo Cuadro 2 donde los valores de desarrollo de raíces hasta una profundidad total de 60 cm, se concentran para todas las parcelas en los primeros 40 cm entre (73,20 y 93,90%), destacando el valor más problemático en la parcela La Linda-141 la cual presentó una macroporosidad de 6,85% y un módulo de ruptura (2,47 kmlcm2) referido por Trouse y Humbert (23) y Pla (17) como valores limitantes para esperarse un adecuado desarrollo de raíces. Con respecto a las parcelas ubicadas en el Estado Aragua, los valores de macroporosidad están por debajo de lo normal y junto con los de modulo de ruptura permiten esperar un desarrollo crítico de raíces. Sin embargo, no fue esa la situación, presumiblemente por un mejor manejo del riego observado directamente en campo y un menor contenido de limo en el suelo, con respecto a las parcelas de Carabobo.

Cuadro 2. COMPARACIÓN ENTRE LOS INDICADORES FÍSICOS DEL SUELO (*) CON RESPECTO AL DESARROLLO DE LAS RAÍCES EN EL CULTIVO CAÑA DE AZÚCAR EN LAS HACIENDAS LOS BAJOS LA MAJADA EL GUASIMO. EDO ARAGUA. Y LAS PARCELAS 141, 164 Y 165. EDO CARABOBO.

En el Cuadro 3, donde aparece el análisis foliar, se nota que existen deficiencias de los elementos Ca, Mg y Zn respectivamente en todas las parcelas analizadas, aún cuando en el suelo existía suficiente cantidad de ellos. Según Rodríguez (20), las deficiencias de Ca y Mg se relacionan con el antagonismo que tienen estos elementos con el potasio, o sea que menores valores de Ca y Mg se relacionan con mayores valores de K. En este aspecto, en el mismo Cuadro 3, se observa que el elemento potasio presenta valores dentro del rango normal establecido para caña de azúcar por Elwali y Gascho (8), por lo tanto no se debe a esa relación. También Rodríguez (20) asocia la deficiencia de Ca y Mg a nivel foliar con sucios que presentan pH de reacción alcalina corno es el caso particular de las haciendas Los Bajos (8,5), La Majada (8,35) y El Guásimo (8,45). (Ver Cuadro l). Esto explicaría la deficiencia de Ca y Mg en las hojas, habido cuenta que el agua aporta alcalinidad a la relación suelo-agua-planta. En el caso del elemento Zn, el mismo Rodríguez (20) relaciona su deficiencia con altos valores de pH y gran disponibilidad de fósforo, el detalle se nota en el Cuadro 4 donde existen en tres haciendas evaluadas, altos contenidos de fósforo en los suelos relacionados con pH fuertemente alcalino, a saber: Los Bajos, pH (8,5) y P205 (23 ppm), La Majada, pH (8,4) y P205 (39 ppm), El Guásimo, pH (8,50) y P205 (61 ppm). 

En el Cuadro 5, donde aparece la calidad del agua de riego se observa: un pH variable entre (7,59 -8,54) que supera los valores óptimos (5,5 - 7,5) clasificándose para todas las parcelas de moderada a fuertemente alcalina. 

Una conductividad eléctrica variable entre (0,62 - 3,0 ds/m), solo la hacienda La Majada presenta un valor (0,62 ds/rn, medianamente salina) por debajo del nivel crítico (0,75 ds/m). En el resto de las parcelas, la conductividad eléctrica del agua es clasificada como aguas altamente salinas, las cuales pueden ser usadas en suelos de buen drenaje, situación que no sucede en estas parcelas, ya que las mismas presentan una conductividad hidráulica entre (0,6 - 4,56 cm/hr.) identificadas según Pla y Dappo (18) de bajas a medianamente permeables. Así mismo, se observa que en el Cuadro 5, que aún cuando el porcentaje de sodio intercambiable varia entre (O - 15%) y a la vez se encuentra por

Cuadro 3. COMPARACIÓN ENTRE LOS INDICADORES QUÍMICOS DEL ANÁLISIS FOLIAR (*) CON RESPECTO AL DESARROLLO DE LAS RAÍCES EN EL CULTIVO CAÑA DE AZÚCAR EN LAS HACIENDAS: LOS BAJOS LA MAJADA Y EL GUASIMO EDO. ARAGUA Y LAS PARCELAS 141, 164 Y 165 EDO. CARABOBO.

Cuadro 4. ANÁLISIS TEXTURAL Y QUÍMICO DEL SUELO (*) CON FINES DE FERTILIDAD EN EL CULTIVO CAÑA DE AZÚCAR EN LAS HACIENDAS LOS BAJOS, LA MAJADA, EL GUASIMO - EDO. ARAGUA Y LAS PARCELAS 141, 164 Y 165 EDO. CARABOBO.

debajo del 15%, valor crítico según Grassi (12), es conveniente significar que el tipo de agua utilizada por los productores indican: agua de muy mala calidad (ST42) para sales totales y para contenido de sodio (NA41), utilizada en la hacienda Los Bajos; agua de mala calidad en sales totales (ST32) y contenido de sodio (NA31), en la hacienda El Guásimo; agua de mala calidad en sodio (NA31) en la hacienda la Majada y finalmente, agua de muy mala calidad en contenido de sodio (NA41) en las parcelas La Linda 141, 164 y 165 respectivamente. 

Lo antes señalado sugiere utilizar estas aguas con ciertas precauciones; en este sentido, Pla y Dappo (18) recomiendan:

1. Construcción de drenajes superficiales que compensen el déficit de drenajes naturales, de tal manera de facilitar la eliminación de los excedentes de aguas superficiales. 
   
   

2. Construcción de drenajes sub-superficiales que faciliten la lixiviación del exceso de sales provenientes del agua de riego. 
   
   

3. Mantener los suelos con cobertura vegetal la mayor parte del año, a fin de evitar posibles problemas de sellado superficial que limitan la penetración de agua en el perfil del suelo. 
   
   

4. Aplicar láminas de riego en exceso, de tal manera de cumplir con el requerimiento de lixiviación de exceso de sales. 
   
   

5. Si el balance económico de la finca lo permite, establecer un programa de neutralización del efecto de sales de sodio en el agua de riego a través de la utilización de fuentes de azufre. 
   

CONCLUSIONES 

Los valores de pH en las haciendas: los Bajos, La Majada y el Guásimo son limitantes, originándose condiciones no adecuadas en cuanto a la disponibilidad de nutrimentos para el cultivo caña de azúcar. 

Los valores de conductividad eléctrica en todas las parcelas evaluadas, fueron bajos; lo cual asegura que no existen en estos suelos, niveles de sales solubles que puedan interferir en el desarrollo y producción de la caña de azúcar.

Cuadro 5. CALIDAD DEL AGUA DE RIEGO (*) UTILIZADA EN LAS HACIENDAS LOS BAJOS, LA MAJADA Y EL GUASIMO - EDO. ARAGUA. Y LAS PARCELAS 141, 164 Y 165 - EDO. CARABOBO.

La capacidad de intercambio catiónico en todas las parcelas evaluadas, fue de moderada a alta; por lo cual se presume que no se presentarían mayores problemas en el suministro de elementos minerales por parte del suelo.

Se presentó deficiencia de los rnicroelementos Zn, Cu y Fe en la hacienda Los Bajos; deficiencia de Fe en la hacienda La Majada y deficiencia de Cu y Fe en la hacienda El Guásimo.

En todas las parcelas evaluadas, se encontró altos valores del índice de plasticidad, lo que sugiere manejar estos suelos en condiciones adecuadas de humedad para evitar un daño en su estructura. 

En todas las parcelas evaluadas, si se integran la macroporosidad, el módulo de ruptura y el desarrollo radical del cultivo, existe la tendencia a obtenerse un desarrollo radical del cultivo, concentrado en los primeros 40 cm de profundidad del suelo. 

El agua utilizada para regar la caña de azúcar presentó en todas las parcelas estudiadas, un pH de moderado a fuertemente alcalino, una conductividad eléctrica clasificada en la mayoría de los casos como altamente salina. Igualmente, se encontró alto contenido de sodio que la identifica como aguas de muy mala a mala calidad, cuando la relación de adsorción de sodio es baja. 

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