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Revista industrial y agrícola de Tucumán

On-line version ISSN 1851-3018

Rev. ind. agric. Tucumán vol.92 no.2 Las Talitas Dec. 2015

 

ARTÍCULOS ORIGINALES

Respuesta de la caña de azúcar a distintas dosis de nitrógeno aplicadas vía riego por goteo enterrado y en secano en Tucumán, Argentina*

Francisco A. Sosa**, Carlos F. Hernández**, Miguel Morandini**, G. Agustín Sanzano**, Eduardo R. Romero***, Gonzalo Robledo**, Roque Correa**, Juan I. Romero**, Carolina Sotomayor** y Hugo Rojas Quinteros**

*Resultados parciales del trabajo de tesis de maestría del Ing. Agr. Francisco Sosa.
** Sección Suelos y Nutrición Vegetal, EEAOC. fasosa@eeaoc.org.ar
*** Sección Agronomía de la Caña de Azúcar, EEAOC.

Resumen

En la provincia de Tucumán y en el Noroeste Argentino se ha incrementado en los últimos años la superficie de caña de azúcar regada por goteo. Esta tecnología permite aumentar los rendimientos culturales y ofrece nuevas alternativas en el manejo de la fertilización. La información local acerca del manejo de la fertilización nitrogenada vía riego por goteo en caña de azúcar es escasa. El objetivo del presente trabajo fue evaluar la respuesta productiva de la caña de azúcar a dosis crecientes de nitrógeno (N) aplicadas vía riego por goteo y en secano. Se establecieron dos ensayos en la Llanura chaco pampeana sub-húmeda seca, ubicados en las localidades de Los Ralos (LR) (2010) y La Cruz (LC) (2010 y 2011), provincia de Tucumán, República Argentina. Tanto en riego como en secano se compararon niveles crecientes de fertilización con N, utilizándose un diseño en bloques totalmente aleatorizados. Con la dosis recomendada para secano (86 kg N ha-1, equivalente a 3 kg urea surco-1), se incrementaron los rendimientos culturales entre un 17% y 28% vía riego por goteo, aun cuando el N se aplicó en un momento posterior al recomendado. Aplicaciones tardías de N afectaron negativamente la producción de caña y retrasaron la maduración; el efecto negativo de una provisión tardía de N sobre la maduración fue mayor cuando la aplicación se realizó vía fertirriego. Con la fertirrigación nitrogenada se redujo sensiblemente el índice de consumo de N.

Palabras clave: saccharum, fertirriego, nutrición nitrogenada.


Abstract

Response of sugarcane to different nitrogen doses applied through subsurface drip irrigation and under rainfed conditions in Tucumán, Argentina.

Recently in Tucumán province and in North-western Argentina, there has been an increase in the sugarcane-planted area kept under drip irrigation. This technology impacts positively on sugarcane yields and offers new alternatives in fertilization management. Available local information about nitrogen fertilization in sugarcane under drip fertigation is still scarce. The aim of this work was to assess the productive response of sugarcane to increasing nitrogen doses applied through drip irrigation and under rainfed conditions. Two trials were carried out in Los Ralos (LR) (2010) and La Cruz (LC) (2010 and 2011), sites located in the dry sub-humid chaco-pampeana plain of Tucumán, Argentina. For both the irrigation and rainfed systems, increasing N levels were compared using a complete randomized block design. When the 86 kg N ha-1 dose (advised for rainfed conditions) was applied through drip fertirrigation, cane yields increased between 17% and 28%, even when the application was performed in a period later than recommended. Late N application reduced cane yield and delayed ripening. A later N provision had a more negative impact on cane ripening when applied through fertigation. Overall, fertigation significantly reduced sugar cane N uptake index.

Key words: Sugarcane, fertigation, nitrogen.

Introducción

El déficit hídrico no se limita a zonas áridas o semiáridas; en zonas húmedas y sub-húmedas la distribución irregular de las precipitaciones determina que los riegos localizados de alta frecuencia como el riego por goteo tengan una respuesta positiva y permitan obtener altos rendimientos potenciales para los distintos materiales genéticos (Dantas neto et al., 2006; Farías et al., 2008; Gava et al., 2011). En el área cañera del NOA, y más recientemente en Tucumán, se ha incrementado la superficie con caña de azúcar bajo riego por goteo enterrado (Figueroa et al., 2009). Esto genera una nueva oportunidad para un manejo más eficiente de la fertilización, particularmente la fertilización nitrogenada, con los beneficios económicos y medio ambientales que ello implica (Thorburn et al., 2003 (b)). Donde el riego tiene un carácter integral, se citan ahorros de N de entre un 10-50% cuando se aplica el N vía fertirriego (Ng Kee Kwong et al., 1999; Dart et al., 2000; Thorburn et al., 2003 (a); Weigel et al., 2008). En aquellas situaciones donde el riego es complementario o suplementario, ó en zonas donde se cultiva en secano, la aplicación vía fertirriego de dosis convencionales de N produce incrementos sensibles en la producción (Gava et al., 2010; Sosa, 2013).
En cuanto al fraccionamiento de la dosis de N vía fertirriego, una división racional en 4 ó 5 aplicaciones en los primeros meses luego de la brotación para una cosecha invernal disminuye el riesgo de pérdidas y aumenta la recuperación de N sin afectar el rendimiento cultural ni la producción de azúcar (Butler et al., 2002; Wiedenfeld and Enciso, 2008). En Tucumán se demostró la factibilidad técnico económica del cultivo de la caña de azúcar bajo riego por goteo (Romero et al., 2003; Sosa et al., 2010; Sosa et al., 2011). Sin embargo, no hay información local respecto al comportamiento de la caña de azúcar frente a distintas dosis de N aplicadas vía riego por goteo, y su relación con la condición de secano.
El objetivo del presente trabajo fue evaluar la respuesta productiva de la caña de azúcar a distintas dosis de N aplicadas vía riego por goteo y en secano.

Materiales y métodos

Se establecieron dos ensayos ubicados en Los Ralos (LR) (26º52’58" S, 64º58’30" O) y en La Cruz (LC) (26º39’11" S, 64º51’43" O), localidades pertenecientes a la región agroecológica de la Llanura chaco pampeana sub-húmeda seca, Tucumán, Argentina (Zuccardi y Fadda, 1985). Los suelos se clasificaron como Argiudol típico en LC y Haplustol típico en LR, siendo la fracción limo dominante en todo el perfil (Zuccardi y Fadda, 1985) (Tabla 1); la única limitante edáfica para el normal desarrollo del cultivo estuvo representada por bajos niveles de fósforo asimilable (P) por lo que se realizó una fertilización con 50 kg P205 ha-1 en forma superficial en ambas costillas del surco al inicio de la experiencia (Pérez Zamora et al., 1999). La capacidad de almacenaje de agua útil hasta los 90 cm resultó de 122 mm en LC y 117 mm en LR.
En ambas localidades se trabajó sobre la variedad LCP 85-384 en un marco de plantación de surcos de base ancha (0,3 m) y distanciados 1,6 m entre ellos. Se evaluaron las cosechas del año 2010 en ambos ensayos mientras que en LC se evaluó también la cosecha del año 2011. En LR la fertilización y el riego por goteo fueron superficiales, en LC ambas labores fueron realizadas en forma sub-superficial. En ambos ensayos se compararon niveles crecientes de fertilización con nitrógeno (N) (factor uno) para dos niveles de manejo (factor dos, riego por goteo y secano). Los tratamientos se distribuyeron en bloques completamente aleatorizados con cuatro repeticiones en LR y tres en LC (Tabla 2). El análisis estadístico de los datos se realizó con el software INFOSTAT (Di Rienzo et al., 2009), luego de analizados los efectos de los factores y sus interacciones se realizó la comparación de medias con el test LSD de Fisher con valor alfa de 0,05. Las parcelas estuvieron constituidas por cinco surcos de 40 m de largo. La fuente de N utilizada fue urea perlada (46-0-0) y la inyección se realizó con inyector tipo venturi.
Las precipitaciones y las láminas brutas de riego se midieron con pluviómetro y caudalímetro, respectivamente. Las precipitaciones en los ciclos productivos fueron de 1.145 mm y 1.180 mm en LC 2010 y 2011 respectivamente, y en LR 2010 fueron de 889 mm; en todos los casos concentradas entre diciembre y abril, característico del régimen monzónico de la zona (Torres, 1972; Zuccardi y Fadda, 1985; Fogliata, 1995). Los riegos totalizaron 150 mm y 110 mm en LC 2010 y 2011 respectivamente, y en LR 2010 fueron de 206 mm. Los riegos se iniciaron en octubre en LC 2010, mientras que en LC 2011 y LR 2010 se iniciaron en noviembre, más tarde de lo recomendado debido a lluvias registradas al inicio del ciclo en LC 2011 y a la cosecha tardía en LR 2010 (Figuras 1, 2 y 3).

Tabla 1. Propiedades químicas, físicas y físico-químicas de los suelos de LR (departamento Cruz Alta) y LC (departamento Burruyacú). Tucumán. Argentina. MO = materia orgánica; CE = conductividad eléctrica en el extracto de saturación; P = fósforo extraíble; CIC = capacidad de intercambio catiónica; Wcc = humedad a capacidad de campo; Wpm = humedad en el punto de marchitez.

Tabla 2. Dosis ensayadas, forma de aplicación, subdivisión y fecha de aplicación. Los Ralos 2010, La Cruz 2010 y 2011. Tucumán Argentina.

Figure 1. Distribución temporal de las precipitaciones y riegos. Eje primario: mm totales aportados por las precipitaciones (columnas llenas azules), eje secundario: mm aportados por el riego para un área de mojado del 50% (columnas discontinuas rojas). LR. 2009-2010.

Figure 2. Distribución temporal de las precipitaciones y riegos. Eje primario: mm totales aportados por las precipitaciones (columnas llenas azules), eje secundario: mm aportados por el riego para un área de mojado del 50% (columnas discontinuas rojas). LC. 2009-2010.

Figure 3. Distribución temporal de las precipitaciones y riegos. Eje primario: mm totales aportados por las precipitaciones (columnas llenas azules), eje secundario: mm aportados por el riego para un área de mojado del 50% (columnas discontinuas rojas). LC 2010-2011.

A cosecha se realizó el conteo de tallos presentes en 20 m de los tres surcos centrales de cada parcela; se tomaron al azar muestras de 50-60 tallos de cada parcela para determinar el peso de los tallos y el rendimiento fabril. Con estos datos se estimaron la producción cultural y en azúcar por hectárea. Además se calculó el índice de consumo de N (ICN) como la relación entre kg de N aplicados por t de caña producida ha-1 para cada año y localidad (Pérez Zamora et al., 1999).
Muestreos posteriores se realizaron a los 7, 14, 21, 28 y 35 días. Las muestras, compuestas por 10 tallos limpios y despuntados en su punto de quiebre, fueron procesadas en laboratorio con una desfibradora a martillo ("open cell" de aproximadamente el 95%) y el jugo fue extraído con prensa hidráulica (con una presión de 240 kg/cm2 durante un minuto). A partir del jugo obtenido se determinó: I) contenido de sacarosa, glucosa y fructosa por cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) y II) acidez titulable y pH (mediante un titulador automático y un pHmetro, respectivamente). La pureza real fue estimada mediante la relación porcentual del contenido de sacarosa en el contenido total de azúcares (sacarosa, glucosa y fructosa).
Los datos obtenidos para todas las variables fueron ajustados por un modelo lineal mixto, donde los efectos variedad, tiempo (número de días desde la fecha de la primera helada) e interacción variedad por tiempo fueron considerados fijos, mientras que el efecto bloque fue considerado aleatorio. Debido a la naturaleza longitudinal de los datos (medidas repetidas en el tiempo) se consideró, además, el efecto aleatorio de parcela con el objeto de contemplar las posibles correlaciones temporales entre las observaciones (Schabenberger and Pierce, 2002; Littell et al., 2000). Posteriormente, se realizó una prueba LSD de Fisher (nivel de significación del 5%) a partir de las medias predichas por el modelo ajustado de cada variable, lo que permitió realizar comparaciones entre variedades para cada fecha de evaluación y comparación entre fechas de evaluación para cada variedad. Para el análisis estadístico se utilizo el software Infostat versión 2012 (Di Rienzo et al., 2012).

Resultados y discusión

Los Ralos
Las variables rendimiento cultural y producción de azúcar respondieron a ambos factores y a su interacción; el rendimiento fabril no se vio afectado por los tratamientos (Tabla 3). Se observó una clara respuesta al agregado de N, tanto en producción de caña como de azúcar (Tabla 4) en coincidencia con lo reportado por Pérez Zamora et al. (2000) para la misma zona. Los tratamientos fertirrigados tuvieron mayores producciones en las tres dosis evaluadas respecto a los tratamientos en secano, estas diferencias fueron significativas a dosis bajas e intermedias de N, similares resultados obtuvieron Weigel et al. (2008).

Tabla 3. Factores de variación e interacción entre los factores para las variables Rendimiento cultural, fabril y en azúcar. Los
Ralos 2010. Tucumán. Argentina.

Tabla 4. Rendimiento cultural y producción de azúcar (t ha-1) para LCP 85-384 Soca 3 bajo riego por goteo y en secano. Los Ralos 2010. Letras distintas en la misma columna indican diferencias significativas. Las diferencias entre riego y secano se indican en la misma fila.

Tanto en riego como en secano se alcanzó la máxima producción estadísticamente significativa con 86 kg N ha-1 equivalentes a 3 kg urea surco-1. Con esa dosis (recomendada para secano) se logró incrementar la producción en un 28% cuando se aplicó por fertirriego (Tabla 4). A similares conclusiones arribaron Gava et al. (2010) con una dosis de 140 kg N ha-1. Dosis mayores a 86 kg N ha-1 no incrementaron significativamente los rendimientos culturales ni en azúcar.
Cuando la caña estuvo bajo riego, la aplicación de 29 kg Nha-1 produjo una respuesta significativa respecto al tratamiento sin N; esto no ocurrió en secano, donde a dosis intermedias y altas recién se produjeron respuestas significativas respecto al tratamiento sin N.
La aplicación de 29 kg N ha-1 bajo riego resultó en una producción similar a 86 kg N ha-1 aplicados en secano. Sin embargo, con estos tratamientos no se alcanzaron los máximos rendimientos en las condiciones locales, a similares resultados arribaron Weigel et al., (2008) respecto a las dosis bajas aplicadas vía fertirriego vs la aplicación convencional con riego gravitacional. Considerando la dosis de 86 kg N ha-1, con la cual se alcanzó el máximo rendimiento cultural tanto en riego como en secano, el ICN (expresado como la relación entre los kg de N aplicados y la producción obtenida de caña por ha) disminuyó sensiblemente bajo riego por goteo debido a un incremento del rendimiento máximo de acuerdo a lo citado por Pérez Zamora et al., (1999) (Figura 4).
Estos resultados indican que el beneficio no estuvo dado por ahorro del N aplicado, sino por un aumento de los rendimientos cuando la dosis recomendada para secano se aplicó vía riego por goteo.

Figure 4. Índice de consumo (kg N aplicado por t caña producida-1) para 86 kg de N ha-1. Letras distintas indican diferencias significativas. LSD 0,05; DMS: 1,16; p value=0,0082. Los Ralos 2010. Tucumán. Argentina.

La Cruz
El factor año tuvo un efecto significativo sobre todas la variables analizadas (Tabla 5); ello se debió a que en el segundo año se realizó un manejo diferencial del riego y de la fertilización (Tabla 1, Figuras 2 y 3). Todos los factores de variación y sus interacciones afectaron la variable rendimiento cultural, por ello se detalla el comportamiento por año y por nivel de riego (Tablas 5 y 7). La variable rendimiento fabril se vio afectada significativamente por la interacción entre los factores riego y año debido al manejo diferencial que se realizó del riego en ambos años (Tablas 5 y 6).

Tabla 5. Factores de variación e interacción entre los factores para las variables rendimiento cultural, fabril y en azúcar. La Cruz. Tucumán. Argentina.

Tabla 6. Rendimiento fabril para los tratamientos con riego y en secano discriminados por año. La Cruz 2010-2011. Tucumán. Argentina. Letras minúsculas distintas en la misma columna indican diferencias significativas, letras mayúsculas distintas en la misma fila indican diferencias significativas.

Tabla 7. Producción cultural (t ha-1) para distintas dosis de N en riego y secano. LCP 85-384 Soca 1 y 2, 2010 y 2011, respectivamente. La Cruz. Tucumán. Letras distintas en la misma columna indican diferencias significativas. Las diferencias entre riego y secano se indican en la misma fila.

En ambas campañas la producción de caña y de azúcar bajo riego por goteo se diferenció significativamente del secano cuando se aplicaron dosis bajas e intermedias de N, no así en dosis altas (Tablas 7 y 8), en coincidencia con lo reportado por Weigel et al. (2008).

Tabla 8. Producción en azúcar (t ha-1) para distintas dosis de N en riego y secano. LCP 85- 384 Soca 1 y 2, 2010 y 2011, respectivamente. La Cruz. Tucumán. Letras distintas en la misma columna indican diferencias significativas. Las diferencias entre riego y secano se indican en la misma fila.

En el año 2010, con la dosis de 86 kg N ha-1 se alcanzaron las mayores producciones culturales estadísticamente significativas tanto en fertirriego como en secano; para esta dosis (recomendada para la condición en secano) los rendimientos se incrementaron significativamente un 17% (18,2 t ha-1) cuando se fertirrigó (Tabla 7); este aumento de producción resultó en un menor ICN (Figura 5) de acuerdo a lo reportado por Pérez Zamora et al. (1999). Dosis mayores a 86 kg N ha-1 por fertirriego no se tradujeron en aumentos significativos de producción, favorecieron el ataque de plagas y el vuelco. En secano tampoco hubo aumentos significativos de producción con dosis superiores a 86 kg N ha-1.

Figura 5. Índice de consumo (kg de N aplicado por t caña producida-1) para 86 kg de N ha-1. Letras distintas indican diferencias significativas. LSD 0,05; DMS: 1,16; p value= 0,0082.

La máxima producción de azúcar por ha estadísticamente significativa, tanto en riego como en secano, se alcanzó con una dosis más baja (57 kg N ha-1), mientras que con 86 kg N ha-1 se maximizó la producción cultural (Tablas 7 y 8), ello se explica por un menor rendimiento fabril (no significativo) de los tratamientos que recibieron dosis más altas de N (datos no presentados). Con la dosis de 57 kg N ha-1 el tratamiento fertirrigado superó significativamente en 1,2 t azúcar ha-1 (10%) al secano con igual dosis (Tabla 8).
En el año 2011, al igual que en soca 1, se alcanzó la máxima producción cultural con 86 kg N ha-1 tanto para fertirriego como en secano; con esta dosis el tratamiento fertirrigado superó significativamente en 10,2 t de caña ha-1 (13%) al secano, determinando un ICN menor para el fertirriego (Tabla 7 y Figura 5).
La producción de azúcar siguió un comportamiento similar al rendimiento cultural alcanzándose la máxima producción estadísticamente significativa con 86 kg N ha-1 tanto en secano como bajo riego, sin diferenciarse significativamente entre ellos debido al efecto negativo de la fertirrigación tardía con N sobre la maduración (Tabla 8).
Los rendimientos culturales y en azúcar fueron en promedio 27% y 35% respectivamente menores en soca 2, respecto de soca 1. La fertilización tardía limitó considerablemente la producción de caña y afectó negativamente el rendimiento fabril en soca 2 (Tablas 7 y 8) esto determinó que el ICN fuera mayor para esta soca (Figura 5). El efecto negativo de la provisión tardía de N sobre la maduración fue significativamente superior cuando el nutriente se aplicó vía fertirriego.

Conclusiones

En las condiciones estudiadas, con la dosis de 86 kg N ha-1 tradicionalmente recomendada para secano, los rendimientos culturales se incrementaron entre 17 y 28 % cuando el nutriente se aplicó vía fertirriego. Estas diferencias fueron superiores cuando mayor fue el estrés hídrico y la edad de la cepa (LR).
Aplicaciones de dosis más altas (115 y 144 kg N ha-1) vía riego por goteo no se tradujeron en incrementos de producción de caña ni de azúcar para las socas estudiadas.
Con el riego por goteo se logró disminuir el índice de consumo de N por unidad de caña producida aun cuando la fertirrigación se realizó en forma tardía.
El mejor comportamiento del cañaveral se registró cuando se aplicó el N vía fertirriego en forma dividida entre los meses de octubre y diciembre; aplicaciones posteriores produjeron un retraso en el crecimiento y afectaron negativamente la maduración resultando en menores tonelajes de caña y de azúcar por ha. El efecto negativo de la aplicación tardía de N sobre la maduración fue mayor cuando se aplicó el nutriente vía fertirriego.

Agradecimiento

A los Ing. Agr. Santiago Gramajo, Mariano Abregú, Carlos Bermúdez, Nelson Aranda y Esteban Arroyo; y a las Secciones Química, Zoología y Agronomía de la Caña de Azúcar de la EEAOC por su colaboración en la ejecución y evaluación de los ensayos.

Bibliografía citada

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