Caña de Azúcar,  Vol. 14(1): 15-34. 1996

EFECTO DE LA APLICACIÓN DE VINAZA EN LA PRODUCCIÓN Y CALIDAD DE LA CAÑA DE AZÚCAR 

José Miguel Gómez Toro* 

Universidad Centro Occidental "Lisandro Alvarado", Decanato de Agronomía. 
Dpto. de Suelos. Apartado 400, Barquisimeto, Venezuela.

RESUMEN 

Se evaluó, durante tres años consecutivos (plantilla, soca I y soca II ), el efecto de la aplicación de diferentes dosis de vinaza, complementada con fertilización mineral, en la producción y calidad de la caña de azúcar. Se utilizó un diseño en parcelas divididas, con 4 repeticiones donde se aplicaron 3 tratamientos de fertilizante químico en las parcelas principales y 5 dosis de vinaza en las subparcelas. Los resultados obtenidos revelan que la vinaza incrementa la producción de la caña de azúcar, sin afectar su calidad y evidencian que puede sustituir el 55 % del nitrógeno, el 72% del fósforo (P₂O₅) y el 100 % del potasio (K₂O) , provenientes de la fertilización mineral. Los mejores rendimientos se obtuvieron cuando se incorporaron 50 m³/ha de vinaza en plantilla y 100 m³/ha en soca I y soca II. 

Palabras Claves: Caña de vinaza Azúcar, fertilización, vinaza.

EFFECTS OF VINASSE ON PRODUCTION AND QUALITY OF SUGAR CANE
 

ABSTRACT 

The effects of several dosis of vinasse plus mineral fertilization, on the production and quality of sugar cane cropping were evaluated during three consecutive harvesting seasons (plant, first and second ratoons) .The experiment was stablished using a randomized split plot design with four replications. Treatments consisted in 3 chemical fertilizers dosis in the main plots and 5 vinasse dosis in the subplots. Results indicated that the vinasse increased the sugar cane production without afecting its quality and also supplied the necessary N, P₂O₅ and K₂O in proportion of 55 %,72 % and 100% respectively. Best results were obtained when using 50 m³/ha of vinasse on plant and 100 m³/ha on the first and second ratoons. 

Key Words: Sugar cane, fertilization, vinasse 

INTRODUCCIÓN 

Entre los factores que afectan la productividad de la caña de azúcar está la fertilización. Sin embargo, en los últimos años los fertilizantes minerales han sufrido significativos incrementos en sus costos; a tal efecto, surge la necesidad de buscar vías alternas que permitan el suministro al suelo de los elementos nutritivos en una forma más económica. 

La vinaza es un residuo industrial que se genera durante la destilación del alcohol. En términos del volumen producido, se estima que por cada litro de alcohol obtenido a partir de mosto de melaza, se generan alrededor de trece litros de vinaza (6) .Este residuo, altamente corrosivo y contaminante de las fuentes de agua, presenta en su composición química altos contenidos de materia orgánica, potasio y calcio 'y cantidades moderadas de nitrógeno y fósforo (10) . 

Diversos trabajos de investigación realizados en otros países, especialmente en Brasil, revela que la vinaza incrementa la productividad de la caña de azúcar, evideniándose con ello que una de sus grandes ventajas es que bajo condiciones racionales de manejo, puede sustituir parcial o totalmente la fertilización mineral (3,4,6,9,11,12,17) .Sin embargo, los trabajos de investigación referidos provienen de regiones que presentan condiciones topográficas, climáticas y edáficas completamente diferente a las áreas donde se cultiva la caña de azúcar en Venezuela. Por tal razón, la experiencia acumulada en Brasil en los últimos años en la utilización de la vinaza como fertilizante, no puede extrapolarse directamente a nuestras condiciones, por lo que se hace necesario adaptar esa tecnología por medio del establecimiento de ensayos que permitan, por una parte, eliminar el efecto contaminante de la vinaza, a través de su utilización como fertilizante y por la otra, aumentar la producción de la caña de azúcar, sin afectar su calidad y sin ocasionar deterioro al suelo. 

Lo anteriormente expuesto constituye el marco general del presente trabajo, en el cual se pretende estudiar y analizar el efecto de la aplicación de diferentes dosis de vinaza en la producción y calidad de la caña de azúcar. 

MATERIALES Y MÉTODOS 

Para realizar este trabajo, se estableció un ensayo de campo, con una duración de tres años (plantilla, soca I y soca II), en un suelo clasificado taxonómicamente como Fluventic Ustropepts y representativo de la zona cañera del valle del río Turbio (8) .La variedad de caña de azúcar utilizada fue la PR 980, sembrada en Abril de 1991. 

El experimento fue desarrollado en un sector del tablón 55 de la hacienda "La Unión" , ubicado en la planicie aluvial del valle del río turbio, el cual fue seleccionado en función de las características del suelo y del grado de homogeneidad edáfica y topográfica. 

Para la instalación del experimento se utilizó un diseño en parcelas divididas, con 4 repeticiones, 3 tratamientos donde se aplicaron fertilizantes químicos (F) en las parcelas principales y en las subparcelas se aplicaron 5 dosis de vinaza (V) . 

Las dosis de los fertilizantes químicos aplicados en los 3 tratamientos de las parcelas principales fueron las siguientes: 

F₀ = Sin fertilizante químico. 
F₁ = Fertilización mineral usualmente aplicada en la zona.
F₂ = Fertilización complementaria, calculada de acuerdo al tratamiento F1 y del aporte de nitrógeno, fósforo (P₂O₅) y potasio (K₂O) de .la dosis de 50 m³/ ha de vinaza.

En las parcelas principales la fertilización mineral se fraccionó. En tal sentido, se aplicó al momento de la siembra o del tratamiento de la soca, la mitad del nitrógeno, todo el fósforo y la mitad del potasio y, a los 45 días, se aplicó el resto del nitrógeno y del potasio. 

En las subparcelas, la dosis de vinaza establecida en cada tratamiento, se aplicó en dos porciones: la primera a los 10 días después de la siembra o del tratamiento de la soca y la segunda porción a los 45 días después de la primera aplicación. La vinaza fue transportada desde la destilería "EL AYAMAN" hasta el sitio del ensayo en camiones cisternas y se aplicó manualmente, utilizando para ello, envases plásticos de 20 litros de capacidad. Al día siguiente de la aplicación de la vinaza, se suministró el riego correspondiente. 

El análisis de laboratorio de las muestras tomadas antes de la instalación del ensayo (cuadro 1) , determinó que el suelo tiene textura franco limosa, pH ligeramente alcalino y contenidos medios de materia orgánica en los primeros 20 cm. Los valores de fósforo y potasio son bajos a muy bajos, los de calcio muy altos y los de magnesio medios, la capacidad de intercambio de cationes es moderada y presenta ciertos problemas de salinidad para el desarrollo del cultivo de la caña de azúcar (5; 7). 

Tomando en consideración los bajos contenidos de fósforo y potasio en el suelo, se estableció que la fertilización mineral del tratamiento F1 contemplara la aplicación de 180 Kg/ha de nitrógeno, 160 Kg/ha de fósforo (P₂O₅) y 220 Kg/ha de potasio (K₂O).

En el cuadro 2 se muestra la composición química de la vinaza utilizada en este trabajo, la cual proviene de un mosto, compuesto principalmente de melaza, jugo de penca de cocuy y papelón. Los contenidos de materia orgánica, nitrógeno, fósforo y potasio de la vinaza utilizada en este ensayo son mayores a los reportados para vinazas provenientes de mosto de melaza de diferentes destilerías de Brasil (10), lo cual unido a las características del suelo seleccionado para este trabajo, en especial lo referente al problema de salinidad que presenta para el desarrollo del cultivo de la caña de azúcar (7), determinó que las dosis de vinaza establecidas en cada tratamiento fuesen relativamente bajas, en relación a las cantidades usadas en Brasil. En tal sentido, en las subparcelas se aplicaron las siguientes dosis de vinaza: 

V₀ = 0 m³/ha de vinaza. 
V₁ = 25 m³/ha de vinaza. 
V₂ = 50 m³/ha de vinaza. 
V₃ = 75 m³/ha de vinaza. 
V₄ = 100 m³/ha de vinaza. 

Por otra parte, de acuerdo a los valores reportados de nitrógeno, fósforo (P₂O₅) y potasio ( K₂O) en el cuadro 2, se estima que al aplicar 50 m³/ha de vinaza, se le incorporan al suelo 100 Kg/ha de nitrógeno, 115 Kg/ha de fósforo (P₂O₅) y 375 Kg/ha de potasio (K₂O) .En tal sentido, la fertilización mineral complementaria establecida en el tratamiento F2, contempla la incorporación de 80 Kg/ha de nitrógeno y 45 Kg/ha de fósforo (P₂O₅) .

Inmediatamente antes de la cosecha se tomaron, al azar, 20 tallos en cada subparcela, para realizar las siguientes determinaciones: 

- contenido de sólidos totales en el jugo (brix) . 

- contenido de sacarosa total en el jugo (pol) . 

- porcentaje de sacarosa con respecto a los sólidos totales que contiene el jugo (pureza) .

- contenido de azúcar real en el jugo (rendimiento industrial) . 

Al momento de la cosecha, se pesaron los tallos de las dos hileras efectivas de cada subparcela. Los datos obtenidos se transformaron en toneladas de caña por hectárea y en toneladas de azúcar por hectárea y se le hicieron análisis de varianza y pruebas de medias de Duncan. 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN 

Con el fin de detectar el efecto de la utilización de la vinaza como fertilizante en la producción y calidad de la caña de azúcar, se analizaron los valores del rendimiento de caña por hectárea, de los contenidos de sólidos totales (brix) y de sacarosa total en el jugo de la caña (poI) , del porcentaje de sacarosa con respecto a los sólidos totales que contiene el jugo de la caña de azúcar (pureza) , del rendimiento industrial y de la producción de azúcar por hectárea.

Los resultados del rendimiento de caña por hectárea para los diferentes tratamientos e vinaza aplicados en los tres ciclos del cultivo, se muestran en el cuadro 3.

Los promedios con una misma letra en cada columna no difieren estadísticamente entre sí. 

Los resultados anteriores evidencian que la vinaza utilizada en este ensayo puede ser empleada eficazmente para elevar el rendimiento de caña por hectárea en forma significativa. En efecto, en el cuadro 3 se observa que en plantilla, al aplicar dosis de 50 m³/ha de vinaza (tratamiento V₂) , el rendimiento promedio de caña se incrementó en un 38 %, con relación al tratamiento V₀. Para soca I y soca II, al aplicar 100 m³/ha de vinaza (tratamiento V4) , los rendimientos promedios de caña se incrementaron en un 24% y 38%, respectivamente, con respecto al tratamiento Va. Similares resultados fueron conseguidos por Rossetto (15) , quien obtuvo el mayor rendimiento de caña planta por hectárea cuando aplicó 60 m³/ha de vinaza y por COPERSUCAR (2) , en donde por medio de un estudio de aplicación de vinaza en caña soca durante tres años consecutivos, se logró un aumento en la producción de caña por hectárea con dosis de 90 m³/ha. 

Los valores obtenidos de brix, poI, pureza y rendimiento industrial no mostraron, mediante el análisis de varianza, diferencias estadísticas significativas para los tratamientos aplicados en los tres ciclos del cultivo, lo cual indica que las dosis de vinaza utilizadas no afectaron los contenidos de sólidos totales y de sacarosa en el jugo, así como tampoco influyeron en el rendimiento industrial, en comparación con la fertilización mineral. Al respecto, Quintero (13) señala que uno de los efectos negativos de la fertilización con vinaza es el relacionado con el aumento de cenizas en el jugo, porque causa problemas en la cristalización del azúcar, pero cuando se usan cantidades relativamente bajas (del orden de los 100 m³/ha) , su efecto en el contenido de cenizas es similar al producido por la fertilización mineral. 

Los resultados de la producción promedio de azúcar por hectárea para los diferentes tratamientos de vinaza (V), aplicada en los tres ciclos del cultivo, se presentan en el cuadro 4.

Los promedios con una misma letra en cada columna no difieren estadísticamente entre sí. 

Los resultados precedentes indican que la vinaza aumenta el rendimiento de azúcar- En tal sentido, en el cuadro 4 se observa que en plantilla, al aplicar 50 m³/ha de vinaza (tratamiento V₂) , el rendimiento promedio de azúcar se incrementó en un 39 %, con relación al tratamiento Va- Para soca I y soca II, al incorporar 100 m³/ha de vinaza (tratamiento V₄) , los rendimientos promedios de azúcar se incrementaron en un 30% y 43%, respectivamente, con respecto al tratamiento V₀. El incremento de los rendimientos en azúcar se debe principalmente al aumento en la producción de caña por hectárea, ya que, tal como se señaló anteriormente, la aplicación de vinaza no afectó el rendimiento industrial. Similares resultados fueron reportados por Berrocal (1) , quien detectó que con dosis de 120 m³/ha de vinaza se incrementa la producción de caña por hectárea, sin afectar el rendimiento industrial. 

En las figuras 1, 2 y 3, se muestra la interacción fertilizante químico x vinaza (F x V) de los resultados obtenidos de la producción de caña y de azúcar por hectárea, en donde se observa que cuando no se aplica fertilizante químico, se produce un aumento en la producción de caña por hectárea con los incrementos en los niveles de vinaza, hasta alcanzar, con la aplicación de 100 m³/ha (tratamiento FOV4) , incrementos en el rendimiento de un 27% en plantilla, de un 23% en soca I y de un 65% en soca II, con relación al tratamiento que no contempla la aplicación de vinaza ni de fertilizante químico (F₀V₀) . 

Además sin la aplicación del fertilizante químico, el rendimiento en azúcar también aumenta, hasta alcanzar, al incorporar 100 m³/ha de vinaza (tratamiento F₀V₄) , un incremento en la producción de azúcar por hectárea de un 22% en plantilla, de un 30% en soca I y de un 63 % en soca II. Similares resultados fueron encontrados por Silva (16) , quien señala que con la utilización de vinaza como fertilizante, se pueden obtener rendimientos aceptables en caña de azúcar, sin necesidad de una complementación mineral.

Sin embargo, la mayoría de los trabajos consultados reportan que la complementación mineral es indispensable para alcanzar una mayor producción, debido principalmente a que la vinaza no presenta en su composición química un balance de N-P-K que esté de acuerdo con lo requerido por el cultivo de la caña de azúcar (4,9,12,13,14) , aún cuando se sabe que dicho balance es cambiable para la suplencia, dependiendo del contenido original del suelo. En tal sentido, en las figuras 1, 2 y 3, se observa que cuando se aplican 50 m³/ha de vinaza en plantilla y 100 m³/ha de vinaza en soca I y soca II, acompañadas de 180 Kg/ha de nitrógeno, 160 Kg/ha de fósforo (P₂O₅) y 220 Kg/ha de potasio (K₂O) (tratamientos F₁V₂ y F₁V₄) , se obtiene un rendimiento de caña de 140 T/ha en plantilla, de 110 T/ha en soca I y de III T/ha en soca II y un rendimiento en azúcar de 15,61 T/ha en plantilla, de 10,72 T/ha en soca I y de 12,71 T/ha en soca II, es decir, un incremento del 18%, 16% y de 32%, en la producción de caña y del 20%, 26% y de 43%, en la producción de azúcar, en plantilla, soca I y soca II, respectivamente, en comparación con los máximos rendimientos obtenidos al incorporar vinaza solamente (tratamiento F₀V₄) . Además, cuando se aplican 50 m³/ha de vinaza en plantilla y 100 m³/ha de vinaza en soca I y soca II, complementada con 80 Kg/ha de nitrógeno y de 45 Kg/ha de fósforo (P₂O₅) (tratamientos F₂V₂ y F₂V₄) , se incrementa la producción de caña por hectárea en un 14%, 15 % y 32%, en plantilla, soca I y soca II, respectivamente y la producción de azúcar por hectárea en un 13%, 26% y 20%, en plantilla, soca I y soca II, respectivamente, en comparación con la máxima producción obtenida al incorporar vinaza solamente (tratamiento F₀V₄).  

Finalmente, al comparar los tratamientos F₂V₂ [50 m³/ha de vinaza, acompañada con 80 ha de nitrógeno y 45 Kg/ha de fósforo (P₂O₅)] con el tratamiento F₁V₂ [ 50 m³/ha de vinaza, acompañada de 180 Kg/ha de nitrógeno, 160 Kg/ha de fósforo (P₂O₅) y de 220 Kg/ha de potasio (K₂O)] , la diferencia en el rendimiento en plantilla es de 4 T/ha de caña y de 0,92 T/ha de azúcar. En relación a soca I y soca II, la comparación del tratamiento F₂V₄ [100 m³/ha de vinaza, con un adicional de 80 Kg/ha de nitrógeno y 45 Kg/ha de fósforo P₂O₅] con el tratamiento F₁V₄ [100 m³/ha de vinaza, acompañada de 180 Kg/ha de nitrógeno, 160 Kg/ha de fósforo (P₂O₅) y de 220 Kg/ha de potasio (K₂O)] , determina una diferencia en el rendimiento de 1 T/ha de caña y de 0,01 T/ha de azúcar en soca I y de II T/ha de caña y de 2,03 T/ha de azúcar en soca II. De las comparaciones anteriores se deduce que no hubo diferencias apreciables en la producción de caña y de azúcar entre los tratamientos F₂V₂ y F₁V₂ en plantilla y entre F₂V₄ y F₁V₄ en soca I; es decir, se obtienen rendimientos similares y se puede economizar el 55% del nitrógeno, el 72% del fósforo (P₂O₅) y el 100% del potasio (K₂O) , provenientes del fertilizante mineral. La diferencia de II T/ha de caña y de 2,03 T/ha de azúcar en soca II, es posible que se deba a que en este ciclo del cultivo los requerimientos de nitrógeno son mayores al suministrado en el tratamiento F₂V₄; en tal sentido, Quintero (13) , señala que los requerimientos de nitrógeno en caña de azúcar, aumentan con el número de cortes. 

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 

1.- La aplicación de vinaza aumentó en forma significativa la producción de caña y de azúcar por hectárea. Los mejores rendimientos se obtuvieron cuando se incorporaron 50 m³/ha de vinaza en plantilla y 100 m³/ha de vinaza en soca I y soca II.

2. En comparación con la fertilización mineral, las dosis de vinaza utilizadas no afectaron el contenido de cenizas ni el de sacarosa total en el jugo, así como tampoco influyeron en el rendimiento industrial. Por tal razón, es de esperar que para suelos con características similares a las del utilizado es este trabajo, dosis de hasta 100 m3/ha de vinaza no afecten la calidad del producto obtenido de la caña de azúcar. 

3. Debido a que la vinaza aplicada no afectó el rendimiento industrial, el aumento en la producción de azúcar por hectárea se debió, principalmente, al incremento del rendimiento de caña por hectárea. 

4. Con la utilización de la vinaza como fertilizante, se obtuvieron rendimientos crecientes en caña de azúcar, sin necesidad de una fertilización mineral. Sin embargo, se pudo detectar que la complementación mineral es necesaria para alcanzar una mayor producción. 

5. Los resultados obtenidos revelan que la vinaza incrementa el rendimiento de la caña de azúcar y evidencian que puede sustituir el 55% del nitrógeno, el 72% del fósforo (P₂O₅) y el 100% del potasio (K₂O) , provenientes de la fertilización mineral.

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