Mapeo digital del suelo y su evaluación con fines de ... · Índice 1 | INTRoDuCCIóN 1 2 | MARCo...

Mapeo digital del suelo y su evaluación con fines de

producción de caña de azúcar en los municipios de Ixiamas

y San Buenaventura

Autor: Ronald Vargas Rojas Consultor de Conservación Estratégica

Levantamiento de suelos:Hernán Figueredo Consultor de Conservación Estratégica

Mapas: Ronald Vargas RojasCI/diseño: JC Ledezma

Coordinación, monitoreo y seguimiento: Juan Carlos Ledezma Conservación Internacional BoliviaAlfonso Malky Conservación EstratégicaEduardo Forno Conservación Internacional Bolivia

Gestión del estudio: Cándido Pastor Conservación Internacional BoliviaCecilia Ayala Conservación Estratégica

Fotos tapa: © 1. Imagen satelital: LANDSAT TM 2006© 2. Fabiana Carrazana© 3. Conservación Internacional

© Conservación Internacional Bolivia y Conservación Estratégica

Conservación Internacional Bolivia Conservación Estratégica Calacoto, Calle 13, Nº 8008 Sopocachi, Av. Sánchez Lima Nº 2600 Tel: 591-2-2797700/Fax: 591-2-2114228 Tel/Fax: 591-2-2431038 La Paz – Bolivia La Paz – Bolivia [email protected] [email protected] www.conservation.org.bo www.conservation-strategy.org

2009

Depósito Legal: XXXXXXXXXX

Diseño y Diagramación: Marcas Asociadas S.R.L. 2227035

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Ronald Vargas Rojas

Mapeo digital del suelo y su evaluación con fines de

producción de caña de azúcar en los municipios de Ixiamas

y San Buenaventura

Índice

1 | INTRoDuCCIóN 1

2 | MARCo CoNCEPTuAL 72.1 El mapeo o cartografía digital del suelo 92.2 La caña de azúcar en Bolivia 12

2.2.1 Superficie sembrada y rendimientos 132.3 Aspectos botánicos de la caña de azúcar 162.4 Requerimientos agronómicos del cultivo de la caña de azúcar 17

3 | ÁREA DE ESTuDIo 35

4 | MATERIALES 41

5 | MéToDoS 455.1 Análisis exploratorio de los datos edafológicos 475.2 Mapeo o representación espacial de las propiedades edáficas 485.3 Evaluación de la aptitud edáfica para el cultivo de la caña de azúcar 49

6 | RESuLTADoS 596.1 Análisis exploratorio de los datos edafológicos 616.2 Representación espacial de las propiedades del suelo 696.3 Evaluación de la aptitud edáfica para el cultivo de la caña de azúcar 79

6.3.1 Aptitud física-edáfica para el cultivo de la caña de azúcar 796.3.2 Aptitud química-edáfica para el cultivo de la caña de azúcar 826.3.3 Aptitud edáfica general para el cultivo de la caña de azúcar 84

6.4 Manejo de variables edáficas modificables para cambiar el nivel de aptitud 866.4.1 Requerimientos de incorporación de enmiendas (encalado) 866.4.2 Requerimiento de programas de fertilización 90

7 | CoNCLuSIoNES y RECoMENDACIoNES 97

8 | BIBLIogRAFíA 103

9 | ANEXoS 113

FIGURASFigura 1 | Error por comisión en el levantamiento de suelos convencional 10Figura 2 | Error por atributo en el levantamiento de suelos convencional 11Figura 3 | Superficie cultivada y volumen de producción en Bolivia 14Figura 4 | Fotosíntesis de la caña de azúcar 17Figura 5 | Distribución de las raíces de la caña de azúcar en el suelo 19Figura 6 | Síntomas de deficiencia de nitrógeno en la caña de azúcar 23Figura 7 | Síntomas de deficiencia de fósforo en la caña de azúcar 25Figura 8 | Síntomas de deficiencia de potasio en la caña de azúcar 28Figura 9 | Síntomas de deficiencia de calcio en la caña de azúcar 30Figura 10 | Síntomas de deficiencia de magnesio en la caña de azúcar 31Figura 11 | Sistema radicular de caña de azúcar afectado por toxicidad de aluminio 33Figura 12 | Área de estudio 37Figura 13 | Cortes altitudinales transversales 39Figura 14 | Esquema metodológico para la evaluación de la aptitud edáfica del cultivo de la caña de azúcar 49Figura 15 | Esquema para la comparación entre oferta y demanda de recursos edáficos 52Figura 16 | Histograma de la distribución del contenido de arcilla en el suelo 61Figura 17 | Diagrama de caja de las propiedades edáficas: contenido de arena (A), limo (L), y arcilla (yr); densidad aparente del suelo 62Figura 18 | Diagrama de caja de las propiedades edáficas: materia orgánica, acidez intercambiable, conductividad eléctrica 63Figura 19 | Diagrama de caja de las propiedades edáficas: cationes intercambiables aluminio intercambiable 64Figura 20 | Representación gráfica (diagrama de burbujas) de la dispersión de las muestras de las variables edáficas 67Figura 21 | Mapa de textura del suelo 69Figura 22 | Mapa de drenaje del suelo 70Figura 23 | Mapa de pH del suelo 71Figura 24 | Mapa de contenidos de materia orgánica en el suelo 72Figura 25 | Mapa de nitrógeno total 73Figura 26 | Mapa de fósforo disponible 74Figura 27 | Mapa de potasio intercambiable 75Figura 28 | Mapa de calcio intercambiable 76Figura 29 | Mapa de magnesio intercambiable 77Figura 30 | Mapa de acidez intercambiable 78Figura 31 | Mapa de capacidad de intercambio catiónica efectiva 79

Figura 32 | Mapa de aptitud física-edáfica para la caña de azúcar 80Figura 33 | Mapa de aptitud química-edáfica para la caña de azúcar 82Figura 34 | Mapa de aptitud de uso para la caña de azúcar 85Figura 35 | Mapa de requerimiento de encalado (método de Kamprath) 87Figura 36 | Mapa de requerimiento de encalado (método de Cochrane) 88Figura 37 | Mapa de requerimiento de encalado (método del pH) 89Figura 38 | Mapa de requerimiento de fertilización nitrogenada 90Figura 39 | Mapa de clases de requerimiento de fertilización nitrogenada 91Figura 40 | Mapa de requerimiento de fertilización fosfórica 93Figura 41 | Mapa de clases de requerimiento de fertilización fosfórica 94Figura 42 | Mapa de requerimiento de fertilización potásica 95Figura 43 | Mapa de clases de requerimiento de fertlización potásica 96

TABLAS

Tabla 1 | Producción de caña de azúcar en Bolivia 13Tabla 2 | Comparación de parámetros productivos de la caña de azúcar en Bolivia con estándares mundiales 14Tabla 3 | Estadísticas de producción de algunos productos de la caña en Bolivia 15Tabla 4 | Valores críticos de pH en el suelo 22Tabla 5 | Valores críticos de la Mo en el suelo 22Tabla 6 | Valores críticos de nitrógeno total en el suelo 24Tabla 7 | Valores críticos de fósforo total en el suelo 26Tabla 8 | Valores críticos de potasio intercambiable en el suelo 29Tabla 9 | Valores críticos de calcio intercambiable en el suelo 30Tabla 10 | Valores críticos de magnesio intercambiable en el suelo 32Tabla 11 | Valores críticos para la valoración edáfica 34Tabla 12 | Lista de materiales 43Tabla 13 | Niveles de aptitud para la caña de azúcar 50Tabla 14 | Niveles de encalado en relación al pH del suelo 55Tabla 15 | Requerimiento de nutrientes para producir 55 Tm/ha de caña 56Tabla 16 | Matriz de Pearson 65Tabla 17 | Resumen del análisis exploratorio de las variables edafológicas 66Tabla 18 | Resumen del análisis exploratorio de las variables edafológicas 68Tabla 19 | Superficie de clases de aptitud física-edáfica 81Tabla 20 | Superficie de clases de aptitud química-edáfica 83Tabla 21 | Superficie de clases de aptitud edáfica 85Tabla 22 | Superficie ocupada por los requerimientos de encalado 88Tabla 23 | Superficie ocupada por los requerimientos de encalado 89Tabla 24 | Superficie ocupada por las clases de fertilización nitrogenada 90Tabla 25 | Superficie ocupada por las clases de fertilización fosfórica 93Tabla 26 | Superficie ocupada por las clases de fertilización potásica 96

Agradecimientos

El autor expresa su agradecimiento a Conservation Strategy Fund (CSF) y Conservación Inter-nacional (CI) por permitirle la posibilidad de realizar el presente estudio.

un agradecimiento especial a Alfonso Malky y Juan Carlos Ledezma por la facilitación de información, guía técnica y apoyo en general.

Reconoce el apoyo técnico brindado por Hernán Figueredo en cuanto a la información edáfica y general del área de estudio.

un reconocimiento al Ing. Ramiro Iriarte por compartir información histórica referente al área de estudio.

Asimismo, agradece a Christian omuto por sus acertadas sugerencias en el desarrollo de este tra-bajo.

Presentación

El norte de La Paz reúne un valor inmenso para la conservación de la biodiversidad, expresado por la presencia de una de las áreas protegidas más importantes de Bolivia: el Parque Nacional y Área Natural de Manejo Integrado Madidi.

El gobierno de Bolivia, a través de la ley N° 3546, del 28 de noviembre de 2006, declara de prioridad nacional la construcción del Complejo Agroindustrial de San Buenaventura, teniendo como base la implementación del ingenio azucarero del norte paceño, ubicado al norte del Madidi, en la provincia Abel Iturralde del departamento de La Paz. Esa ley ha reavivado el histórico anhelo de los poblado-res asentados en la región de contar con un ingenio azucarero, más aún considerando que muchos de ellos llegaron con la esperanza de formar parte del polo de desarrollo del norte paceño, que fue impulsado inicialmente en 1971 a través de CoRDEPAZ. Asimismo, a partir de la promulgación de la mencionada ley, el tema recobró un espacio importante en las agendas políticas, sociales y, por supuesto, del desarrollo, de movimientos sociales y políticos.

Durante los más de 35 años de debate del proyecto en el norte de La Paz, desde muy intenso hasta casi olvidado, una constante ha sido la falta de información en cantidad, calidad y profundidad para evaluar las propuestas. La información sobre las condiciones del recurso suelo del norte paceño se presenta como la piedra angular para decidir sobre diferentes escenarios de desarrollo. Es por esta razón que Conservación Internacional Bolivia y Conservación Estratégica decidieron llevar a cabo un minucioso estudio de suelos, utilizando las tecnologías y metodologías más actualizadas. Este estudio es parte de la evaluación de la factibilidad económica del proyecto azucarero, realizada también por ambas instituciones, y de otros proyectos agrícolas, como el cultivo de cacao.

El estudio cubre un área de 130.000 hectáreas, ubicadas en la región de expansión de la frontera agrícola de los municipios de San Buenaventura e Ixiamas. Las muestras incluidas en este estudio sobrepasan en más de 20 veces las de estudios anteriores; adicionalmente, es la primera experiencia en la que se aplican en la región técnicas de mapeo digital del suelo, que representan cartográfica-mente la variabilidad edáfica de las diferentes propiedades del recurso suelo con una resolución de 30 metros. A partir de los resultados obtenidos se concluye que el suelo tiene ciertas limitaciones pero que pueden ser corregidas con insumos y que su conservación y uso sostenible dependerá de un manejo adecuado del recurso.

En este sentido, y con la finalidad contribuir al desarrollo sostenible de la región, presentamos este estudio que no sólo profundiza el conocimiento del recurso suelo en San Buenaventura, sino también que evalúa su aptitud para fines de producción de caña de azúcar, con énfasis en la identificación de las principales restricciones para su cultivo y diversas alternativas de solución. Al mismo tiempo, el estudio se constituye en una detallada base geográfica de datos que permite realizar evaluaciones concretas para casi cualquier cultivo.

Finalmente, consideramos que el presente trabajo ayuda a tener una perspectiva, con contenido, del mejor uso del espacio territorial del norte paceño, pensando al mismo tiempo en el bienestar humano y en la conservación de los riquísimos ecosistemas naturales de la región.

Eduardo FornoDirector Ejecutivo

Conservación Internacional Bolivia

1 Introducción

El gobierno boliviano a través de la Ley N°3546 de 28 de noviembre de 2006 declara de prioridad nacional la construcción del Complejo Agroindustrial de San Buenaventura, teniendo como base la implementación del Ingenio Azucarero del norte paceño, ubicado en San Buenaventura, provincia Abel Iturralde del departamento de La Paz, para la producción de azúcar, biocombustible en base al etanol, alcohol anhidro y alcohol deshidratado, así como también la producción de palma africana para la producción de aceite y biodiesel, como fuentes de energía renovable y compatible dentro del marco de la producción ecológicamente sostenible (gaceta, 2008). Dicha promulgación reactivó un histórico anhelo de la población asentada en el mencionado municipio y alrededores que, precisa-mente, se instalaron para ser parte del famoso polo de desarrollo del norte que fue iniciado alrededor de 1971 a través de la Corporación Regional de Desarrollo de La Paz, CoRDEPAZ, y que terminó como un simple deseo. Según la Prefectura del Departamento de La Paz, el diseño actual del ingenio azucarero está proyectado para una capacidad de molienda de 4.400 toneladas de caña cada día, lo cual representaría contar con 11.000 hectáreas cultivadas en tierras que, según la misma fuente, son clase III, lo cual, en términos técnicos, corresponde a una capacidad de uso de la tierra marginal (Prefectura de La Paz, 2006). Resulta importante realizar un análisis histórico-técnico, para entender los pormenores de esta iniciativa que hoy en día ha cobrado singular interés socio-político.

Después de la creación de CoRDEPAZ, con el objetivo de promover la famosa “marcha hacia el Norte de La Paz”, en 1973 la Corporación se instala en San Buenaventura con el objetivo de implementar el polo de desarrollo, iniciándose años más tarde con la inauguración del Complejo Agro-industrial del Norte (CAN). También se promueve el desarrollo caminero entre Ixiamas y San Buenaventura. Paradójicamente a lo que implica una iniciativa de esa envergadura, se comenzó muy tarde a realizar un inventario y evaluación de los recursos naturales en el área de influencia para conocer su poten-cialidad para el rubro principal que era el azucarero.

El proyecto Capacidad de uso Mayor de la Tierra, CuMAT, se encargó del levantamiento edafológico y la posterior evaluación por capacidad de uso mayor de la tierra para agricultura intensiva con énfasis en la caña de azúcar. Posteriormente, CoRDEPAZ prosiguió con su propósito de implementar el CAN, para lo cual contrató una empresa brasilera a fin de que realice el desmonte de 20.000 hectáreas en el área del centro experimental “El Porvenir” hoy conocido como “Huayna Chuquiago”. Sin embargo, éste no prosperó y sólo se llegó a desmontar una pequeña parte del mismo que sirvió para realizar ensayos agronómicos con diferentes variedades de caña (esta información se encuentra extraviada). una vez disuelto el proyecto, el centro experimental pasó a manos del ejército y, finalmente, a manos de la universidad Mayor de San Andrés.

3Mapeo digital del suelo y su evaluacion con fines de produccion de caña de azucar en los municipios de Ixiamas y San Buenaventura

El 2001, el gobierno boliviano encarga al consorcio Euroconsult-Consultores galindo la realización de la Zonificación Agro-ecológica y propuesta de Plan de uso del Suelo de la región amazónica del departamento de La Paz a una escala de 1:250.000 (Euroconsult, 2001). Este estudio incluyó la inventariación de recursos naturales incluido el recurso suelo. Los municipios de Ixiamas y San Bue-naventura fueron parte del estudio y a partir del mismo es que se cuenta con información importante, siendo su mayor restricción es la escala, más cuando se habla de un proyecto de factibilidad como el del complejo agro-industrial donde se requiere información detallada.

A partir de la promulgación de la Ley 3546, el tema recobró un espacio importante en las esferas políticas, sociales y, por supuesto, de desarrollo. La Prefectura de La Paz durante el 2008 realizó la entrega de semilla para la implantación de caña de azúcar como paso inicial para la implementación de dicha Ley.

A inicios de 2007, los municipios de San Buenaventura e Ixiamas iniciaron la elaboración de sus Planes de ordenamiento Territorial con el apoyo de Conservación Internacional a través del Programa de Conservación de Paisajes (Figueredo, 2007) a escala 1:100.000. Para dicha actividad, se realizó una inventariación y cartografía de los recursos naturales de ambos municipios a un nivel de detalle adecuado que posibilitaría una mejor valoración de la potencialidad de las tierras para diferentes usos en ambos municipios.

Entre 2006 y 2007, El Ceibo Ltda. encargó la realización de dos consultorías con el fin de realizar un análisis estratégico de la producción de caña de azúcar orgánica en el municipio de San Buenaventura (Robison y McKean, 2006), y un estudio de pre-factibilidad para el proyecto de caña de azúcar de El Ceibo Ltda (2007). Ambos estudios investigaron la factibilidad técnica-financiera de implementar la producción de azúcar orgánica tanto en el predio “Huayna Chuquiago” como en el municipio en general. Las conclusiones de ambos estudios indican que la limitación principal del área de estudio es la acidez del suelo, que tiene influencia directa en la fertilidad del mismo, y que tendría mayor impacto en un sistema de producción orgánico, por lo que la producción de azúcar orgánica no sería viable. Sin embargo, es importante resaltar que ambos trabajos se basaron en información secundaria, es decir, no realizaron un estudio técnico-edafológico en el que se incluya una valoración de las restricciones edáficas de manera espacial, por el contrario recomiendan la realización del mismo.

Desde un punto de vista netamente técnico, el edafólogo Vladimir orsag (2007), realizó un intere-sante análisis respecto a las implicaciones técnicas referidas a la Ley 3546. Sobre la base de la limitada información existente, concluye que se debería respetar los lineamientos de planificación determinados por la propuesta de PLuS de Euroconsult, en la que se determina que las tierras son aptas para gana-dería intensiva y extensiva, uso forestal maderero y la implantación de sistemas agrosilvopastoriles, esto debido a las limitaciones propias del recurso suelo en el área de estudio. Además sugiere que se debería realizar un estudio a mayor detalle para zonificar de manera más apropiada los diferentes usos potenciales.

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Resulta evidente que para la implementación de un proyecto de gran envergadura como el CAN, es primordial realizar un estudio técnico a una escala pertinente y con la tecnología apropiada, para así tomar decisiones acertadas que promuevan el uso adecuado de los recursos y se garantice la sosteni-bilidad de la base productiva y la sustentabilidad de los actores inmersos en dicho sistema de uso de la tierra.

Conservación Estratégica Bolivia (CSF), a partir de 2008, viene implementando el Programa para Investigaciones Económicas en la Amazonia. A partir de este programa y sumado al interés de Conser-vación Internacional, ambas instituciones se han propuesto llevar a cabo la Investigación “Factibilidad Económica de la producción de caña de azúcar en el Norte Amazónico de Bolivia”. En el marco de dicha investigación y después de realizar un diagnóstico general del nivel de información disponible en cuanto a la base productiva para la producción de caña, es que se concluye que urge la realización de un estudio de suelos a nivel de detalle en el área comprendida entre los municipios de San Bue-naventura e Ixiamas (Vargas, 2008). Dicho estudio debe realizarse a nivel de detalle identificando y representando cartográficamente la variabilidad espacial de las diferentes propiedades del recurso suelo para una posterior evaluación de su aptitud con fines de producción de caña de azúcar, con énfasis en la identificación de las principales restricciones para el cultivo y las alternativas de solución. De septiembre a noviembre 2008, se realizó la primera parte del estudio que consistió en el levantamiento de suelos a través de un muestreo estratificado al azar participativo y el análisis en laboratorio de las propiedades principales del suelo (Figueredo, 2009).

El presente documento representa la segunda parte del estudio “Levantamiento y Mapeo del Recurso Suelo” y tiene como objetivo: a) realizar la cartografía o mapeo digital del recurso suelo y sus propie-dades principales y b) realizar la evaluación de la aptitud de uso con fines de producción de caña de azúcar en el área de estudio.

Mapeo digital del suelo y su evaluacion con fines de produccion de caña de azucar en los municipios de Ixiamas y San Buenaventura 5

2 Marco conceptual

2.1 El mapeo o cartografía digital del suelo

La información que genera un estudio del recurso suelo es esencial para el manejo de los demás componentes del sistema tierra y de manera específica para la planificación del uso de la tierra. El estudio del recurso suelo siempre fue de primera necesidad y diversas culturas han desarrollado sus métodos de estudio de acuerdo a sus objetivos específicos, principalmente con fines agrícolas. Varios enfoques han sido utilizados para generar información de suelos, el principal corresponde al “método convencional” que se basa en generar un modelo mental de la relación suelo-paisaje y correlacionar con los demás factores formadores del suelo.

Existe una demanda creciente de geo-información de suelos, cada vez a escalas más grandes y con un enfoque más cuantitativo, por tanto, el desarrollo de herramientas y enfoques modernos generan un escenario potencial para brindar información de suelos más rápida, objetiva y que represente con mayor precisión la real variabilidad de este recurso y sus propiedades.

Rossiter (2005) cita que en 1941, Jenny (1941) publicó su monografía “Factores de la formación de suelos: un sistema de pedología cuantitativa”, en la que presenta la evidencia de que los suelos no ocurren o se encuentran al azar dentro del paisaje; más bien, son el producto de factores formadores específicos, tradicionalmente conocidos como el modelo clorpt (por sus siglas en inglés): clima, orga-nismos (plantas, animales y microbiología), relieve, material parental y el tiempo en el que estos se dan. La idea general es que cada suelo se encuentra en un lugar por un motivo y si nosotros podemos determinar la historia del ambiente en que se encuentra ese suelo, podremos predecir al propio suelo. Esta constituye la idea básica del modelo convencional del estudio de suelos.

En el ámbito mundial, el estudio del recurso suelo, hasta nuestros días, ha usado predominantemente el “método convencional”, el cual sigue el modelo discreto de variabilidad espacial. Como el grupo SoLIM (2004) lo indica, para realizar un levantamiento de suelos convencional, el edafólogo o pedólogo primero debe construir un modelo mental subjetivo de la relación suelo-paisaje y analizarlo a través de un trabajo de campo intensivo.

Tradicionalmente, la distribución espacial de las unidades suelo-paisaje es identificada y delineada a través de la foto-interpretación. Este enfoque genera los clásicos mapas de suelo tipo “área-clase-polígono”, que constituyen la principal fuente de información en la distribución espacial de las propiedades edáficas.


Zhu (2001b) indica que en la generación de geo-información de suelos según el método convencional, el área de un polígono suelo es asignada con los valores de la propiedad del tipo de suelo identificado y descrito sin importar que éste se refiera a un solo perfil modal para todo el polígono.

La información generada respecto a las propiedades del suelo trae consigo aspectos negativos que limitan su correcta utilización y que han generado la inquietud de edafólogos tecnócratas para desa-rrollar técnicas que solucionen estos problemas. Zhu (2001ª), indica que existen limitaciones del modelo convencional, principalmente: que es ineficiente en cuanto a costos (un levantamiento con-vencional de suelos es demasiado caro), a tiempo (para realizar un levantamiento de suelos siguiendo este método, se requiere de mucho tiempo por las fases propias del levantamiento) y a errores técnicos: por comisión y de atributo.

Los errores por comisión (figura 1) ocurren cuando se establece la mínima unidad de mapeo de acuerdo a la escala de trabajo definida en el levantamiento de suelos; áreas representando a tipos de suelo menores a la mínima unidad de mapeo son filtradas o eliminadas. Es decir, se elimina la variabilidad real de los suelos por conceptos cartográficos y no temáticos como debería ser.

Figura 1: Error por comisión en el levantamiento de suelos convencionalLas unidades de suelo D y C a escala de mapeo grande desaparecerán

o se unirán a la unidad “A” a escala de mapeo pequeña

Fuente: Xhu et al., 1996.

A

A escala grande A escala pequeña

AD

C

B

B

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El error por atributo (figura 2), está relacionado a que dentro de un polígono, la información edáfica es representativa del cuerpo de suelo dominante (perfil modal) y no así de la variación espacial real de las propiedades del suelo. Los suelos dentro de un polígono son considerados los mismos y los cambios sólo se dan en los límites entre polígonos. Por tanto, la variación espacial de las propiedades del suelo dentro de un mapa tipo “área-clase-polígono” no se mantiene en la base de datos de un SIg.

Además de los errores descritos anteriormente, se cometería una gran omisión al no citar la princi-pal causa de error o diferencia con estudios de suelo siguiendo el “método convencional” para una misma área geográfica; esta es la subjetividad en la foto-interpretación. Como dijimos, el edafólogo debe generar un modelo mental de la relación suelo-paisaje, es decir, encontrar áreas homogéneas en cuanto a ambos componentes. Por tanto, esta interpretación no es objetiva ya que la interpretación es la capacidad que tiene cada profesional para identificar esas unidades, por lo que su conceptualización varía, de ahí que este enfoque sea puramente cualitativo y que esté totalmente basado en la habilidad y experiencia del profesional.

Desde la década de los 90, en el ámbito mundial y, sobre todo en los países desarrollados investigadores de la ciencia del suelo, se han venido desarrollando técnicas modernas para el levantamiento y mapeo de suelos basadas, principalmente, en el modelo continuo de variación espacial (CMSV). Es decir, se con-sidera al suelo como un continum, su estudio considera que éste se encuentra ampliamente distribuido en la superficie terrestre, por tanto ya no es necesario discretizar o estratificar el suelo-paisaje (es decir, no más polígonos) ya que su variabilidad es gradual, por tanto siempre hablamos del tipo de suelo presente y sus propiedades, salvo casos excepcionales como lagunas, afloramientos rocosos, etc.

Figura 2: Error por atributo en el levantamiento de suelos convencionalLa variabilidad espacial de la variable contenido de Mo, se reduce espacialmente al polígono que

representa el mapa de tipo de suelos, sin interesar la variabilidad real dentro el polígono.

Fuente: Hengl y Rossiter, 2003

Mapa de atributos

Mapa de tipos de suelo + Base de datos

P

P

P

P

PP+ +

+

+

+

++

–P

HOR1

HOR1

HOR1

OBS P1

OBS P4

OBS P5

Promediando

Promediando Mapa de Contenido de MOTipo de suelo A Peso X (%)

Tipo de suelo B Peso X (%)

Contenido de MO en el horizonte 1

10

0


Este enfoque, como lo menciona Rossiter (2005), se basa sólo en los datos y desarrolla modelos geoestadísticos que después pueden ser aplicados para predecir las propiedades de los suelos en lugares que no fueron visitados en el muestreo. éste ha sido desarrollado en una propuesta comprensible con ejemplos preliminares por McBratney et al., (2003). La geoestadística, se define como una ciencia aplicada que estudia las variables distribuidas espacialmente, partiendo de una muestra representativa del fenómeno en estudio (Valbuena et al., 2007). Se basa en el hecho de que los datos se correlacio-nan espacialmente, es decir, un dato se relaciona con otros cercanos, pero a medida que se alejan del mismo, la dependencia espacial disminuye (Cressie, 1991). Luego de las primeras aplicaciones de la geoestadistica a datos edafológicos en la década de los 80 (Webster y Burges, 1980), se popularizó el uso de los métodos geoestadísticos aplicados a la ciencia del suelo, como se ha evidenciado con el incremento de estudios reportados en la literatura (goovaerts, 1998). Según (Wilding y Drees 1983), los pedólogos deben estudiar la variabilidad espacial con el fin de representar de una forma más adecuada, real y precisa el suelo y sus propiedades.

2.2 La caña de azúcar en Bolivia

Estudios realizados por investigadores sobre el origen de la caña de azúcar, concuerdan que Saccharum spontaneum, S. sinense y S. barben se desarrollaron en el área de Birmania, China e India en el Asia meridional.

En el caso de Bolivia, la caña de azúcar se estableció en el siglo XVI y fue traída por los misioneros religiosos al departamento de Santa Cruz y plantada en la región de los valles mesotérmicos y área integrada por sus características agroclimáticas. Esas variedades fueron adaptándose a las condiciones locales y luego pasaron a ser consideradas como variedades regionales (FDTA, 2005).

En cuanto al desarrollo de la industria en Bolivia, los primeros montajes se realizaron a principios del siglo XVII, utilizando evaporadores abiertos y alimentados por leña como fuente calorífica. La meladura se colocaba en recipientes de cuero donde con el tiempo se realizaba la cristalización y se obtenía azúcar morena. Paralelamente se instalaron los primeros alambiques para la producción de alcohol etílico. La producción de aquel entonces se destinaba al consumo familiar, local y algunos excedentes eran llevados a los centros urbanos. Posteriormente, se implementó el proceso de crista-lización y solidificación dando paso al establecimiento de la industria de la chancaca, que sigue sin mayores modificaciones, aunque ahora está muy ligada regionalmente al valle de Saipina y con destino principal hacia la ciudad de Cochabamba para la elaboración de la chicha.

Las primeras calderas y sistemas de evaporación cerrados llegaron al país a finales del siglo XVIII y comienzos del siglo XIX, mejorando así la calidad de la producción que se enmarcó en pequeñas factorías de tipo familiar localizadas en las zonas de producción de caña. Esta situación permaneció sin modificarse hasta la primera mitad del siglo XX, cuando en 1944 se instaló el primer ingenio azucarero “La Esperanza”. Hasta ese momento, el país contaba con 96 factorías que producían azúcar

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morena. Posteriormente entre 1952 y 1977 se instalaron los ingenios guabirá, San Aurelio y unagro en el departamento de Santa Cruz y Bermejo en el departamento de Tarija (oTAI, 2004).

Como consecuencia de la incorporación de tecnología de fábrica a partir de la segunda mitad del siglo XX, Bolivia pasó de producir azúcar morena y alcohol en pequeñas factorías, a la producción de azúcar blanca, azúcar refinada, alcohol etílico, bebidas alcohólicas tipo ron, melaza, cachazas y bio-abono como producto resultante del tratamiento y mezcla de la cachaza y vinaza. Desde hace tres décadas la producción de azúcar en el país no sólo abastece la demanda interna, sino que se tiene un importante excedente de azúcar para la exportación que se destina a los mercados de Perú, Estados unidos, Chile y Colombia. En la actualidad también se exporta alcohol.

2.2.1 Superficie sembrada y rendimientos

En Bolivia durante los últimos 15 años, el área sembrada se ha ido incrementando constantemente, cultivándose hoy un 100% más (tabla 1). A diferencia, los rendimientos en el ámbito nacional han tenido oscilaciones entre 50 a 55 TM, con tendencia a disminuir. Esta situación ha determinado que el volumen de producción incremental dependa directamente de un incremento en la superficie cultivada (FDTA, 2005).

Tabla 1: Producción de caña de azúcar en Bolivia

Fuente: FDTA, 2005

BOLIVIA

Año Superficie cultivada (has) Rendimiento (Tm/ha) Producción Tm

1990 50.419 52 3.071.4001991 76.651 48 3.660.0521992 76.349 44 3.360.4031993 77.127 37 2.815.5331994 70.711 43 3.315.0081995 84.101 40 3.878.4371996 87.223 49 4.282.5381997 88.442 46 4.042.5631998 85.284 41 3.488.7991999 83.162 42 3.514.8942000 85.207 45 3.872.0592001 91.886 52 4.816.2492002 101.349 50 5.058.4342003 103.827 50 5.182.3842004 104.642 51 5.316.333


Los rendimientos de azúcar por hectárea fluctúan entre 40 Tm/ha a 55 Tm/ha, con un promedio, para los últimos 15 años, de 55 Tm por hectárea. A pesar de existir bajos rendimientos no significa que, en ese mismo período, no se haya introducido mejoras tecnológicas. Existen mejores variedades y mejor conocimiento de manejo; sin embargo, el manejo del suelo no ha tenido mejoras sustanciales por lo que el rendimiento general se mantiene (figura 3). Cabe destacar que, con adecuado manejo agronómico, suelos apropiados y mayor precipitación pluvial, se lograría rendimientos de 90 y 100 toneladas en la zona norte de Santa Cruz.

Figura 3: Superficie cultivada y volumen de producción en Bolivia

Fuente: FDTA, 2005.

La situación productiva de la caña de azúcar, en Bolivia, es más baja en comparación con estándares mundiales de producción (ver tabla 2).

Tabla 2: Comparación de parámetros productivos de la caña de azúcar en Bolivia con estándares mundiales

Fuente: FDTA, 2005.

120,000

100,000

80,000

Has 60,000

40,000

20,000

0

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

6,000.000

5,000.000

4,000.000

3,000.000 Tm

2,000.000

1,000.000

0

Años

Superficie cultivada(has)

Producción TM

País Sacarosa (%) Tm/ha Ciclos de

corte

Colombia 15,80 123.1 4Perú 14,70 114.03 5

Bolivia 12,51 51.6 8Promedio mundial 14 65 5

Factor Óptimo BoliviaRendimiento cultivo (Tm/Ha) 120 51.45

Contenido de sacarosa (%) 16 12.7Contenido de fibra (Máximo) 12 16.4

Caña quemada (%) 0 47.6Plagas contenido máximo (%) 3 5

Estacionamiento (Hrs) 12 72

14

éste es un punto crítico, pues está afectando directamente en la eficiencia agrícola, cuyo principal indicador es la productividad, considerado como uno de los factores preponderantes en los mercados competitivos, pues incide directamente en la estructura de costos. Si existe mayor productividad, el sector tendrá mejores condiciones de competencia.

Los principales factores que provocan la reducción en los rendimientos son: los sistemas actuales de uso del suelo y producción del cultivo, que ponen en peligro la sostenibilidad en el mediano plazo. La actual forma de producción es, en general, altamente extractiva de nutrientes y devastadora de la estructura y de la capa orgánica por diferentes prácticas, entre las cuales se destacan la quema de caña en pie, quema de malhoja, poca rotación de cultivos, mal uso de maquinaria agrícola y poco subsolado, además de muy poca fertilización. Estos son aspectos que están dejando suelos infértiles que pueden ser aprovechados solamente para pasturas.

Adicionalmente, las variedades de caña que se está utilizando debido a su edad, manejo y poca reno-vación, han venido perdiendo sus características productivas, disminuyendo sus rendimientos, y vol-viéndose cada vez más susceptibles a plagas y enfermedades. En este sentido se ha podido identificar, por ejemplo, que no hay suficiente producción de semilla de calidad y se tiene una alta dependencia de dos variedades: NoA 56-26 y RBB 7726. Además, la introducción de nuevas variedades es lenta por la falta de centros que produzcan cantidad suficiente de semilla de acuerdo a la necesidad del sector. Sin embargo, esta situación está cambiando por el trabajo del El Centro de Investigación y Transferencia de Tecnología de la Caña de Azúcar, CITTCA, en este campo. otro elemento que incide directamente es la alta dependencia en las lluvias, pues es un cultivo a secano (FDTA, 2005).

A continuación, en la tabla 3, se presenta un resumen estadístico respecto a los principales derivados de la caña de azúcar en Bolivia.

Tabla 3: Estadísticas de producción de algunos productos de la caña en Bolivia

Fuente: FDTA, 2005.

IngeniosAzúcar Alcohol Chancaca Bioabonos

qq % lts % TM % TM %guabirá 2.900.640 29 16.425.558 27 - 0 92.365 73unagro 2.580.510 26 13.376.136 22 - 0 - 0

San Aurelio 1.574.672 16 8.141.210 13 - 0 - 0La Bélgica 1.524.843 15 7.954.421 13 - 0 - 0Bermejo 1.433.883 14 6.131.761 10 - 0 34.480 27

Santa Cecilia - 0 7.560.000 13 - 0 - 04 As 42.500 0 800.000 1 - 0 - 0

Ishina - 0 - 0 2350 30.8 - 0Saipina - 0 - 0 5280 69.2 - 0Total 10.057.048 100 60.389.086 100 7630 100 126.845 100


2.3 Aspectos botánicos de la caña de azúcar

La caña de azúcar pertenece al filo Spermatophyta, clase Angiospermae, orden gumiflorae, familia graminaceae, género Saccharum. La caña que actualmente se cultiva es un híbrido muy complejo de dos o más de las cinco especies del género Saccharum: S. barben, S. officinarum, S. robustum, S. sinense y S. spontaneum. Muchas de estas especies sufrieron cruzamientos naturales, originando un género muy diverso (Tecnológico de Monterrey, 2002).

Es un cultivo plurianual, el cual se corta cada 12 meses, y la plantación puede durar más de cinco años. El sistema radicular de la caña de azúcar funciona como anclaje de forma cilíndrica; tiene un tallo leñoso de más de 6 cm de diámetro en la parte basal, lleno de un tejido esponjoso y dulce del que se extrae la sacarosa. Es de altura variable (de acuerdo a la variedad oscila entre 2 a 3 m) y está formada por dos partes diferentes: nudos y entrenudos los que difieren o cambian con las diferentes variedades en longitud, diámetro, forma y color. Las hojas son láminas largas, delgadas y planas que miden generalmente entre 0.9 a 1.5 m de largo y varía de 1 a 10 cm de ancho. Según la variedad, la vaina es de forma tubular más ancha en la base y gradualmente se estrecha hacia la banda ligular, las hojas están a menudo cubiertas con pelos; y la inflorescencia es una panícula formada por pequeñas flores perfectas y sedosas llamadas espigas (Infoagro, 2004 y Tecnológico de Monterrey, 2002).

El cultivo de caña de azúcar, comparado con otros cultivos comerciales, tiene muchos impactos posi-tivos sobre el medio ambiente si es que se maneja adecuadamente. Su gran productividad de biomasa le permite fijar gran cantidad de carbono, se asocia con bacterias que fijan el nitrógeno atmosférico y es una planta C-4, de alta eficiencia en la fotosíntesis (figura 4). El desarrollo de la caña de azúcar depende en gran medida de la luz solar (1) razón por la cual su cultivo se realiza en las zonas tropicales que poseen un brillo solar alto y prolongado. La clorofila existente en las células de las hojas de la caña absorbe la energía de la luz solar, la cual sirve como combustible en la reacción entre el dióxido de carbono que las hojas toman del aire (2) y el agua que junto con varios minerales las raíces sacan de la tierra (3) para formar sacarosa (4) que se almacena en el tallo y constituye la reserva alimenticia de la planta, a partir de la cual fabrican otros azúcares, almidones y fibra (5) (Perafan, F, 2008).

16

Figura 4: Fotosíntesis de la caña de azúcar

Fuente: Perafan, F, 2008.

El cultivo de la caña de azúcar en Bolivia se realiza a secano (sin riego), en suelos preferentemente francos a pesados. La caña de azúcar se produce en monocultivos. Se establece después de uno hasta tres años de cultivos anuales. Luego de cinco a ocho o más años de cultivo de caña, las opciones comunes son rotar con una leguminosa (soya), para romper el ciclo de malezas y plagas, además de lograr el aporte de nitrógeno. Muchos productores de caña también tienen ganado y rotan con pasturas. una gran parte de los productores no practica la rotación y cultiva caña sobre caña.

En Bolivia, especialmente en el área de mayor producción y expansión que es Santa Cruz, si bien el cultivo se ha desarrollado sobre áreas de bosque amazónico en su mayoría, se ha observado que todavía se sigue cultivando inclusive en áreas que se implementaron hace más de 50 años (Com Pers. Asociación de Cañeros guabirá). Por otro lado, en términos de su impacto sobre áreas naturales, no es el cultivo con mayor impacto, según las estadísticas de la CAo 2008, se ha estimado 128.000 hectáreas del cultivo en Santa Cruz, el cual representa solamente el 7% del área de los cultivos indus-triales de este departamento.

2.4 Requerimientos agronómicos del cultivo de la caña de azúcar

Resulta fundamental mencionar que los requerimientos de clima y suelo para la producción de caña de azúcar varían de acuerdo a factores determinantes como las variedades a implantar y el manejo agronómico a implementar. A continuación se presentan valores estándares de requerimiento.

1

2

5

4


Clima

La fotosíntesis es un proceso fundamental que determina la productividad del 90% o más de la bio-masa seca y, en el caso de la caña de azúcar, del 100% de los productos útiles: la sacarosa y el bagazo. La caña de azúcar pertenece al grupo de plantas del tipo C-4, en las cuales los primeros productos de la fotosíntesis tienen cadenas de cuatro átomos de carbono. Estas plantas se caracterizan por la alta tasa de fotosíntesis en las hojas individuales que se manifiesta en una alta producción de biomasa por hectárea y por año (Cassalet et al., 1995). La caña de azúcar se adapta a un amplio rango de condi-ciones climáticas, pero se desarrolla mejor en regiones tropicales cálidas con amplia radiación solar (Humbert, 1974; De geus, 1967). La temperatura óptima para el desarrollo de la caña de azúcar oscila entre 25 y 28°C. Las altas temperaturas, conjuntamente con altas humedades en el suelo y en el aire, favorecen el desarrollo vegetativo, mientras que el ambiente seco y caliente promueve la maduración de la planta (De geus, 1967). Sin embargo, se estima que la temperatura óptima para la fotosíntesis es relativamente alta y se encuentra alrededor de 34°C, pero es necesario notar que la temperatura en las hojas que reciben la radiación solar en forma directa es generalmente más alta que la temperatura en el aire (Alexander, 1973).

El consumo total de agua de la caña de azúcar en los diferentes países varía en forma amplia, debido a las diferencias en los ciclos de cultivo. Por lo general, este consumo oscila entre 1200 y 1500 mm por año de cultivo, siendo mayor en las zonas subtropicales que se caracterizan por épocas secas más prolongadas y por una evaporación mayor que en las zonas tropicales (Cassalet et al, 1995). Lo óptimo es que la precipitación se distribuya uniformemente durante la época de crecimiento y por el contrario se tenga un periodo seco y con frío durante la época de cosecha (osgood, 2007).

Suelo

La caña de azúcar es una especie que se desarrolla en una alta variedad de tipos de suelos. Sin embargo, es particularmente exigente en cuanto al desarrollo, actividad y profundidad de su sistema radicular (figura 5), por lo que su preferencia son suelos francos o franco-arcillosos, profundos, fértiles, bien aireados y que tengan buena estructura (granular, en bloques) y elevada capacidad de retención de agua.

Aunque la caña de azúcar tolera bien una amplia gama de pH, el óptimo para su desarrollo es 6.5 (ligeramente ácido) aunque tolera suelos hasta alcalinos (Blackburn, 1984). Con un pH próximo o menor de 4.5, la acidez del suelo limita la producción, principalmente por la presencia de alumi-nio intercambiable y de algunos micronutrientes como hierro y manganeso que pueden ocasionar toxicidad y muerte de la planta (Cassalet et al, 1995). El encalado (encalado es sinónimo de elevar el pH, aunque la adición de carbonato de calcio o cal no es la única forma) es necesario cuando el pH es inferior a 5,5.

18

Figura 5: Distribución de las raíces de la caña de azúcar en el suelo

Fuente: Cassalet et al., 1995.

Textura del suelo

El suelo está integrado por una serie de partículas que varían en tamaño y proporción, dando origen a texturas entre arenosas y arcillosas pasando por los suelos francos. Las partículas del suelo -arenas, limos y arcillas- se agrupan formando agregados, dentro de los cuales existen espacios vacíos que almacenan el agua y los gases. Así, el suelo se puede considerar como un reservorio de donde las plantas toman el agua necesaria para los procesos de transpiración y para el transporte de nutrimentos del suelo a los tejidos (Cassalet et al., 1995). La textura es considerada la propiedad edáfica funcional del suelo, ya que de ella depende, por ejemplo, la capacidad de almacenamiento de agua, el drenaje del mismo, la fertilidad natural, la capacidad de labranza, entre otros.

En el caso específico del cultivo de la caña de azúcar, la textura óptima requerida para su desarrollo es la franca a franco-arcillosa. Sin embargo, en otro tipo de texturas también se puede producir este cultivo, pero con un grado inferior de productividad, y en casos extremos como en suelos arenosos o arcillosos, su crecimiento es totalmente restringido. Esta propiedad del suelo no es modificable, lo cual es vital considerar a la hora de realizar una evaluación de la aptitud edáfica.

Drenaje del suelo

El drenaje agrícola se define como la evacuación del exceso de agua en el suelo. En el cultivo de la caña de azúcar, el drenaje es tan importante como el riego, ya que en forma conjunta mantienen en el suelo un ambiente propicio para obtener producciones óptimas de caña y azúcar. El exceso de humedad genera un proceso de reducción en el contenido de oxígeno en el suelo que disminuye la

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

Prof

undi

dad

en e

l sue

lo (c

m)

Distancia desde el centro de la cepa de la raíz (m)

Distribuciónde las raícesde la caña de azúcar

Raíces superficiales

Raíces de sotén

Raíces profundas

2.0 1.5 1.0 1.5 3.01.0 0.50.5 0


tasa de respiración de las raíces de la planta, la mineralización del nitrógeno, la absorción de agua y nutrimentos, y propicia la formación de sustancias tóxicas. Si la planta de caña crece en estas con-diciones durante un tiempo prolongado, especialmente durante el periodo de rápido crecimiento, se produce un retardo en su desarrollo vegetativo y, por ende, una disminución en la producción (Cassalet et al., 1995). Suelos bien drenados y aireados son los preferidos por la caña de azúcar, ya que es muy sensitiva a suelos mal drenados.

Fertilidad del suelo

La caña de azúcar califica como una planta altamente extractora de nutrimentos del suelo que pro-voca inclusive insuficiencia y agotamiento de los mismos. Muchos productores han reconocido en ese sentido, que donde hubo establecida una plantación comercial de caña, la condición de fertilidad del suelo es por lo general bastante deficiente.

En un estudio efectuado en Costa Rica por Alpizar (1976) citado por Chaves (1999), se verificó una diferencia importante en el grado de fertilidad de los suelos bajo condición de monocultivo de caña de azúcar, y la de los suelos aledaños con presencia de gramíneas (pastos). Se encontró que el efecto extractante del monocultivo produjo una mayor acidez (el pH disminuyó de 5.6 a 5.1) y a un empo-brecimiento general de los suelos. La caña posee especial preferencia hacia la extracción de ciertos elementos químicos de los suelos, los cuales son removidos con mayor intensidad induciendo un agotamiento más rápido de los mismos (Chaves, 1999). El crecimiento de las plantas y en especial de la caña de azúcar está influenciado no solamente por los factores nutricionales, sino por otros como la estructura del suelo, enfermedades, plagas, malezas, residuos orgánicos (herbicidas), manejo, clima y, por supuesto, la cantidad de agua disponible en el perfil del suelo. Por lo tanto, la fertilidad del suelo es simplemente un factor que influencia el rendimiento de las plantas. No importa cuan bueno o preciso sea el análisis de laboratorio, la interpretación de los resultados, las recomendaciones de fertilización y la aplicación del fertilizante, sin embargo, los rendimientos pueden estar limitados por uno de los factores anteriormente mencionados (Peverill et al., 1999).

Para un desarrollo adecuado, las raíces de la caña de azúcar absorben una cantidad determinada de los elementos necesarios para su crecimiento. Estos, de acuerdo a Tisdale y Nelson (2003), los macronu-trientes son: el carbono, hidrogeno y oxígeno (no son minerales y la planta los toma del dióxido de carbono y del agua); nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio y azufre. Los micronutrientes son: boro, zinc, cloro, cobre, hierro, manganeso y molibdeno (estos son importantes para el desarrollo de la planta, pero en cantidades ínfimas).

Después de realizar un análisis comparativo mundial, Chaves (1999), estableció el modelo de extrac-ción nutricional promedio para los macro y micronutrientes: el modelo de los macronutrientes nos indica que la caña de azúcar extrae en orden de cantidades el potasio (K), posteriormente el nitrógeno (N) y el silicio y así sucesivamente.

20

K > N = Si > Ca > S > P >Mg

Fe > Mn > Cu > Na > Zn > B> Al > Mo

En el caso de los micronutrientes, el más utilizado por la caña de azúcar es el hierro, seguido por el manganeso, cobre y así sucesivamente los demás.

Se estima que la remoción de nutrientes del suelo para producir 90 Tm/ha de caña de azúcar, es de 85 kg/ha de N, 60 kg/ha de P2o5 y 180 kg/ha de K2o.

Como se indicó anteriormente, la cantidad de nutrientes que extrae el cultivo de la caña de azúcar varía de acuerdo con una serie de factores, pero principalmente la variedad, el tipo de suelo, el clima y el manejo del cultivo. Sin embargo, conocer los requerimientos nutricionales de la caña de azúcar, ayudará a determinar si se requiere implementar programas de fertilización. A continuación se presenta el rol y los requerimientos nutricionales de los macronutrientes.

pH

Conocido como potencial de hidrógeno, se define como el logaritmo negativo de la actividad de los iones hidrógeno en una solución. La importancia del pH en el cultivo de caña radica en que éste es, en primer lugar, el responsable en la disponibilidad de nutrientes para las plantas de caña, influyendo en la mayor o menor asimibilidad de los nutrientes, y también define si es un medio ácido o básico, lo cual, a su vez, está directamente relacionado a la fertilidad del suelo (hacer disponibles los nutrientes del suelo para la planta).

La caña de azúcar tolera una gran variabilidad en cuanto a la reacción del suelo o pH se refiere, sin embargo, se considera óptimo el valor de pH de 6.5 que equivale a un grado muy ligero de acidez. En general, se considera a los suelos con valores de pH inferiores a 5.0 como fuertemente ácidos. En ellos se puede restringir el desarrollo normal de la caña de azúcar, principalmente debido a la presencia de aluminio intercambiable, hierro y manganeso en niveles tan altos que pueden causar toxicidades en el cultivo e impedir la absorción del fósforo del suelo. En estos suelos muy ácidos se restringe la disponibilidad de calcio, magnesio y molibdeno.

Suelos con valores de pH entre 5.1 y 5.9 son considerados como moderadamente ácidos. La dispo-nibilidad de fósforo, calcio y magnesio se restringe un poco en estos suelos. Suelos con valores de pH entre 6.0 y 6.7 son considerados como ligeramente ácidos. Esta reacción del suelo es bastante adecuada para la caña de azúcar. En la tabla 4 se presenta los rangos críticos del pH en el suelo.


Tabla 4: Valores críticos de pH en el suelo

Fuente: Elaboración propia

Materia Orgánica (MO)

El término materia orgánica del suelo ha sido utilizado de varias formas para describir los componentes orgánicos del suelo. Stevenson (1994) y Baldock & Nelson (1998) definen la materia orgánica como el total de los materiales orgánicos contenidos dentro y sobre los suelos. El contenido de materia orgá-nica varía con la profundidad, y la magnitud de esos cambios difiere entre tipos de suelos. La materia orgánica cumple una variedad de funciones en el suelo que afectan directamente a las plantas de caña de azúcar. Estas funciones pueden ampliamente clasificarse en físicas, químicas y biológicas. Considera la función de proveer una fuente de energía a los microorganismos del suelo. Esta función biológica impacta directamente en las funciones químicas y físicas del suelo. El mantenimiento de la actividad biológica de los microorganismos mejora la estabilidad de los agregados del suelo y produce materiales orgánicos altamente descompuestos que contribuyen a la capacidad de intercambio catiónico de los suelos. En términos de fertilidad, para la caña de azúcar, la cantidad de Mo requerida para asegurar que el nitrógeno adecuado sea mineralizado y añadido al almacén disponible para las plantas es una de las claves en cuanto al manejo del cultivo (Peverill et al., 1999). La materia orgánica del suelo es fuente importante de nitrógeno, fósforo, azufre y de algunos elementos menores o micronutrimentos. A con-tinuación se presentan los valores críticos del contenido de materia orgánica en los suelos (tabla 5).

Tabla 5: Valores críticos de la MO en el suelo


La importancia de esta clasificación está directamente relacionada con las probabilidades de obtener respuestas, muy baja a muy alta, a diversos programas de fertilización en el cultivo de la caña de azúcar, de ahí que el contenido de Mo en el suelo es vital para este propósito.

MO Clase<1.0 Muy Bajo

1.0 - 2.5 Bajo2.5 - 4.5 Moderado4.5 - 9.0 Alto

>9.0 Muy Alto

pH Clase<4.5 Extremadamente ácido

4.5 - 4.9 Fuertemente ácido5.0 - 5.9 Moderadamente ácido6.0 - 6.7 Ligeramente aáido6.8 - 7.2 Casi neutro

22

Nitrógeno (N)

El nitrógeno es un componente integral de cada proteína y es esencial para cada proceso enzimático que ocurre en la planta (Anderson & Bowen, 1990). Es un componente esencial de las células vivas y se encuentra principalmente en las partes jóvenes de la planta en estado de crecimiento (Millar et al., 1978). La planta lo absorbe por las raíces o por las hojas en forma de No-3 y NH+4 (Rusell y Rusell, 1968). una vez dentro de la planta, se reduce y transforma en carbohidratos y finalmente en proteínas. El nitrógeno es un constituyente esencial de la molécula de clorofila (Tisdale y Nelson, 2003). Por lo tanto, influye en la coloración del follaje y en el tamaño de las cepas de la caña de azúcar. La defi-ciencia de nitrógeno se manifiesta por la presencia de una coloración verde amarilla, especialmente en las hojas inferiores. Cuando la deficiencia es severa, las puntas de las hojas se secan y este secamiento avanza hacia la parte media de la hoja por la nervadura central (figura 6). Se observa también escaso desarrollo de las cepas y escaso número de tallos por metro lineal (Cassalet et al, 1995).

Figura 6: Síntomas de deficiencia de nitrógeno en la caña de azúcara) Bajo condiciones de deficiencia de N prolongada, las hojas jóvenes son de color verde pálido y los tallos son delgados y escasos; b) el crecimiento de los entrenudos es reducido; c) las vainas de

las hojas se separan prematuramente de los tallos, nótese el color verde-pálido a amarillo

Formaciones líticas en Pachamama Huasi

(Fuente: Anderson & Bowen, 1990).

a b

c


Las principales características del suelo que influyen en la aplicación de nitrógeno son: el contenido de materia orgánica, el drenaje y la profundidad del nivel freático. Los mayores requerimientos de este nutrimento se han encontrado en suelos con bajo contenido de materia orgánica, muy pobremente drenados y con niveles freáticos muy superficiales en algunas épocas del año. Es difícil establecer un óptimo en cuanto a cantidades precisas de N/Tm de caña, sin embargo algunos rangos generales pueden ser: en la plantilla o primer corte generalmente se recomiendan entre 40 y 140 kg/ha de nitrógeno; no obstante, se debe tomar en cuenta la respuesta a la fertilización en la zona específica. En los cortes posteriores (socas) es necesario aplicar mayores cantidades de nitrógeno que en la plantilla, en este caso entre 75 y 200 kg/ha. Este incremento se debe, principalmente, a la disminución en el aporte de nitrógeno por la materia orgánica, como consecuencia de la compactación del suelo resultante de las labores de cosecha lo cual afecta el proceso de nitrificación (Anderson & Bowen, 1990; Cassalet et al., 1995).

La consideración de las variedades es fundamental, ya que la asimilación exagerada de N resultará en una pobre maduración de la caña. Las dosis adecuadas para unas variedades pueden retrasar el proceso de maduración y disminuir la concentración de sacarosa del jugo de otras variedades. En la tabla 6 se pueden observar valores críticos para el contenido de nitrógeno en el suelo.

Tabla 6: Valores críticos de nitrógeno total en el suelo


Se puede perder cantidades considerables de nitrógeno cuando se aplica urea en la superficie del suelo, debido a la hidrólisis y volatilización del amonio. La pérdida de amonio en fertilizantes amoniacales se debe a la reacción con CaCo3 para formar precipitados de calcio y bicarbonatos de amonio en la solución. Como el nitrógeno se pierde fácilmente del suelo, se debe realizar muchas aplicaciones para mantener el nitrógeno dentro de la planta. La eficiencia en la utilización del nitrógeno y su efectividad depende de los programas de fertilización y manejo del cultivo.

Fósforo (P)

Conjuntamente con el nitrógeno, son los dos nutrimentos con mayor respuesta a su aplicación en la caña de azúcar, ya que su presencia se traduce en aumentos de tonelaje la mayoría de las veces muy significativos. La función metabólica principal en la caña de azúcar es que los átomos de fósforo son componentes de los ácidos nucléico, fosfolípidos y del adenosin trifosfato de las células de la planta

N Clase<0.05 Muy bajo


>0.4 Muy alto

24

(Anderson y Bowen, 1990). Este último compuesto es importante para los procesos metabólicos que requieren energía. Además, es esencial para la síntesis de la clorofila y está íntimamente ligado a la formación de sacarosa. Las plantas lo absorben principalmente en la forma de H2Po4 y en menor proporción como HPo4 (Tisdale y Nelson, 2003).

La deficiencia de fósforo reduce el macollamiento y el desarrollo de la planta, a la vez que origina raíces de color marrón (Wardle, 1968; Humbert, 1974). Por lo general, es común encontrar manchas de color púrpura en hojas jóvenes cuando existe deficiencia de este elemento. Así mismo, la deficiencia genera tallos cortos y delgados, y las hojas adultas mueren prematuramente (figura 7) (Anderson y Bowen, 1990). Por otra parte, un exceso de este elemento puede perjudicar el crecimiento de las plantas, ya que induce a crear deficiencias de micronutrimentos como cinc y hierro (Cassalet et al., 1995).

Figura 7: Síntomas de deficiencia de fósforo en la caña de azúcara) La deficiencia de P genera tallos cortos y delgados, mientras que las hojas adultas mueren

prematuramente, b) enrojecimiento de las hojas cuando la planta es joven y a una temperatura <10°C


Fuente: Anderson y Bowen, 1990

En la industria, es bien conocido que plantaciones que recibieron una buena fertilización a base de fósforo en el campo, obtienen ventaja en el proceso de fabricación industrial del azúcar al mostrar mejor clarificación de los jugos (Chaves, 1999). Sin embargo, en algunas regiones, la respuesta de la caña a la aplicación de fósforo ha sido escasa a diferencia a lo obtenido con la aplicación de nitrógeno.

a

b


No se ha encontrado una relación definida entre el aumento de los fosfatos en el jugo de la planta y la aplicación de fósforo en el suelo (Cassalet et al., 1995). Los valores críticos de fósforo total en el suelo pueden clasificarse de acuerdo a la siguiente tabla:

Tabla 7: Valores críticos de fósforo total en el suelo


En términos generales, se considera que en los suelos con contenidos altos de fósforo disponible (>10 mg/kg) no se justifica la aplicación de este nutrimento. Se sugiere que la dosis de aplicación general es de 0-22 kg/ha dependiendo las características generales del área donde se encuentra el cultivo y por supuesto la consideración de otros factores como las variedades y el sistema de manejo.

Potasio (K)

La demanda de potasio por la caña de azúcar es muy alta, haciendo que las reservas naturales de K en la mayoría de suelos sean eliminadas en periodos cortos a menos que se implementen medidas correctivas (Anderson y Bowen, 1990). Las plantas absorben el potasio en la forma elemental (K+) y es requerido por la caña de azúcar en grandes cantidades. Es más, el potasio es el nutriente que más utiliza la planta de la caña de azúcar. Su demanda puede ser mayor a 800 kg por hectárea. una cosecha de 100 toneladas remueve (consume) del suelo un promedio de 220 kg de K2o.

Es un elemento muy móvil dentro de la planta e importante en la formación de aminoácidos y pro-teínas (Russell y Russell, 1968). Entre sus variadas funciones, se conoce que el potasio es requerido para formar la estructura celular, en la asimilación de carbono, la fotosíntesis, la síntesis de proteína, formación de almidón, translocación de azúcares y proteínas, la economía del uso del agua, el desarro-llo normal de la raíz y muchas otras funciones en la vida de las plantas (Anderson, 1994). El potasio regula las actividades de la invertasa, la amilasa, la petasa y la catalasa (Tisdale y Nelson, 2003).

El potasio juega un papel muy importante como catalizador dentro del metabolismo de las plantas y, generalmente, se encuentra donde existe transferencia de energía dentro de la planta. El potasio participa en la formación y neutralización de ácidos orgánicos. Además, juega un papel muy impor-tante en el balance entre la formación, acumulación y consumo de azúcares por la planta durante el desarrollo vegetativo.

P Clase<3.0 Muy bajo

3.0 - 7.0 Bajo7.0 - 15.0 Moderado

15.0 - 25.0 Alto>25.0 Muy alto

26

El potasio incrementa la dureza de las paredes celulares en los tejidos de las plantas, logrando así una disminución en el acame (caída de la planta al suelo) de los tallos de la caña de azúcar. El mantener la caña de azúcar erecta es muy importante para la cosecha mecanizada y, además, también hace más eficiente la cosecha manual (Chaves, 1999).

La deficiencia de potasio disponible puede causar una germinación errática. Las plantas de caña que crecen en suelos con deficiencia de potasio presentan baja actividad fotosintética y son menos resistentes a enfermedades y sequía (Anderson y Bowen, 1990). Las hojas adultas afectadas por la deficiencia de potasio tienen efectos localizados con motes clorosis. Los síntomas de deficiencia de potasio en caña de azúcar se manifiestan como un marcado amarillamiento de las hojas, especialmente en el ápice y los márgenes, que termina con el necrosamiento de las áreas afectadas (figura 8). Las manchas rojizas que aparecen en las células epidérmicas de la nervadura central de plantas con déficit de potasio, se deben al enrojecimiento de la sacaritina que es un constituyente de la lignina (Martin et al, 1987).

Cuando los niveles de potasio son altos, el contenido de nitrógeno, frecuentemente, se encuentra en niveles bajos. El exceso de potasio en la planta puede disminuir la calidad de caña. La vinasa es usada en Brasil como fuente de potasio (Anderson y Bowen, 1990).

Para obtener altos rendimientos y buena calidad de jugos, la planta de la caña de azúcar requiere de igual o mayor cantidad de potasio que de nitrógeno y fósforo. En la mayoría de los países productores de caña, la relación recomendada de N:P:K es de 2:1:3, 2:1:2 ó 2:1:1. Sin embargo, muchos agricul-tores todavía no aplican la cantidad adecuada de K en relación a la cantidad de nitrógeno que utilizan. Esto ocasiona que la eficiencia del fertilizante nitrogenado que se está aplicando se vea disminuida y que la producción de sacarosa sea menor por tonelada de caña producida.

A diferencia de lo que acontece con el nitrógeno y el azufre, cuya pérdida por volatilización es elevada, la quema (un mal necesario que baja costos de producción y aumenta la eficiencia de la cosecha) per-mite y favorece la incorporación de sales de K al suelo a través de las cenizas, las cuales, sin embargo, generan posteriormente serios problemas en el proceso de cristalización y fabricación del azúcar. Esta vía de restitución del K en el suelo es muy importante y significativa, puesto que reintegra mucho del elemento extraído que de otra manera se perdería con la cosecha y traslado de la materia prima a la fábrica, generando con ello una insuficiencia sistemática (Chaves, 1999).


Figura 8: Síntomas de deficiencia de potasio en la caña de azúcara) En hojas adultas los efectos de la deficiencia se presentan a través de motes y clorosis, b) decoloración roja de las superficies superiores, c) bajo deficiencia moderada de K, las hojas

jóvenes se mantienen de color verde oscuro y los tallos son más delgados, d) la deficiencia de K a largo plazo puede afectar el desarrollo meristemático que se indica a través de distorsión del eje y

concentración superior en forma de abanico.


(Fuente: Anderson y Bowen, 1990)

a

c

b

d

28

Se considera que la cantidad de potasio que es necesario aplicar por hectárea varía entre 0 y 83 kg (1 kg de K = 1.2 kg de K2o). Esto dependerá de la respuesta diferencial de las variedades en producción de caña y rendimiento. En general, se considera que no es necesario aplicar potasio en suelos con altos contenidos de este nutrimento (>0.3 cml/kg), pero cuando se aplican dosis altas de nitrógeno, es necesario tener presente el efecto de este nutrimento (Cassalet et al., 1995). La tabla 8 muestra la clasificación del contenido de potasio en el suelo:

Tabla 8: Valores críticos de potasio intercambiable en el suelo


Calcio (Ca)

Según Chaves (1999), la planta de caña es una fuerte extractora de este nutrimento, lo cual conduce a su remoción y agotamiento en los suelos, provocando su acidificación, sobre todo en regiones de alta precipitación. Las plantas absorben calcio de la solución del suelo en forma iónica (Ca+2) y, en menor proporción, mediante el proceso de intercambio por contacto (Tisdale y Nelson, 1999). El calcio es esencial para el crecimiento de los meristemos y, particularmente, para el desarrollo y funcionamiento adecuado de los ápices de las raíces. Se encuentra en la planta como pectato de calcio, el cual es un constituyente de la lámina media de la pared celular (Anderson y Bowen 1990).

Los síntomas de deficiencia de calcio en la caña de azúcar se manifiestan por la aparición, en las hojas más viejas, de manchas cloróticas pequeñas con la parte central necrosada que se tornan de color rojizo-oscuro (figura 9). La intensidad de las manchas aumenta con la edad de las hojas y pueden unirse hasta formar áreas necróticas. Las hojas jóvenes deficientes de calcio se vuelven cloróticas y extremadamente débiles (Cassalet et al., 1995). La planta se debilita y su desarrollo se retarda; en con-secuencia, los tallos presentan un diámetro reducido, son más delgados hacia el punto de crecimiento y su corteza es suave. Cuando la deficiencia de calcio es severa, el desarrollo de la planta se detiene y muere (Humbert, 1974; Martin et al., 1987; Silva y Casagrande, 1983).

K Clase<0.10 Muy bajo


>1.20 Muy alto


Figura 9: Síntomas de deficiencia de calcio en la caña de azúcara) Los efectos de la deficiencia de calcio en la caña de azúcar se manifiestan en las hojas adultas a

través de motes y clorosis. Estas hojas tienen una apariencia a “oxidado” y su muerte es prematura, b) algunas veces, los ejes se vuelven necróticos y las hojas inmaduras se deforman.



La absorción del calcio por la planta está estrechamente relacionada con el contenido en la fracción intercambiable y con la proporción en que se encuentre en el suelo en relación con otros cationes, especialmente con magnesio y potasio (Cassalet et al., 1995). Las altas aplicaciones de potasio en suelos ácidos con bajos niveles de calcio, pueden inducir a la deficiencia de calcio. La deficiencia de calcio es muy poco común y su toxicidad no es reconocida. La siguiente tabla agrupa los valores críticos de este elemento en el suelo.

Tabla 9: Valores críticos de calcio intercambiable en el suelo


Magnesio (Mg)

La disponibilidad de magnesio en el suelo, al igual que la del calcio, depende de la fracción intercam-biable y de su balance en relación con este último nutrimento con el potasio (Cassalet et al, 1995). El magnesio es un componente integral de la molécula de clorofila y también de varias proteínas de

Ca Clase<2 Muy bajo

2 – 5 Bajo5 – 10 Moderado

10 – 20 Alto>20 Muy alto

a b

30

las plantas. Este catión también activa muchas enzimas ligadas al metabolismo de los carbohidratos y la síntesis del ácido nucleico (Anderson y Bowen, 1990).

La deficiencia de este nutrimento provoca que en las hojas más viejas aparezcan pequeñas manchas cloróticas que después se tornan café oscuro (figura 10). Estas manchas se extienden en forma uniforme sobre la superficie de la hoja y cuando se unen le dan una apariencia mohosa. Los tallos son delgados, sus entrenudos cortos y en el interior toman una coloración marrón (Anderson y Bowen, 1990). El desarrollo del sistema radical se restringe (Humbert, 1974; Silva y Casagrande, 1983).

Figura 10: Síntomas de deficiencia de magnesio en la caña de azúcara) Lesiones necróticas rojas que resultan en una apariencia oxidada, b) la apariencia oxidada puede expandirse a todas las hojas y puede resultar en la caída prematura de las hojas viejas, c) bajo una

deficiencia severa de magnesio, el tallo se volverá delgado y severamente oxidado y marrón.



a b

c


Los valores críticos de este elemento pueden encontrase en la siguiente tabla:

Tabla 10: Valores críticos de magnesio intercambiable en el suelo


Las altas aplicaciones de potasio pueden inducir la deficiencia de magnesio cuando los niveles de magnesio son bajos. Contrariamente, en las hojas los contenidos de magnesio mayores de 0.35% a 0.6% están asociados con niveles de nitrógeno y pueden indicar la deficiencia de potasio.

Acidez intercambiable (Al3+ H+) y Aluminio (Al)

Los suelos ácidos están caracterizados por las toxicidades de aluminio, manganeso e hidrogeno y deficiencias de calcio, magnesio, fósforo, molibdeno, y silicio (Kamprath 1984; Foy, 1992). Todas esas restricciones son conocidas como el complejo de acidez del suelo, siendo la toxicidad de alu-minio el componente más importante de dicho complejo cuando éste ocupa >30% de la capacidad de intercambio catiónico, especialmente en suelos minerales (Ferrufino, 2003; Anderson y Bowen 1990; León, 1971).

Algunos cultivos muestran tolerancia al aluminio, por ejemplo, la piña y macadamia. En otros, como en la caña de azúcar, su presencia en rangos de toxicidad puede causar daños a las raíces debido a que el sitio de acción de este elemento es el ápice radicular (Bennet y Bree, 1991; Anderson y Bowen, 1990). El sistema radicular se reduce y consecuentemente, la adquisición de nutrimentos y agua; conduciendo a reducciones en el rendimiento de los cultivos (figura 11). Asimismo, la toxicidad de aluminio puede causar síntomas de deficiencia del fósforo debido a la precipitación de los complejos de alúmino-fosfatos dentro la planta y el suelo (Ferrufino, 2003; Anderson y Bowen 1990). Las espe-cies de aluminio consideradas tóxicas para las raíces de los cultivos son Al3+, Al(oH)2+ y Al(oH2

+) y predominan a pH menores a 5.2 (Kinraide, 1991).

Mg Clase<0.5 Muy bajo

0.5 - 1.5 Bajo1.5 - 4 Moderado4 - 8 Alto>8 Muy alto

32

Figura 11: Sistema radicular de caña de azúcar afectado por toxicidad de aluminioa) El daño causado por el aluminio al sistema radicular es similar a aquel causado por los

nematodos. Las plantas se vuelven altamente susceptibles a estrés hídrico. Los suelos ácidos con pH<5.5 deben ser encalados para corregir esta toxicidad, b) el encalado del suelo alivia los efectos

de la toxicidad del aluminio.


Por lo general, la acidez intercambiable se determina en aquellos suelos que presentan valores de pH<5.5. Los criterios siguientes ayudan a tomar decisiones acerca de la necesidad de aplicar calcio al suelo para neutralizar el aluminio intercambiable y elevar el pH del suelo (ICA, 1992):

Contenido de aluminio intercambiable>2meq/100g

Relación Ca+Mg+K/Al <1

Saturación del aluminio intercambiable>25%

Se recomienda la aplicación de cal para elevar el pH del suelo por encima de 5.5 y así aliviar la toxi-cidad de aluminio. Existe una diversidad de enmiendas que se utilizan para encalar los suelos, entre las más utilizadas están la cal, la dolomita, la roca fosfórica, entre otras.

Rangos críticos de las propiedades edáficas

La tabla 11 presenta los valores críticos para las diferentes propiedades edáficas que cumplen un rol determinante en la producción de caña de azúcar. Estos valores críticos fueron compilados de dife-rentes fuentes y haciendo uso de los datos de suelos disponibles.

a b


Tabla 11: Valores críticos para la valoración edáfica

CICE = Capacidad de Intercambio Catiónico Efectiva

TBI = Total de Bases Intercambiables


Atributo Muy bajo Bajo Moderado Alto Muy AltoMateria orgánica (%) <1.0 1.1-2.4 2.5-4.5 4.6-9.0 >9.0

Nitrógeno (%) <0.05 0.06-0.1 0.11-0.19 0.2-0.4 >0.40Fósforo (ppm) <3.0 3.1-7.0 7.10-15.0 15.1-25.0 >25.0

Potasio (meq/100g) <0.10 0.11-0.20 0.21-0.50 0.51-1.20 >1.20Calcio (meq/100g) <2.0 2.1-5.0 5.1-10.0 10.1-20.0 >20.0

Magnesio (meq/100g) <0.5 0.51-1.5 1.51-4.0 4.1-8.0 >8.0Sodio (meq/100g) <0.05 0.05-0.20 0.21-0.70 0.71-2.0 >2.01CICE (meq/100g) <6.0 6.0-12.0 12.0-25.0 25.0-40.0 >40.0TBI (meq/100g) <3.0 3.0-7.0 7.0-15.0 15.0-25.0 >25.0

pH <4.5 4.5 - 4.9 5.0 - 5.9 6.0 - 6.7 6.8-7.2 Extr. ácido Fuert. ácido Mod. ácido Lig. ácido Casi neutro

34

3 Área de estudio

El área de estudio (figura 12) comparte territorios de los municipios de San Buenaventura e Ixia-mas de la provincia Abel Iturralde del departamento de La Paz. La superficie alcanza a 1423.61 km2 y se ubica, geográficamente, entre los paralelos 13°49’17” y 14°27’11” de latitud sur y los meridianos 67°31’59” y 68°06’11” de longitud oeste.

Figura 12: Área de estudio

Clima

El área de estudio se ubica en la región tropical de Bolivia, presenta un clima cálido que se comporta con relativa homogeneidad en el espacio y cierta estacionalidad en el tiempo. La temperatura media anual es de 25.7°C, con las máximas en octubre (>27ºC) y las mínimas en julio (23ºC). Con referencia a la precipitación pluvial se distingue también una estacionalidad temporal, que definen la “época de lluvias” desde noviembre a marzo donde se tienen las lluvias más intensas con la máxima en febrero (307 mm), y la “época seca” desde abril a octubre donde las precipitaciones se reducen hasta 80 mm en agosto (ontiveros, 2007).


La humedad relativa se mantiene alta durante los meses de diciembre a junio (85%) mientras que de julio a noviembre se reduce hasta 73%. El 82% de los vientos promedio anual, son en dirección noroeste con una velocidad de entre 8.7 km/h a 4.1 km/h. Esta dirección y velocidad cambian en función a la época. La llegada de los frentes fríos se da en los meses más secos, junio y agosto, fenómeno que se caracteriza por fuertes precipitaciones y bajas temperaturas. La evaporación media anual es de 3.8 mm/día, la máxima se presenta en octubre con 4.8 mm/día y la mínima en junio con 2.8 mm/día. Los valores de evapotranspiración dan un máximo de 3.79 mm/día en diciembre y los mínimos en junio con 2.15 mm/día.

Geología y geomorfología

De acuerdo a la descripción de Figueredo (2009), el material original del área de estudio se originó por depósitos de la zona Subandina, específicamente, de la gran falla frontal longitudinal inversa, que separa esta unidad morfo-estructural de la llanura Chaco-Beniana (falla Caquiahuaca), en la que aparecen extensos depósitos de material poco consolidado del Cuaternario, que descansan en partes sobre el basamento, y en partes sobre sedimentitas terciarias subhorizontales (gEoBoL, 1985). El terciario cuaternario es un conjunto de sedimentos poco consolidados que afloran en la región norte del departamento de La Paz, concretamente están expuestos entre los ríos Madre de Dios y Beni. Litológicamente esta unidad se halla caracterizada por arcillitas con alto contenido de limolita y lentes de areniscas, micáceas marrones rojizas, de grano medio a fino, muy fracturada. El cuaterna-rio representa una unidad de gran extensión y ocupa la llanura Chaco-Beniana y la faja Subandina (gEoBoL, 1985).

En cuanto a la geomorfología, se distingue el pie de monte (de origen denudacional) con alturas de entre 200-600 msnm, de gran extensión y muy ligeramente inclinado que se desplaza hacia el río Beni y es más conocido como la llanura de Pie de Monte. La figura 13 muestra perfiles tridimensionales obtenidos a partir del Modelo Digital de Elevación, en los que se puede apreciar claramente el quie-bre de la serranía del Subandino y la llanura de Pie de Monte. Se encuentra formada por sedimentos cuaternarios coluvio-lacustres constituidos por gravas sub-redondeadas de arena, limo y arcilla. Esta unidad constituye el límite entre las provincias geomorfológicas del Subandino con la llanura Chaco-Beniana. Desde la parte inferior de este pie de monte se desarrolla la llanura Chaco-Beniana, con drenaje dendrítico y formado por sedimentos cuaternarios constituidos por arcillas y limos. Este paisaje se extiende desde la frontera con el Perú hasta las poblaciones de Rurrenabaque, abarcando las regiones de Ixiamas y Tumupasa.

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Figura 13: Cortes altitudinales transversales


4 Materiales

Los datos, herramientas y materiales utilizados en el presente estudio se muestran en la tabla 12. En el anexo 1 se encuentra los datos edafológicos analíticos utilizados. Como se menciona en la tabla 12, estos datos se originan en diversas fuentes tanto secundarias y primarias. El número total de muestras alcanza a 200 y representan la parte superficial del suelo (primeros 50 cm de la calicata) (figura 12). De ellas, 130 corresponde a información primaria generada por Figueredo (2009), 55 a CI (CI, 2007), cuatro al estudio de Euroconsult y nueve al estudio de zonificación Agro-ecológica del Instituto de Ecología de la uMSA (IE, 2003).

Tabla 12: Lista de materiales

Material DescripciónProgramas Ilwis 3.4

ArcgIS 9.2ArcView 3.2R Analyse it (Extension de Excel)

Datos Estudio de Suelos, clima, vegetación, cobertura y clima. CI (CI, 2007) – 55 Perfiles de SueloEstudio de Suelos (Euroconsult, 1999) – 4 Perfiles de SueloEstudio de Suelos (IE, 2003) - 9 Perfiles de SueloEstudio de Suelos CSF (Figueredo, 2009) – 130 Perfiles de Suelo


5 Métodos

El presente estudio comprendió dos partes principales: la primera (parte I) realizada por Figue-redo (2009), y la segunda, que se presenta en este informe. En la segunda parte se procedió con la evaluación de la aptitud edáfica para el cultivo de la caña de azúcar en el área de estudio. El énfasis fue la identificación de los niveles de restricción edáfica y las formas de mejoramiento para garantizar una producción sostenible. A continuación y de forma detallada se presentan los pasos seguidos para cumplir los objetivos trazados.

5.1 Análisis exploratorio de los datos edafológicos

A partir de la base de datos edafológica generada (anexo 1), se realizó un análisis exploratorio de los datos edáficos utilizando el programa R para conocer las características estadísticas principales de los mismos, como paso inicial en el mapeo o cartografía del recurso suelo. Aunque los datos fueron generados por distintas fuentes, los métodos analíticos utilizados (anexo 2) fueron similares. Sin embargo, la densidad aparente sólo fue determinada en 130 muestras y el aluminio intercambiable en 68 muestras, lo que tiene una influencia importante, principalmente, para los fines de mapeo.

El análisis exploratorio de datos es fundamental ya que tiene por objeto determinar las características generales de los datos de las diferentes propiedades edáficas del área de estudio. Para ello, se utilizaron las siguientes medidas estadísticas: valores mínimo, máximo, promedio, desviaciones estándar y coefi-ciente de variación, las mismas que fueron generadas en el programa R para todo el juego de datos. Asimismo, se generaron diagramas de caja e histogramas en el programa R para poder comprender visualmente las características estadísticas de cada atributo o variable. La importancia de este análisis exploratorio es que brinda una sinopsis de los rangos que deberían considerarse como los rangos críticos para la evaluación de la aptitud edáfica de la caña de azúcar.

una vez realizado un análisis exploratorio de las diversas variables, resulta crucial determinar la corre-lación entre ellas. Para ello, se calcularon los coeficientes de correlación de las variables utilizando la matriz de Pearson.

La matriz de correlación de Pearson muestra la interrelación entre las distintas variables edáficas. Los valores altos son sinónimo de que las variables se encuentran altamente correlacionadas. El signo de la correlación muestra la dirección de la relación de las variables; el signo positivo muestra una correlación en la misma dirección, mientras que el signo negativo muestra una correlación opuesta.


5.2 Mapeo o representación espacial de las propiedades edáficas

El caso actual requiere representar espacialmente las variables edáficas, para evaluar la aptitud edá-fica de los suelos del área de estudio para el cultivo de la caña de azúcar, lo cual implica un estudio relativamente detallado. Las variables medioambientales disponibles para el mapeo del suelo son geología, geomorfología Vegetación, Cobertura de la tierra, DEM e Imágenes Landsat. Después de explorar estas capas de información, se puede indicar que la variabilidad que estos mapas muestran es limitada, principalmente en relación a la densidad de perfiles de suelo disponibles. En este sentido, el mapeo convencional del recurso suelo se hace difícil ya que los niveles de estratificación son limitados y la demanda por información de las propiedades es detallada, por lo que se optó utilizar el enfoque de Mapeo o Cartografía Digital del Suelo (MacBratney et al., 2003) para cumplir los objetivos del presente estudio.

Después de realizar el análisis exploratorio y determinar que los datos de la mayoría de las variables edáficas no se ajustan a una distribución normal, se procedió a la transformación o normalización de los datos como paso inicial del mapeo o representación digital de las propiedades edáficas. El método de transformación elegido fue el de Transformación de Potencia Box-cox (Box y Cox, 1964).

(1)

donde, es la variable a ser transformada.

una vez finalizado el proceso de transformación, se procedió al mapeo o representación espacial de las propiedades edáficas, que fue realizado utilizando el Método de Regresión de Kriging (RK) (omuto y Vargas, 2009). Este método utiliza un enfoque de modelamiento geo-estadístico y es una combi-nación de la regresión ordinaria de cuadrados menores (oLSR) y kriging simple (SK). Aprovecha de las ventajas de predicción de oLSR y de interpolación de SK (Hengl et al., 2007). La ecuación (2) es un ejemplo general del método RK.

(2)

donde, es la variable dependiente predecida (por ejemplo, la textura o contenido de materia orgánica del suelo) en la coordenada , es el modelo de regresión ajustado, son los coeficientes de regresión, son las variables independientes, son los pesos de kriging, es el residual interpolado, y son los residuales en esa ubicación .

48

Este proceso se realizó utilizando el programa R en combinación con el programa ILWIS 3.4. Las variables medioambientales utilizadas como predictores fueron: el mapa de vegetación (CI, 2007), el Modelo Digital de Elevación (SRTM) y las bandas 4, 5, y 7 de las imágenes Landsat del 2001. éstas se constituyeron en el componente principal ya que permiten predecir el 94% de la variabilidad de las propiedades edáficas en el área de estudio.

Cada variable fue representada espacialmente en R y exportada al programa ILWIS para su respectiva transformación a sus valores iniciales. Los mapas de propiedades edáficas se constituyen en la infor-mación base para la etapa posterior que es la evaluación de tierras.

5.3 Evaluación de la aptitud edáfica para el cultivo de la caña de azúcar

La figura 14 presenta el esquema metodológico para realizar la evaluación de la aptitud edáfica de los suelos del área de estudio con fines de producción de caña de azúcar.

Figura 14: Esquema metodológico para la evaluación de la aptitud edáfica del cultivo de la caña de azúcar

Objetivos: determinar la aptitud edáfica para laproducción de caña de azúcar a nivel industrial

Comparación oferta vs. demanda de recursos: comparación entre los recursos edáficos del áreade estudio y los requerimientos edáficos del cultivode caña de azúcar.

Características de la tierra: representación continua de laspropiedades edáficas.

Requerimiento del sistema de uso: representación edáfica parael cultivo de caña.

Alternativa demanejo para mejorarlos grados de aptitud

Aptitud edáfica para el cultivo

de la caña de azúcar


Requerimientos del cultivo de la caña de azúcar

A continuación, se elaboró la tabla de requerimientos del cultivo de la caña de azúcar a nivel industrial para diferentes niveles de aptitud y considerando las diferentes cualidades y características de las tierra (tabla 13). Se incluyen características climáticas y del terreno para, simplemente, brindar una idea general de cuales son sus preferencias, sin embargo, éstas no fueron consideradas en la evaluación ya que no son parte del objetivo del estudio. Además, de acuerdo a Robison y McKean (2006), el clima en el área de estudio es una de las ventajas comparativas, ya que es apto para los requerimientos climáticos de la caña de azúcar por presentar una precipitación bien distribuida en el año con una época seca marcada entre junio y septiembre, y con una temperatura media anual de 25.7°C, que es óptima para el desarrollo apropiado del cultivo.

La tabla de requerimientos fue generada utilizando información estándar sobre requerimientos del cultivo de caña de azúcar (Sys et al., 1993; Cassalet et al., 1995). Presenta los requerimientos y niveles críticos para cuatro niveles de aptitud de dicho cultivo.

Tabla 13: Niveles de aptitud para la caña de azúcar

Características de la tierra

Rangos de aptitudapto Mod. apto Marg. apto No apto

Clima

Temperatura media anual (ºC) 22-32 20/22-32/35 18-20 <18

Radiación solar (horas/año) 1800-2200 1800-1400 1400-1200 <1200

Precipitación media anual (mm) >1500 1250-1500 1250-1000 <1000

Precipitación de 10 días (mm) 70-60 60-50 50-30 <30

Topografía Pendiente (%) 0-8 8--16 16-30 >30

Drenaje externo bueno-moderado imperfecto-moderado pobre pobre-inundable

Características edáficas

Textura F-Fy FyA, FyL, FL, FA AF, yL y, A

Drenaje interno bien drenado Mod. bien drenado Imp. drenadoalgo ex. drenado muy pobre drenado

Profundidad (cm) >100 80-100 50-80 <50pH 6.0-6.5 5.5-6.0 5.0-5.5 <5.0

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Comparación entre la demanda edáfica (requerimientos edáficos del cultivo) y la oferta edáfica (propiedades edáficas del área de estudio)

Con la tabla de requerimientos elaborada y los mapas de propiedades edáficas disponibles, se procedió a realizar la comparación entre la oferta de recursos edáficos del área de estudio y su demanda para la producción sostenida de caña de azúcar. Para ello, se siguieron los pasos de la figura 15. La evaluación edáfica se dividió en la evaluación físico-edáfica y la química-edáfica. Las variables edáficas para la evaluación fueron seleccionadas de acuerdo al grado de requerimiento por parte del cultivo de caña de azúcar, esto es, haciendo uso de las propiedades físicas y químicas que son determinantes para la producción de caña de azúcar y se encuentran en la tabla de requerimientos del cultivo. El motivo de evaluar las propiedades edáficas físicas y químicas de forma separada obedece a la consideración de que algunas propiedades edáficas son modificables en la escala humana y otras no. Se procedió entonces a comparar los requerimientos del cultivo con los atributos disponibles en el suelo considerando que el factor límite (ley del mínimo) es el que determina el nivel de aptitud. Esta comparación se hizo en el programa ILWIS 3.4 haciendo uso de las herramientas de análisis espacial y álgebra de mapas. Las clases de aptitud consideradas fueron: apto, moderadamente apto, marginalmente apto y no apto.

CICE (meq/100g) >30 12--30 6--12 <6Materia orgánica >4.00 2--4 1--2 <1N (%) >0.2 0.1-0.2 0.05-0.1 <0.05P (ppm) >14 6.5--14 3--6.5 <3K (meq/100g) >0.5 0.2-0.5 0.1-0.2 <0.1Calcio (meq/100g) >10 5--10 2--5 <2Magnesio (meq/100g) >4 1.5--4 0.5-1.5 <0.5

Relación Ca/Mg >15 2.5-15 1.5-2.5 <1.5Rendimiento esperado (Tm/ha) >80 80-55 55-40 <20


Figura 15: Esquema para la comparación entre oferta y demanda de recursos edáficos

A partir de los mapas de aptitud físico-edáfica y químico-edáfica, se procedió a la combinación e inte-gración de los mismos a través de álgebra de mapas y análisis espacial en el programa ILWIS 3.4. Esta integración y combinación estuvo guiada por la condición de que el nivel de aptitud final dependerá del tipo de variables edáficas, es decir, aquellas que no son modificables deberán tener mayor peso que aquellas que se pueden modificar a través de prácticas de manejo. En ese sentido se incorporó un factor de ajuste dentro las ecuaciones espaciales de combinación siguiendo la ley del mínimo. En general, el nivel no apto en la aptitud física es no modificable, pero un nivel de aptitud químico-edáfico no apto podría modificarse con adición elevada de insumos y convertirse a un grado marginalmente apto. La siguiente sección se refiere a las variables modificables y su relación con la aptitud.

Manejo de variables edáficas modificables para cambiar el nivel de aptitud

Cuando se realiza la evaluación de la aptitud edáfica para cualquier cultivo, se debe tomar en cuenta que las propiedades del recurso suelo varían espacialmente y también temporalmente. Las propiedades químicas del suelo son las que mayor variabilidad temporal presentan, debido a sus características propias en interacción del medio en que se encuentran. En ese sentido, existen propiedades del suelo que son modificables en la escala humana, mientras otras que no lo son ni a largo plazo. Como se mencionó anteriormente, en cuanto a las propiedades edáficas disponibles en el presente estudio, se utilizaron las no modificables (textura, drenaje interno del suelo y la capacidad de intercambio

Mapa de aptitud física-edáficadel cultivo de caña

Mapa de aptitud física-edáficadel cultivo de caña

Comparación entre oferta y demanda edáfica

Mapa de aptitud edáfica para la caña de azúcar

Análisis espacial y algebra de mapas

Requerimientos físicos y químico-edáficos del cultivo de caña

Mapas de propiedades físico y químico(textura, drenaje, pH, MO y CIC)

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catiónico efectiva) y las modificables (pH, materia orgánica, nitrógeno, fósforo, potasio, acidez inter-cambiable y la relación Ca/Mg).

El resultado de una evaluación de aptitud es referencia para un tiempo determinado, ya que depen-diendo del grado de uso y manejo del suelo, las propiedades pueden cambiar y por ende sus condi-ciones de potencialidad para un determinado cultivo o sistema de uso. Cuando se habla de niveles de aptitud de uso, debemos tomar en cuenta que algunas clases de aptitud como aptitud moderada o marginal debido a cualidades de la tierra como la fertilidad del suelo, son de carácter transitorio, es decir, por un lado, si se hiciera un análisis edafológico después de un periodo de cinco años, por ejemplo, seguramente el estado de los nutrientes en el suelo variará considerablemente y tal vez ese nivel de aptitud cambie a un nivel hacia arriba o hacia abajo. Por otra parte, si la aptitud moderada es debida a la condición de fertilidad del suelo, seguramente se recomendará realizar un programa de fertilización que, a la larga, mejorará la condición de aptitud a un nivel apto, por ejemplo. Esto debido a la variabilidad temporal y espacial de las propiedades químicas del suelo inherentes.

Después de obtener el mapa de aptitud edáfica para la caña de azúcar en el área de estudio, se realizó un análisis para identificar las clases de aptitud y las restricciones edáficas que determinaron ese nivel de aptitud. Si las restricciones se deben a propiedades o variables edáficas modificables como las rela-cionadas a la acidez del suelo o la fertilidad del mismo, entonces se pueden remediar estas restricciones a través de prácticas de manejo adecuadas. A continuación se presenta el procedimiento para el cálculo de enmiendas requeridas para elevar el pH del suelo y para realizar programas de fertilización cuando los nutrientes restringen el potencial de producción de la caña de azúcar.

Cálculo de necesidad de enmiendas cálcicas para elevar el pH del suelo

Existen tres tipos de acidez que contribuyen a la acidez total del suelo, la acidez activa, la intercambia-ble y la residual. La acidez activa es la que se mide a través del pH del suelo. La acidez intercambiable refleja el Al3+ y H+ que se encuentran en las paredes de las arcillas y materia orgánica. Sin embargo, la acidez residual representa el contribuyente más grande a la acidez del suelo (1.000 a 10.000 veces más que las otras dos), por lo que las recomendaciones de encalado están basadas en la neutralización de la acidez residual del suelo. Existe un equilibrio entre el H y el Al en la solución del suelo, que contribuye a la acidez activa, y aquella remanente en las superficies de intercambio del suelo como parte de la acidez residual, por lo que los requerimientos de encalado pueden basarse simplemente en la medición de pH extracto de agua.

El encalado corrige la acidez del suelo, dentro de ciertos límites físicos–químicos y de la ecología del suelo, abastece de calcio, mejora la disponibilidad de otros nutrientes para las plantas y aumenta la eficiencia de los fertilizantes minerales.

La acidez intercambiable está asociada con los sitios de intercambio iónico permanente y es debida, principalmente, a los iones hidrogeno, aluminio, hierro y manganeso. En suelos minerales, el efecto


predominante le corresponde al aluminio (León, 1971). Por lo general, la acidez intercambiable se determina en aquellos suelos que presentan valores de pH<5.5. Los criterios siguientes ayudan a tomar decisiones acerca de la necesidad de aplicar enmiendas al suelo para neutralizar el aluminio intercambiable y elevar el pH del suelo (ICA, 1992):

En la mayoría de casos, si el pH agua es mayor a 6.4, entonces el enmendado no es necesario ya que está demostrado que no alterará el rendimiento de los cultivos (Coyne y Thompson, 2006). Para determinar si los suelos del área de estudio requieren la incorporación de enmiendas para elevar el pH y, por ende, disminuir la toxicidad del aluminio y hacer que el contenido de cationes intercambiables se eleve, se aplicaron los criterios anteriores a los datos del área de estudio para determinar, así, si los suelos requieren encalado. Posteriormente, en los suelos que cumplieron esos criterios, se procedió al cálculo de las cantidades de encalado necesario. En general, la dosis de cal agrícola se determina, principalmente, con base en el aluminio intercambiable. A continuación se presentan los métodos para determinar las dosis de encalado en el suelo:

a) Método de Kamprath: una manera de determinar la cantidad de encalado, es el propuesto por Kamprath (1970), en este caso, por cada 100 meq/100g o cmol/kg de Al intercambiable, se aplican 1.5 toneladas de cal agrícola/ha.

CaCO3 (Tm/Ha) = 1.5 * Aluminio intercambiable (meq/100g de suelo)

b) Método de Cochrane et al.: Recomendaciones generales para dosis de encalado bajando el % de saturación de acidez (Cochrane, Salinas, y Sánchez, 1980).

CaCO3 (Tm/Ha) = (1.8 * (SAC-RAS)*CICE)/100

Donde:

SAC = % de saturación de acidez del suelo

RAS = % de acidez tolerada por el cultivo (para la caña es <20)

CICE = capacidad de intercambio catiónico

c) Método del pH: La tabla 14 presenta valores estándar de aplicación en relación al pH:

Condición Valor críticoContenido de aluminio intercambiable >2meq/1oog

Relación Ca+Mg+K/Al <1Saturación de acidez intercambiable >25%

54

Tabla 14: Niveles de encalado en relación al pH del suelo

(Fuente : Chaves, 1999)

Se utilizaron los tres procedimientos anteriores para generar tres mapas de requerimiento de encalado diferentes. Esto debido a que los tres procedimientos usan diferentes variables, lo cual influye en el resultado. Es difícil generar un mapa final de requerimiento de encalado, ya que sin pruebas de campo sería parcializarse con un determinado requerimiento de encalado por lo que se presentan los tres como insumo para tomar las decisiones especificas.

Cálculo de cantidad de fertilizante requerido para un cultivo eficiente

Es importante señalar que las plantas absorben elementos minerales de las proximidades de las raíces; no obstante, la presencia de un elemento en particular en un cultivo determinado no es una prueba para considerarlo esencial para el desarrollo de dicho cultivo. La cantidad de nutrimentos que extrae un cultivo es diferente de acuerdo con la variedad a implantar, el tipo de suelo, las condiciones climá-ticas y el manejo del cultivo en general (Cassalet et al., 1995). El conocimiento de los requerimientos nutricionales de los cultivos es una ayuda valiosa en la ejecución de programas de fertilización, más aún, si ésta se obtiene como resultado de un análisis de suelos. Es evidente entonces que cuando se realiza un cálculo teórico de requerimientos de fertilización para el cultivo de caña, no se puede tomar el resultado al 100% ya que éste debería constituirse simplemente en una guía, ya que para encontrar valores precisos, se deberá realizar ensayos en campo para determinar la respuesta a la fertilización para los diferentes elementos, así como también determinar cuáles son los requerimientos reales del cultivo según el clima del área de estudio y bajo un manejo específico.

Estableciendo estimaciones con base en los valores promedio de extracción mundial, y proyectando una producción comercial promedio nacional de caña de 55 Tm/ha para el periodo 1990-2004 (tabla 1, FDTA, 2005), las cantidades de elementos extraídos por estimación para una plantación nacional bajo esos supuestos se aprecian en la tabla 15.

Acidez del suelo de acuerdo a los niveles de pH

Eficiencia de los fertilizantes al variar el pH de los suelos

Promedio de fertilizante

desperidiciado

Cantidad de cal a aplicar

Nitrógeno Fósforo Potasio % Tn/HaExtremadamente ácido pH=4.5 30 23 33 71.33 8Muy fuertemente ácido pH=5.0 53 34 52 53.67 6Fuertemente ácido pH=5.5 77 48 77 23.67 4Medianamente ácido pH=6.0 89 52 100 19.67 2Neutro pH=7.0 100 100 100 0 0


Tabla 15: Requerimiento de nutrientes para producir 55 Tm/ha de caña


A continuación, se presentan los diferentes pasos para determinar las cantidades actuales de macroele-mentos presentes en el suelo y su comparación con los requerimientos para una producción adecuada del cultivo. Todos los cálculos fueron realizados a través de álgebra de mapas en el programa ILWIS 3.4 utilizando los mapas de variables edáficas disponibles.

La determinación de las cantidades disponibles de N, P, y K en el suelo requieren de un cálculo pre-liminar, el del peso del suelo.

P(ha) = 100.000*Da*Prof

Donde:

P (ha) = peso de una hectárea en Kg

100.000 = constante

Da = densidad aparente del suelo (g/cm3)

Prof = profundidad de la capa arable (cm)

Cálculo del requerimiento de nitrógeno (N)

El nitrógeno el suelo tiene dos componentes, el nitrógeno orgánico y el inorgánico. Los microorga-nismos del suelo hacen la conversión de la forma orgánica a inorgánica, que es la que absorben las plantas. Se estima que entre 1.5% a 3% del nitrógeno total del suelo corresponde a inorgánico; a nivel estándar se trabaja con 1.5% o 0.015.1) Nitrógeno disponible en el suelo

Nutriente Kg/Tm Kg/55Tm/añoNitrógeno 0.93 51.15

Fósforo 0.27 - *0.61 14.85 - *33.55Potasio 1.65 - *1.98 90.75 - *108.9Calcio 0.34 - *0.47 18.7 - *25.85

Magnesio 0.25 - *0.41 13.75 - *22.55*el valor se refiere a su forma absorbible

Conversión de la forma elemental a la forma comercial (Coyne y Thompson, 2006)P2o5 * 0.44 = P P * 2.27 = P2o5K2o * 0.83 = K K * 1.2 = K2o

Cao * 0.715 = Ca Ca * 1.39 = CaoMgo * 0.602 = Mg Mg * 1.66 = Mgo

56

Para poder calcular el nitrógeno asimilable (%), se utiliza la siguiente fórmula:

N asimilable (%) = %N total *0.015

La cantidad de nitrógeno por hectárea equivale al nitrógeno asimilable, multiplicada por el peso de 1 hectárea, dividido por 100.

DisN (Kg/ha de N) = N asimilable (%) * P (ha)/100

2) Nitrógeno requerido por obtener 55 kg/ha de caña de azúcar:

ReqN (kg/ha de N) = 51.15

3) Necesidad de fertilización nitrogenada

NecN (kg/ha de N) = DisN - ReqN

Cálculo del requerimiento del fósforo (P)

1) Fósforo disponible en el suelo (Kg/Ha de P2o5):

P2O5disp = P disponible (ppm) *1/1000000*Peso del suelo(Ha) * 2.27

2) Requerimiento de fósforo para el cultivo de caña:

ReqP (kg/ha de P2O5) = 33.55

3) Necesidad de fertilización fosfórica:

Nec P2O5 = Pdisp - ReqP

Cálculo del requerimiento del potasio (K)

1) Potasio disponible en el suelo (Kg/Ha de K2o):

K2O disp = Pa/va*Da*Prof (cm)*K (cmol/kg)*1.2

Pa = peso atómico (39)

Va = valencia (1)

Da = densidad aparente (g/cm3)

1.2 = K to K2O


2) Requerimiento de potasio para el cultivo de caña:

ReqK (kg/ha de K2O) = 108.9

3) Necesidad de fertilización potásica:

NecK (kg/ha de K2O) = kdisp - Reqk

Después de conocer los requerimientos específicos en cuanto a los nutrientes NPK, se realiza un cálculo adicional para determinar las cantidades específicas de fórmulas comerciales a adquirir, para lo cual se considera la pureza de cada elemento expresado en su fórmula comercial.

58

6 Resultados

6.1 Análisis exploratorio de los datos edafológicos

A continuación se presenta el caso de la variable arcilla como caso representativo de todo el juego de datos (figura 16). Claramente, la distribución de los datos de esta variable no cumple el supuesto de normalidad, por lo que para fines de representación espacial continua, se deberá realizar una trans-formación/normalización de los datos.

Figura 16: Histograma de la distribución del contenido de arcilla en el suelo

Fuente: Cassalet et al., 1995.

Los diagramas de caja muestran un resumen gráfico de las propiedades del suelo. La línea o borde superior de la caja muestra el 75% de los datos, la línea del medio muestra el promedio o media y la línea inferior muestra el 25% de los datos. Los bordes del diagrama en el caso de que la información no esté normalmente distribuida, representan en el caso inferior el 0% y en el caso superior 100%. En el caso de existir datos atípicos y por ende los datos no cumplan el supuesto de normalidad, la línea inferior representa 10% y la superior 90%. Los datos edafológicos atípicos pueden ser consecuencia de errores en el muestreo, en la medición en laboratorio, variabilidad típica de suelos aluviales o simplemente representan observaciones únicas localizadas en regiones específicas. A continuación se presentan los diagramas de caja de las diferentes propiedades edáficas y se realiza una breve descripción de sus características principales.

Por ejemplo, la figura 17 presenta el caso de la composición textural del suelo y la densidad aparente, siendo éstas las únicas propiedades físicas determinadas en laboratorio. Se puede apreciar que el con-

80

60

40

20

0

Muestras

0 20 40 60 80

Cont

enid

o de

Arc

illa

%


tenido de arena es dominante en los suelos del área de estudio, seguido por el limo y posteriormente la arcilla como partícula menos dominante. La variable arena muestra una distribución normal con su media estimada en 42%, el límite superior de la caja alrededor de 55% y el límite inferior en 27%, el rango inter-cuartil (es decir, la diferencia entre los percentiles 25% y 75%) es de 27%. En este caso, no existen datos por encima o por debajo del diagrama de caja, lo que signifi ca que no existen valores atípicos (outliers). El limo y arcilla presentan valores atípicos que hacen que su distribución no cumpla el supuesto de normalidad. La arcilla presenta valores atípicos por encima del diagrama de caja representando alrededor del 5% de los datos de esta variable y, generalmente, ocurren debido a errores procedimentales o a casos especiales si no únicos de distribución en el paisaje. En el caso de la densidad aparente, esta propiedad presenta valores atípicos por debajo y por encima del diagrama de caja, lo que signifi ca que no cumple con el supuesto de distribución normal.

Figura 17: Diagrama de caja de las propiedades edáfi cas: contenido de arena (A), limo (L), y arcilla (Yr); densidad aparente del suelo

En la fi gura 18, los datos de acidez intercambiable muestran que el borde superior del diagrama de caja se encuentra alrededor de 2 meq/100g, el borde inferior cerca a 0.2 meq/100g, y la media se encuentra en 1.26 meq/100g. Por tanto, la media de acidez intercambiable para el juego de datos es alrededor de 1.26 me/100g, mientras que el rango inter-cuartil es alrededor de 1.8 me/100g. Los puntos por encima o por debajo de los bordes muestran un número y magnitud de observaciones que no pertenecen a toda la población, se consideran datos atípicos u observaciones extrañas. En el caso de la materia orgánica, la media se encuentra alrededor de 1.75% mientras que el rango superior e inferior son 1.1% y 2.1% respectivamente. Valores atípicos muy altos por encima del borde superior de la caja, contribuyen a que esta variable no cumpla con el supuesto de normalidad. La reacción del suelo o pH presenta una distribución cuya media 5.33 da indicios de que el suelo es fuertemente ácido; sin

80

60

40

20

0

1.7

1.6

1.5

1.4

1.3

1.2

Texturas

Densidad aparente

A L Yr

% gr-c

m3

62

embargo, los valores superior e inferior indican valores de 4.9 y 5.9. Existen datos atípicos muy altos y algunos bajos que hacen que esta variable tenga una distribución sin supuestos de normalidad.

Figura 18: Diagrama de caja de las propiedades edáficas: materia orgánica, acidez intercambiable, conductividad eléctrica

La conductividad eléctrica en los suelos del área de estudio es muy baja debido, principalmente, a las características climáticas y el pH del suelo. Como se puede apreciar, la media se encuentra alrededor de 0.10 mmhos/cm y el rango intercuartil es muy bajo, sin embargo es importante considerar que existe una gran cantidad de valores atípicos que hacen que la distribución no se ajuste a la normalidad y sea muy variable. El caso del potasio presenta una media de 0.21 meq/100g y un rango intercuartil muy bajo por lo que la escala del diagrama de caja es estrecho. Valores atípicos son comunes en la parte superior de la caja lo que implica una distribución no normal. El caso de nitrógeno es similar al de la conductividad eléctrica, ya que el rango intercuartil es muy pequeño, lo que significa que la variabilidad de los datos es muy alta, pero al mismo tiempo contiene valores atípicos en la parte superior que comprometen el supuesto de normalidad.

8

6

4

2

0

Materia Orgánica/pH/Acidez Intercambiable

Ain MO pH

%, m

eq/1

00gr

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0

Conductividad Eléctrica/Potasio/Nitrógeno

CE K N

mm

hos/

cm, m

eq/1

00gr

, %


Figura 19: Diagrama de caja de las propiedades edáficas: cationes intercambiables, aluminio intercambiable

La figura 19 muestra la distribución de los cationes calcio, magnesio y sodio. Estas variables edáficas presentan un comportamiento similar en cuanto a su distribución con valores más altos en el calcio, pero con una relación calcio/magnesio muy baja, lo cual nos da una indicación de la situación de la fertilidad del suelo en relación al pH medio. La media se encuentra en 3.46, 1.43 y 0.26 meq/100g, respectivamente, y se puede apreciar un rango intercuartil muy bajo lo que significa una moderada variabilidad. El caso de la CICE y TBI son similares con una media de 6.85 y 5.59 meq/100g, la cual es relativamente baja y se enmarca en las características edafo-climáticas del área de estudio. Ambas variables presentan valores atípicos muy altos que impiden cumplir el supuesto de normalidad. El caso del fósforo disponible (P) es interesante ya que la distribución actual no se ajusta a la normalidad y sus valores atípicos, demasiado altos, generan una variabilidad muy alta que en términos de distribución espacial son difíciles de representar.

En cuanto al aluminio intercambiable, la media se encuentra alrededor de 1.2 meq/100g con un amplio rango intercuartil y con un solo valor atípico, lo que implica que no se ajusta a una distri-bución normal. En este caso, el borde inferior representa 35% de la distribución al no encontrarse valores demasiado bajos.

Interpretando la matriz (tabla 16) se puede decir que el nitrógeno y la materia orgánica tienen una correlación positiva de 0.92, lo que implica que un alto contenido de nitrógeno significa un alto contenido de materia orgánica y viceversa. Por otro lado, el magnesio y el contenido de limo del suelo tiene una relación negativa de 0.61, lo que implica que los suelos limosos tienen un contenido bajo de magnesio.

40

30

20

10

0

Materia Orgánica/pH/Acidez Intercambiable

Ca CICE Mg Na TBIP

meq

/100

gr, p

m

7

6

5

4

3

2

1

0

Aluminio Intercambiable

meq

/100

gr

64

Tabla 16: Matriz de Pearson

El contenido de limo y arena tienen una correlación alta negativa lo que implica que a un alto conte-nido de arena, el limo se presentará en bajas proporciones. El contenido de calcio y el Total de Bases Intercambiables presentan una relación positiva altamente significativa, ya que el calcio es una de las bases intercambiables que determina un alto o bajo contenido de bases. El caso del pH y el contenido de calcio es muy interesante ya que ambas variables tienen una correlación positiva significativa (0.70) que implica que cuando el suelo es más alcalino, mayor contenido de calcio tendrá, por el contrario un suelo ácido tendrá valores bajos de calcio.

El pH y la acidez intercambiable tienen una relación altamente significativa pero negativa, lo que implica que cuanto más bajo el pH, mayor la acidez intercambiable en el suelo.

La tabla 17 resume el análisis exploratorio de los datos, donde se muestra las estadísticas máximas, mínimas, media, desviación estándar y coeficiente de variación de todas las variables edáficas. Este análisis fue fundamental porque permite comprender la naturaleza de la variabilidad de cada propiedad edáfica, las cuales son determinantes a la hora de representarlas espacialmente.

Y L A MO N P pH CE CICE Ca Mg Na K TBI AinY 1.00 0.26 -0.74 0.37 0.29 -0.12 -0.04 0.14 0.62 0.33 0.48 0.36 0.40 0.43 0.27L 1.00 -0.84 0.35 0.50 0.13 0.21 0.13 0.30 0.20 0.48 -0.12 0.37 0.30 -0.14A 1.00 -0.44 -0.51 -0.03 -0.12 -0.17 -0.56 -0.31 -0.61 -0.11 -0.49 -0.45 -0.06

MO 1.00 0.92 0.18 0.11 0.13 0.42 0.37 0.44 0.14 0.42 0.42 -0.16N 1.00 0.23 0.04 0.03 0.33 0.25 0.43 -0.04 0.45 0.32 -0.12P 1.00 0.27 0.05 0.12 0.20 0.07 -0.09 0.39 0.20 -0.34

pH 1.00 0.47 0.46 0.70 0.31 0.35 0.20 0.68 -0.81CE 1.00 0.46 0.54 0.32 0.43 0.23 0.55 -0.37

CICE 1.00 0.84 0.66 0.53 0.49 0.90 -0.25Ca 1.00 0.50 0.47 0.38 0.96 -0.64Mg 1.00 0.35 0.53 0.71 -0.22Na 1.00 0.19 0.55 -0.16K 1.00 0.49 -0.15

TBI 1.00 -0.59Ain 1.00


Tabla 17: Resumen del análisis exploratorio de las variables edafológicas


El coeficiente de variación es una medida del grado de variabilidad de una propiedad o atributo edá-fico; los valores ≥ 100% son altamente variables. Por ejemplo, las variables Conductividad eléctrica, Fósforo disponible, Acidez intercambiable y Aluminio intercambiable tienen valores de CV mayores a 100% por lo que se consideran datos altamente variables y dispersos. Esta alta variación puede deberse a la presencia de datos atípicos (error en el muestreo o en el proceso analítico en laboratorio) o simplemente porque su ocurrencia es muy heterogénea en el paisaje convirtiéndose en observaciones extrañas. Las variables cuyo valor de CV es mayor a 70, pero menor a 100, presentan una variabilidad y grado de dispersión medio que también se debe a valores atípicos o a localización heterogénea de datos. Las variables pH y Densidad Aparente del suelo presentan un coeficiente de variación muy bajo lo que representa que los datos de estas variables tienen poca dispersión y variación espacial dentro el área de estudio.

Para entender la variabilidad de los datos y sus grados de dispersión de forma gráfica, se presentaron los diagramas de caja, sin embargo, al ser variables que se representan de forma espacial, es necesario visualizar su dispersión espacial y variabilidad en términos de valor en forma de mapas. Para ello, a continuación se presenta la representación espacial de las muestras para algunas variables (figura 20)

Variable edáfica Unidad Mínimo Máximo Desviación estándar Promedio Coeficiente

de variación

Arcilla (%) % 4.80 74.00 11.18 22.13 50.52Limo (%) % 6.00 85.00 13.03 35.92 36.28Arena (%) % 2.00 88.00 18.29 42.01 43.53Densidad Aparente (DA) gr/cm3 1.18 1.68 0.09 1.43 6.28Reacción del suelo (pH) - 4.10 7.20 0.64 5.33 12.01Conductividad Eléctrica (CE) mmhos/cm 0.00 2.63 0.25 0.10 255.83Materia orgánica (Mo) % 0.23 6.75 0.84 1.75 48.14Nitrógeno total (N) % 0.01 0.39 0.06 0.11 54.47Fósforo disponible (P) ppm 0.19 43.35 6.26 5.20 120.48Potasio (K) Me/100g 0.04 1.09 0.14 0.21 67.54

Capacidad de Intercambio Catiónico Efectiva (CICE) Me/100g 1.11 28.80 3.44 6.85 50.14

Calcio (Ca) Me/100g 0.07 24.60 3.17 3.69 86.07Magnesio (Mg) Me/100g 0.05 7.20 1.04 1.44 72.17Sodio (Na) me/100g 0.03 1.11 0.20 0.26 76.74Total de Bases Intercambiables (TBI) me/100g 0.32 28.84 3.84 5.59 68.64

Acidez Intercambiable (Ain) me/100g 0.00 8.30 1.29 1.26 102.09Aluminio (Al) me/100g 0.00 7.10 1.34 1.29 103.71

66

en forma de puntos que presentan una relación de tamaño respecto al valor que representan. Estos tipos de gráfica (representación burbuja) fueron generados en el programa R.

Figura 20: Representación gráfica (diagrama de burbujas) de la dispersión de las muestras de las variables edáficas:

a) contenido de arcilla, b) contenido de arena, c) fósforo disponible, y d) acidez intercambiable.

Respecto a las figuras 20a y 20b, se puede observar la distribución del contenido de arcilla y arena en el área de estudio. La variable arena fue la única en cumplir un supuesto de normalidad en cuanto a su distribución, posee un CV bajo, lo que significa que sus datos responden a una escasa dispersión como se puede apreciar en la figura. Es decir que los valores poseen un patrón reconocible en el

Arcilla (%)

Fósforo disponible (ppm) Acidez intercambiable (meq/100g)

Arena (%)

2152026.1674

2152026.1674

227.8442.9254.7488

227.8442.9254.7488

a b

c d


espacio y puede ser relacionado con los factores formadores del suelo. Esta situación no sucede con la arcilla ya que los valores atípicos se presentan indistintamente en el área de estudio, generando una alta dispersión.

Analizando la figura 20c, se puede apreciar que existen valores altos de fósforo en diversos lugares del área de estudio sin encontrar un patrón espacial definido. La dificultad de este tipo de observaciones se presenta cuando se realiza la predicción de los valores para áreas no observadas o no muestreadas, ya que la alta heterogeneidad y dispersión de los datos (valores altos rodeados de valores bajos) dificulta la determinación de patrones de distribución de los vecinos próximos.

En la figura 20d, la acidez intercambiable presenta observaciones atípicas sin un patrón específico, es decir, estos valores, muy altos o bajos, se encuentran muy dispersos a lo largo del área de estudio, mezclados entre valores de todo rango, lo cual repercute en no contar con un patrón de variabilidad espacial específico. Esta situación tiene una influencia directa a la hora de realizar la predicción espa-cial de esta variable a lo largo de zonas no muestreadas. Se presume que estos valores atípicos puedan deberse a errores en el muestreo, o a errores en la determinación analítica, o simplemente que se deben a fenómenos localizados típicos de suelos aluviales.

Antes de realizar la evaluación de la aptitud, a manera de conocer cómo se encuentran las propiedades edáficas del área de estudio en comparación con estándares nacionales, se realizó la comparación de los valores promedios de las propiedades edáficas del área de estudio (tabla 17) con la tabla de rangos edáficos (tabla 11). Los resultados de esa comparación se encuentran en la tabla 18. En ésta, se puede apreciar una clasificación muy general, ya que los valores medios o promedios fueron obtenidos de todo el juego de datos. Como se puede apreciar, en promedio los suelos son moderadamente ácidos, con un contenido de nutrientes entre bajo a moderado. En cuanto a los cationes intercambiables, el complejo catiónico y el total de bases intercambiables, su condición en promedio es baja en los suelos del área de estudio, lo cual tiene repercusiones en cuanto a su productividad agrícola. En los siguientes acápites se presentará este análisis, pero con mayor detalle.

Tabla 18: Resumen del análisis exploratorio de las variables edafológicas

Atributo ValoraciónMateria orgánica (%) Bajo

Nitrógeno (%) ModeradoFósforo (ppm) Bajo

Potasio (meq/100g) ModeradoCalcio (meq/100g) Bajo

Magnesio (meq/100g) BajoSodio (meq/100g) ModeradoCICE (meq/100g) BajoTBI (meq/100g) Bajo

pH Mod. ácido

68

6.2 Representación espacial de las propiedades del suelo

El área de estudio presenta variables medioambientales como la cobertura de la tierra, vegetación, geomorfología y geología, relativamente homogéneas en cuanto a su variabilidad espacial. Sin embargo, en lo que respecta al recurso suelo, sus propiedades o atributos son heterogéneos espacialmente. A continuación, se presentan los mapas que proporcionan la variedad espacial de cada propiedad o variable edáfica.

Textura del suelo

La textura es la propiedad física más importante del suelo ya que muchas funciones del suelo dependen de ella. Como se puede apreciar en la figura 21, la textura del suelo es franco-arenosa con bolsones de areno-francoso a lo largo de las comunidades asentadas en el camino entre San Buenaventura y Flor de Mayo y sus alrededores. Este tipo de suelos se encuentra al inicio del pie de monte, por lo que su formación tiene directa relación con el tipo de textura descrito. Siguiendo la pendiente hacia el límite este del área de estudio (área de deposición), los suelos presentan una textura franca (la cual es una de las más aptas para el cultivo de la caña de azúcar) con bolsones de suelos franco-arcillosos, franco limosos y franco arcillo-limosos. Los demás tipos de textura del suelo se encuentran distribuidos sin un patrón específico y en pequeñas superficies.

Figura 21: Mapa de textura del suelo


Drenaje del suelo

El drenaje del suelo es otra propiedad física del suelo considerada funcional, ya que su rol es vital en la producción de caña de azúcar, más aún en suelos tropicales como los del área de estudio. La figura 22 presenta la variabilidad del drenaje interno del suelo y, como se puede apreciar, varía de bien dre-nado, a lo largo de la carretera San Buenaventura-Flor de Mayo, con algunos bolsones de suelos con drenaje algo excesivamente drenado, lo cual se relaciona directamente con la textura franco arenosa del suelo. En el pie de monte, hacia el este del área de estudio, el drenaje varía entre moderadamente bien drenado y bien drenado, con la ocurrencia de clases de drenaje imperfectamente y pobremente drenado en algunas depresiones.

Figura 22: Mapa de drenaje del suelo

70

Reacción del suelo (pH)

El pH o reacción del suelo es una de las propiedades químicas consideradas funcionales, ya que de ella depende el estado de las otras propiedades edáficas y, sobre todo, la fertilidad del suelo. En áreas tropicales como el área de estudio, esta propiedad puede condicionar muchas actividades, especial-mente si se planifica la implantación de algunos cultivos que no son resistentes a suelos ácidos. En la figura 23 se representa la variabilidad espacial del pH donde se puede apreciar que éste se distri-buye de valores muy ácidos a moderadamente ácidos, los cuales se extienden desde la carretera San Buenaventura-Flor de Mayo hacia el pie de monte. Bolsones de pH muy ácidos también pueden encontrase en el pie de monte, sobre todo en depresiones o áreas con cobertura de sabana. En general, el pH del área de estudio varía de muy ácido a ligeramente ácido, sin embargo, esta última clase se encuentra en extensiones irrelevantes. Algunos valores de pH casi neutro, así como extremadamente ácidos no fueron predecidos dentro el modelamiento debido a que se consideraron datos extraños dentro el área de estudio.

Figura 23: Mapa de pH del suelo


Contenido de materia orgánica

El contenido de materia orgánica es un indicador de la fertilidad del suelo y de muchas otras funciones del suelo. El porcentaje de materia orgánica en los suelos del área del estudio es relativamente bajo, lo cual llama la atención considerando la alta cobertura vegetal, sobre todo, a lo largo del pie de monte; sin embargo, esto se puede atribuir a las condiciones climáticas del área de estudio. En este clima, la mineralización de la materia orgánica es muy rápida, lo que conduce a una limitada disponibilidad debido a ciertas pérdidas por lixiviación y otros procesos edafogénicos. El patrón espacial de la mate-ria orgánica en el área de estudio es similar al de la textura de suelo, donde el contenido más bajo se presenta en los suelos localizados a lo largo de la carretera San Buenaventura-Flor de Mayo. A partir del inicio hasta el final del pie de monte, este contenido va en ascenso (figura 24).

Figura 24: Mapa de contenidos de materia orgánica en el suelo

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Nitrógeno total del suelo

Como se pudo apreciar en la tabla 16, la correlación entre la materia orgánica y el nitrógeno total fue altamente significativa y positiva, por lo que su patrón de distribución espacial en el área de estudio es muy similar al del contenido de materia orgánica en el suelo.

Es así que el contenido más bajo se encuentra en los alrededores del inicio del pie de monte, es decir, la carretera San Buenaventura-Flor de Mayo, coincidiendo con el área de mayor actividad agrícola del área de estudio. Estos valores son considerados muy bajos según rangos estándares internaciona-les. Los valores de nitrógeno total comienzan a ascender y tornarse moderados a lo largo del pie de monte. Algunos bolsones, en la parte norte y sur del área de estudio, presentan valores relativamente altos de nitrógeno, lo cual es importante cuando se considera la implantación de un cultivo como la caña (figura 25).

Figura 25: Mapa de nitrógeno total


Fósforo disponible en el suelo

En el análisis exploratorio de datos se pudo observar con claridad que la dispersión de los datos de este elemento en el área de estudio fue muy alta, lo que influyó en su representación espacial. La figura 26 muestra que no existe un patrón espacial definido de distribución del fósforo y, por ende, se puede considerar un elemento difícilmente predecible bajo las condiciones actuales.

Se puede apreciar que los valores mínimos se encuentran desde la carretera hacia la parte media del pie de monte. Los valores más altos se encuentran a lo largo de la carretera y en zonas de acumulación del pie de monte. En términos generales, el contenido de fósforo en el área de estudio es bajo.

Figura 26: Mapa de fósforo disponible

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Potasio intercambiable en el suelo

El potasio intercambiable en el suelo muestra un comportamiento similar al de otras propiedades edáficas, ya que presenta valores bajos alrededor de la carretera y comienza a incrementarse hacia el pie de monte. En casos limitados su contenido es muy alto. Es importante notar que este elemento es el más requerido por la caña de azúcar (figura 27).

Figura 27: Mapa de potasio intercambiable


Calcio intercambiable en el suelo

El calcio intercambiable en los suelos del área de estudio varía de muy bajo, al inicio del pie de monte en los alrededores de la carretera, hasta niveles moderados a lo largo del pie de monte, donde los suelos poseen una textura más fina. El calcio es un elemento muy importante para el cultivo de caña y su presencia es relativamente limitada en suelos tropicales y varía de acuerdo al pH del suelo (figura 28).

Figura 28: Mapa de calcio intercambiable

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Magnesio intercambiable en el suelo

El magnesio intercambiable en los suelos del área de estudio presenta el mismo patrón espacial del calcio intercambiable. Los valores más bajos se encuentran en la parte inicial del pie de monte, es decir, a lo largo de la carretera entre San Buenaventura y Flor de Mayo. Los valores llegan a ser moderados y altos en la parte final del pie de monte. Su contenido es muy importante para la producción de caña de azúcar (figura 29).

Figura 29: Mapa de magnesio intercambiable


Acidez intercambiable del suelo

El contenido de acidez en los suelos del área de estudio es un factor importante a considerar ya que su presencia por encima de 0,8 meq/100g, según estándares teóricos, debe ser sujeto de un proceso de incorporación de enmiendas. El mapa de acidez intercambiable nos muestra que el pie de monte contiene valores relativamente altos de acidez, lo que influye directamente en el uso de la tierra (figura 30).

Figura 30: Mapa de acidez intercambiable

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Capacidad de Intercambio Catiónico Efectiva (CICE)

La CICE es fundamental para el funcionamiento de las propiedades del suelo, los valores bajos que se encuentran a lo largo de la carretera San Buenaventura-Flor de Mayo indican, justamente, los problemas que una bajo CICE puede causar. Esto se explica por la presencia de aluminio e hidrógeno en lugar de otros cationes como el calcio y magnesio. Los valores aumentan en el pie de monte, lo que sugiere una mayor concentración de estos cationes y un pH moderado a ligeramente ácido (figura 31).

Figura 31: Mapa de capacidad de intercambio catiónica efectiva

6.3 Evaluación de la aptitud edáfica para el cultivo de la caña de azúcar

6.3.1 Aptitud física-edáfica para el cultivo de la caña de azúcar

El mapa de aptitud física-edáfica resume el grado de aptitud, desde un punto de vista del potencial de las propiedades físicas (textura y drenaje interno del suelo), para la producción de caña de azúcar. Estas dos propiedades físicas son vitales en la condición del suelo y, más aún, cuando éste sostendrá un cultivo como la caña de azúcar. La textura es una de las propiedades más relevante, ya que fun-cionalidades como el movimiento y almacenamiento del agua en el suelo, la fertilidad, la capacidad


buffer, entre otras, dependen de su composición. El drenaje está directamente ligado a la textura del suelo por lo que su evaluación debe ser integral. El drenaje interno del suelo en condiciones climáticas como la del área de estudio es fundamental ya que puede restringir el desarrollo de muchos cultivos. En el caso de la caña de azúcar, el drenaje debe ser bueno ya que si no afecta en el desarrollo radicular de la planta.

La figura 32 representa la variabilidad del grado de aptitud de la caña de azúcar respecto a las propie-dades físicas del suelo en el área de estudio.

Figura 32: Mapa de aptitud física-edáfica para la caña de azúcar

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Tabla 19: Superficie de clases de aptitud física-edáfica


Como se puede apreciar en la figura 32 y la tabla 19, la aptitud físico-edáfica del área de estudio para el cultivo de la caña de azúcar, varía de apto (45.7%) en la parte media a final del pie de monte, al noreste de la comunidad San Silvestre, y se extiende en diversos parches al sur del área de estudio. Este nivel de aptitud quiere decir que la textura y el drenaje interno del suelo son óptimos para la producción de caña de azúcar. El siguiente grado de aptitud es moderadamente apto y se extiende a lo largo del pie de monte y alrededores, a lo largo de la carretera San Buenaventura-Flor de Mayo, cubriendo un 50% del área de estudio. El grado moderado se atribuye a que la textura y drenaje de los suelos de esas áreas no son los más aptos para cultivar caña, sin embargo, están cerca de ese rango. El grado de aptitud moderado implica que este cultivo se podría implementar en el área de estudio adecuadamente. Sin embargo, se requerirá un plan de manejo adecuado de los suelos y del cultivo para mantener ese grado de aptitud. Especial atención se deberá prestar al drenaje del suelo ya que ésta es una propiedad que puede restringir la producción adecuada del cultivo.

La clase de aptitud marginalmente apta se encuentra en parches ubicados a lo largo de la carretera San Buenaventura-Flor de Mayo extendiéndose en 4.1% del área de estudio. El área alrededor de Tumupasa presenta un suelo de textura areno-francoso, lo que implica una clase textural que limita el desarrollo adecuado de la caña de azúcar, esto también influye en un drenaje exagerado y que implica un pobre almacenamiento de agua en el suelo. En las zonas que se encuentran dentro el pie de monte, el grado de aptitud marginal se debe a que se encuentran en depresiones donde el drenaje es muy pobre, por lo que la aptitud del cultivo es limitada. Esta clase de aptitud se refiere a que la producción de caña es todavía posible, pero con limitaciones en la productividad hasta un 60%. En caso de implantar el cultivo, la adopción de prácticas de manejo de suelos de alto insumo será muy necesaria si no una condición.

En 0.4% del área de estudio, las condiciones físicas del suelo no son aptas para el cultivo de la caña debido a que la textura del suelo es muy pesada (arcilla) y, por ende, se prevé un drenaje muy pobre, o la textura es muy gruesa (arenosa) lo que impide el desarrollo apropiado del sistema radicular de la planta, así como las funcionalidades de suministro de nutrientes y agua a la planta. Este tipo de aptitud se presenta alrededor de las comunidades Tahua y Santa Rosa de Maravilla.

Clase de aptitud Superficie (ha) %Apto 64991.6 45.7Moderadamente apto 71201.43 50.0Marginalmente apto 5778.54 4.1No apto 389.61 0.3Total 142361.18 100.0


6.3.2 Aptitud química-edáfica para el cultivo de la caña de azúcar

El mapa de aptitud química-edáfica resume el grado de aptitud desde un punto de vista de las propie-dades químicas (pH, materia orgánica y capacidad de intercambio catiónico efectiva) para el cultivo de la caña de azúcar. Se consideraron estas propiedades químicas porque son la base funcional del suelo en cuanto a la productividad, ya que la fertilidad y el medio bioquímico del suelo dependen de éstas. La diferencia con las propiedades físicas, anteriormente mencionadas, es que las propiedades químicas son modificables a la escala humana y, bajo un manejo adecuado del suelo y sistema de uso, se puede revertir condiciones negativas hasta un 70%. Evidentemente, este proceso de modificación tiene un costo económico que variará de acuerdo a diversos factores propios del área de estudio y su aplicación deberá hacerse a largo plazo. Es decir, considerando que este ecosistema es frágil dadas sus condiciones climáticas y geomorfológicas que influyen en la formación del suelo.

Como se puede apreciar en la figura 33 y en la tabla 20, no existen suelos aptos para el cultivo de caña desde un punto de vista de las propiedades químicas del suelo. Esto se debe principalmente a que el suelo tiene un pH que no es el óptimo para el cultivo de caña y, por ende, la capacidad de intercambio catiónico efectiva y el contenido de materia orgánica, tampoco son las adecuadas para lograr una producción óptima del cultivo. En resumen, se pueden decir que los suelos del área de estudio tienen ciertas restricciones que limitarán la producción adecuada de caña de azúcar.

Figura 33: Mapa de aptitud química-edáfica para la caña de azúcar

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Tabla 20: Superficie de clases de aptitud química-edáfica


El 10% del área de estudio tiene un grado moderadamente apto para la producción de la caña de azúcar. ésta se presentan en tres grandes áreas en el pie de monte, distribuidas en la parte norte alrededor de la comunidad de San Felipe, en la parte media al noreste de la comunidad Esmeralda 1 y en la parte sureste al norte de la comunidad Buena Vista. El grado moderado se refiere a que las condiciones de acidez, contenido de materia orgánica y capacidad de intercambio catiónico efectiva permiten el desarrollo del cultivo en un grado menor al óptimo. En caso de que el usuario quiera lograr el óptimo de las condiciones edáficas químicas, estas restricciones deberán ser superadas, relati-vamente, a través de una serie de prácticas de manejo de suelos como la incorporación de enmiendas cálcicas y la fertilización de los suelos, para lo que se deberá utilizar diversas fuentes, de acuerdo a ensayos agronómicos que se deberá implantar en sitios representativos de la variabilidad espacial del suelo en el área de estudio.

Los suelos son marginalmente aptos para el cultivo de caña de azúcar en un 61.4% del área de estu-dio, lo cual llama la atención por su magnitud. Es importante considerar que este grado de aptitud se debe a que los suelos son fuertemente ácidos, lo que influye directamente en una baja CICE y un bajo contenido de materia orgánica. Estas propiedades influyen negativamente en la comparación con los requerimientos del cultivo de la caña, siendo que esta planta es relativamente tolerante a este tipo de condiciones. La aptitud marginal se refiere a que aún se puede producir este cultivo, pero los rendimientos serán limitados, ya que la planta no se encuentra en el ambiente adecuado o preferido. Como se explicó anteriormente, las propiedades químicas pueden ser revertidas a través de una serie de prácticas de manejo del suelo y el cultivo en general. Dichas prácticas están relacionadas al encalado y a programas de fertilización. Evidentemente, cuanto el grado de aptitud es más bajo, las prácticas de manejo requerirán de mayor inversión, lo que influirá directamente en los costos de producción, ya que la demanda por nutrientes y fuentes de cal será más elevada. Asimismo, se requerirá desarro-llar ensayos in situ para identificar las mejores prácticas que se adecúen a las condiciones edáficas y climáticas del área de estudio.

Los suelos no aptos para la caña de azúcar ocupan el 28.6% del área de estudio y se ubican a lo largo de la carretera San Buenaventura-Flor de Mayo. En la actualidad, y observando el mapa de cobertura de la tierra desarrollado por Conservación Internacional, en gran parte de esa zona se desarrollan acti-vidades agropecuarias, incluyendo el cultivo de la caña de azúcar en pequeñas extensiones. Haciendo

Clase de aptitud Superficie (ha) %Apto 0 0.0Moderadamente apto 14229.27 10.0Marginalmente apto 87451.65 61.4No apto 40679.82 28.6Total 142361.18 100.0


un análisis integral de esta situación, es importante considerar que los usuarios de la tierra inician sus labores agrícolas con el chaqueo de sus predios de forma manual, parte de este sistema se hace reali-zando la quema de la vegetación, lo que, en términos edáficos, significa la incorporación de potasio y otros nutrientes al suelo. Posteriormente, realizan la siembra de los diferentes cultivos y la primera cosecha es óptima, pero ésta disminuye hasta el tercer o cuarto año, llegando a un mínimo. Este proceso degradativo del suelo es común en ambientes tropicales como el del área de estudio donde, bajo una alta precipitación, los nutrientes del suelo son lixiviados, especialmente los cationes, y son reemplazados por los aniones aluminio e hidrogeno lo que implica contribuir con la acidez del suelo. Esto, a largo plazo, influye principalmente en las condiciones de fertilidad del suelo, donde, además, principalmente la toxicidad de aluminio, restringe el crecimiento de las plantas.

En ese sentido, toda esta zona se encuentra actualmente en ese tipo de proceso ya que se habilitaron sus suelos con fines productivos, pero sin tomar en cuenta estas restricciones que a mediano y largo plazo influyen negativamente. Bajo las condiciones edáficas de deficiencia y toxicidad en el área de estudio, el cultivo de caña de azúcar no es apto para su producción. Esto no significa que uno no puede realizar actividades agrícolas, el problema es que no se lograrán rendimientos óptimos que res-pondan a la inversión por parte del usuario y, además, existe el riesgo de generar impactos ambientales negativos. El manejo apropiado de los suelos del área de estudio, y especialmente de esta zona, es vital. Para ello se deberá desarrollar paquetes tecnológicos basados en ensayos agronómicos propios del área de estudio.

6.3.3 Aptitud edáfica general para el cultivo de la caña de azúcar

El mapa de aptitud edáfica general combina la aptitud edáfica física y química (figura 34). En éste se debe entender que la clase de aptitud viene del factor más limitante que restringiría la producción de caña de azúcar (factor del mínimo). Sin embargo, debe considerarse que cuando un área no es apta para la caña, esto se debe principalmente a las propiedades físicas del suelo, las cuales no se pueden modificar. Las demás clases de aptitud están sujetas a modificación para lo cual se debe realizar ensayos en campo para modificar de forma favorable la propiedad edáfica limitante. Esto quiere decir que la clase de aptitud es sujeta a modificación (el grado de modificación dependerá de las condiciones del lugar, el sistema de manejo de suelos a realizar y principalmente de la respuesta del suelo y el entorno biofísico al paquete tecnológico).

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Figura 34: Mapa de aptitud de uso para la caña de azúcar

La tabla 21 presenta el área que ocupa cada clase de aptitud edáfica en el área de estudio.

Tabla 21: Superficie de clases de aptitud edáfica


Desde un punto de vista edáfico, en el área de estudio no existe un espacio con alto potencial para el cultivo de caña de azúcar, esto se debe principalmente a las condiciones físicas limitantes del suelo: la textura y drenaje del suelo. El 9.9% del área de estudio es moderadamente apta para el cultivo de caña. Con la incorporación de prácticas de manejo de suelos adecuadas, se podría mejorar su condi-ción de aptitud, más aun si éstas son propiedades químicas limitantes. El 89.8% del área de estudio

Clase de aptitud Superficie (ha) %Apto 0 0.0Moderadamente apto 14136.93 9.9Marginalmente apto 127834.20 89.8No apto 389.61 0.3Total 142360.74 100.0


es marginalmente apto debido a las propiedades físicas y químicas de suelo. Aquí cabe recalcar que si las propiedades químicas son las limitantes, éstas pueden ser modificadas de acuerdo a un cierto tipo de manejo, lo cual influirá positivamente en el nivel de aptitud. Si la aptitud es marginal debido a las propiedades físicas, éstas son difícilmente modificables, por lo que la producción de caña de azúcar será marginal o inviable desde un punto de vista económico. Finalmente, 0.3% del área de estudio es clasificada como no apta, lo que implica que los suelos del área de estudio no son propicios (aptos) para el cultivo de caña de azúcar.

6.4 Manejo de variables edáficas modificables para cambiar el nivel de aptitud

6.4.1 Requerimientos de incorporación de enmiendas (encalado)

Después de aplicar los tres métodos propuestos en la sección metodológica, a continuación se presentan los resultados de requerimiento para los suelos del área de estudio. Acá sólo se presenta el estimado y no el tipo de material a utilizar, ya que esto requiere de un análisis en campo para ver la respuesta del cultivo y los suelos y, sobre todo, considerar las implicancias logísticas y financieras del mismo. Sin embargo, en el ámbito nacional, el material encalante más utilizado es la dolomita especialmente en los suelos del trópico cochabambino. A continuación, se presentan los resultados en tn/ha de material encalante requerido. Se debe considerar, sin embargo, que no se tomó en cuenta el grado de pureza del material.

El método de Kamprath (1970)

A través del método de Kamprath (1970) se puede identificar que el requerimiento de encalado varía entre 1 a 4 toneladas por hectárea del material a ser seleccionado. Estos valores fueron determinados utilizando la teoría de Kamprath, que aplica 1.5 Tm/ha de encalado por cada 100 meq de aluminio intercambiable. En el caso del presente estudio, la disponibilidad de información de aluminio fue muy limitada (55 muestras) y por ello el patrón espacial es limitado (figura 35).

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Figura 35: Mapa de requerimiento de encalado (método de Kamprath)

El método de Cochrane et al. (1980)

Este método utiliza diversas variables edáficas como la saturación de acidez que en nuestro caso era disponible en todo el juego de datos, la capacidad de intercambio catiónico y la tolerancia de la caña de azúcar a la acidez. La figura 36 muestra la variabilidad del requerimiento de encalado (tn/ha). En el área de estudio, los valores más significativos son: 53.8% del área de estudio requiere un encalado bajo (0 a 4 toneladas por hectárea) y se encuentra distribuido a lo largo del área de estudio sin un patrón espacial definido, 41.1% no requiere de encalado y se halla en la parte noreste del área de estudio (tabla 22). Bolsones de requerimientos moderados, altos y muy altos se encuentran a lo largo del área de estudio.


Figura 36: Mapa de requerimiento de encalado (método de Cochrane)

Tabla 22: Superficie ocupada por los requerimientos de encalado


El método del pH

A través de ensayos en campo para diferentes suelos ácidos en el mundo, se determinaron los reque-rimientos generales de acuerdo al pH del suelo. Estos estándares se aplicaron al área de estudio, en la figura 37 se presenta el requerimiento de encalado.

Clase de requerimiento Superficie (ha) %Muy Alto (>10 Tn/ha) 288.36 0.2Alto (8-10 Tn/ha) 4344.62 3.1Moderado (4-8 Tn/ha) 2917.81 2.0Bajo (0-4 Tn/ha) 76282.56 53.8No requiere 58527.39 41.1Total 142360.74 100.0

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Figura 37: Mapa de requerimiento de encalado (método del pH)

El 87.1% del área de estudio requiere de encalado moderado, lo que significa una aplicación de 4 a 8 toneladas por hectárea. La cantidad específica deberá ser determinada por medio de ensayos en campo. El 9.7% del área de estudio presenta un requerimiento bajo y un 3.2% requiere de dosis altas de encalado. El área que no requiere de encalado es insignificante (tabla 23).

Tabla 23: Superficie ocupada por los requerimientos de encalado


Clase de requerimiento Superficie (ha) %Muy Alto (>10 Tn/ha) 0 0.0Alto (8-10 Tn/ha) 4521.42 3.2Moderado (4-8 Tn/ha) 123995.61 87.1Bajo (0-4 Tn/ha) 13783.77 9.7No requiere 59.94 0.04Total 142360.74 100.0


6.4.2 Requerimiento de programas de fertilización

A continuación se presenta el requerimiento de fertilización para los macronutrientes principales: nitrógeno, fósforo y potasio. Este requerimiento fue obtenido de la diferencia entre los nutrientes existentes en el suelo menos el requerido por el cultivo de la caña para un rendimiento promedio de 55tn/ha (promedio nacional). Resulta importante aclarar que el cálculo no consideró el nitrógeno incorporado por otras fuentes y tampoco consideró las pérdidas, es simplemente referencial y debe ser sujeto a pruebas de respuesta a la fertilización, la identificación de las mejores fuentes de nitrógeno (fertilizante, uso de abonos orgánicos, estiércol, etc.), y la interacción con otros elementos. Este pro-ceso significa el establecimiento de parcelas de ensayo bajo diferentes tratamientos, lo que, a futuro, determinará los diferentes paquetes tecnológicos a utilizar que consideren la sostenibilidad de este proceso productivo en relación con el medio físico.

El caso del nitrógeno

Los mapas a continuación (figuras 38 y 39) presentan el requerimiento del nitrógeno en el suelo para lograr un rendimiento de 55 Tn/ha, el cual es el promedio nacional y es bajo si se compara con el rendimiento en otros países.

Figura 38: Mapa de requerimiento de fertilización nitrogenada

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Como se puede observar, el requerimiento de nitrógeno en kg/ha varia en el área de estudio. En la figura 38 se presenta la variabilidad espacial del requerimiento en términos numéricos; mientras que en la figura 39 se agruparon los requerimientos de ese nutriente de acuerdo a clases de requerimiento. Como se puede apreciar en la tabla 24, el 27.4% del área de estudio no requiere de fertilización nitrogenada inicialmente; sin embargo, se debe tomar en cuenta que cada año la planta extrae una cantidad específica, por lo que, después de las primeras cosechas, se deberá diseñar un programa de fertilización nitrogenada de acuerdo ensayos que determinen el grado de respuesta a esta fertilización por parte de las plantas y su comportamiento en el suelo.

El 38.4% del área de estudio requiere una fertilización nitrogenada baja (0-8 kg de nitrógeno por hectárea), la variabilidad de este requerimiento puede verse en la figura 39. Esto significa que los suelos de esta zona ya sufren deficiencia de este elemento, por lo que, si no se considera un programa de fertilización a corto, mediano y largo plazo y se implanta la producción de caña de azúcar, entonces la deficiencia se incrementará hasta degradar el recurso suelo.

Figura 39: Mapa de clases de requerimiento de fertilización nitrogenada


Tabla 24: Superficie ocupada por las clases de fertilización nitrogenada


Alrededor de 14.2% de los suelos del área de estudio requieren de fertilización nitrogenada a nivel moderado, es decir, entre 8 y 15 kg por hectárea. Como en los anteriores casos, las áreas que requieren este grado de fertilización se encuentran alrededor de la carretera San Buenaventura-Flor de Mayo, que en la actualidad es sujeta a prácticas agrícolas. un 20.0% del área de estudio ubicada, principalmente, alrededor de las comunidades de Tumupasa y Nueva Jerusalén, requiere de dosis altas de fertilización que se encuentra entre 15 y 30 kg por hectárea, lo cual implica que estos suelos son altamente defi-cientes en cuanto a este elemento.

Evidentemente, sería interesante adoptar sistemas ecológicos para el mantenimiento de la fertilidad natural, sin embargo conocidas las características del sistema de producción de caña en nuestro medio y las características de los suelos, se hace complicado.

El caso del fósforo

Como se mencionó anteriormente, el fósforo es el macro-elemento menos requerido por la caña de azúcar. Debido a las condiciones edáficas actuales, este es un elemento que se encuentra directamente relacionado al pH del suelo.

El requerimiento de fertilización fosfórica es alto (de 15 a 30 kg/ha) en 54.9% del área de estudio, localizado principalmente al inicio de pie de monte pasando la carretera San Buenaventura-Flor de Mayo. Esta cantidad es la estimada en la concentración comercial de fósforo, por lo que esta cifra cambiará de acuerdo a la fórmula a utilizar (ver ejemplo en la tabla 25).

Se requiere fertilización fosfórica moderada en 27.5% del área de estudio, siendo esta una superficie considerable. Esta demanda se halla espacialmente localizada a lo largo del área de estudio sin un patrón espacial específico; esto a consecuencia de la alta variabilidad de este elemento (tabla 25).

un bajo requerimiento se da en 9.8% del área de estudio y se encuentra principalmente en parches del pie de monte sin un patrón espacial definido. Si bien la deficiencia en estos suelos no es muy alta, ello no significa que se deberá planificar un programa de fertilización a largo plazo. Es más bien, una de las condicionantes para la producción de caña si es que se desea pensar en una actividad a largo plazo.

Clase de requerimiento Superficie (ha) % Kg de urea/haAlto (15-30 kgN/ha) 28450.44 20.0 32.6-65.2Moderado (8-15 kgN/ha) 20145.51 14.2 17.4-32.6Bajo (0-8 kgN/ha) 54717.12 38.4 0-17.4No requiere 39047.67 27.4 0.0Total 142360.74 100.0 0.0

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Bajo la condición actual, el 7.8% de los suelos del área de estudio no requiere fertilización fosfórica al inicio de la implantación, sin embargo, dada la fragilidad de los suelos, se deberá planificar un sistema de manejo adecuado para así garantizar niveles de productividad óptimos y al mismo tiempo velar por el mantenimiento de las condiciones iniciales del recurso suelo (figuras 40 y 41).

Tabla 25: Superficie ocupada por las clases de fertilización fosfórica


Figura 40: Mapa de requerimiento de fertilización fosfórica

Clase de requerimiento Superficie (ha) % Kg de sup.Ca/haAlto (15-30 kgP2o5/ha) 78142.32 54.9 75.2-150Moderado (8-15 kgP2o5/ha) 39110.04 27.5 40.0-75.2Bajo (0-8 kgP2o5/ha) 13969.26 9.8 0-40.2No requiere 11139.12 7.8 0.0Total 142360.74 100.0 0.0


Evidentemente, sería interesante adoptar sistemas ecológicos para el mantenimiento de la fertilidad natural, sin embargo, conocidas las características del sistema de producción de caña en nuestro medio y las características edáficas del área de estudio, se hace complicado. Se sugiere utilizar fórmulas comerciales como el superfosfato de calcio, por ejemplo, cuyo cálculo específico en términos de kg/ha se encuentra en la tabla 25.

Figura 41: Mapa de clases de requerimiento de fertilización fosfórica

El caso del potasio

El potasio se constituye en el elemento que en mayores cantidades se requiere en la producción de caña de azúcar. Después de realizar el análisis respectivo, se determinó que los suelos del área de estudio tienen un nivel de potasio interesante, hecho que llama la atención considerando las condiciones ácidas y de una CICE relativamente baja. Sin embargo, esta situación podría, en alguna medida, ser explicada por la litología de la serranía que aportó o aporta este elemento al pie de monte. Como se puede apreciar en los mapas a continuación (figuras 42 y 43) y en la tabla 26, la necesidad de fertilización potásica no es requerida en un 99.7% en el área de estudio. El requerimiento es alto en un 0.06%, moderado en un 0.05% y bajo en un 0.19% en los alrededores de la comunidad Tumupasa.

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Figura 42: Mapa de requerimiento de fertilización potásica

Estas cifras deben ser tomadas con mucho cuidado, ya que esto no implica para nada que los suelos tienen alta disponibilidad de este elemento. La disponibilidad de potasio en los suelos es muy variable en el tiempo y como se mencionó anteriormente, la caña de azúcar es una gran extractora de potasio en cada cosecha, por lo que, al ser este un ecosistema frágil y sólo extraer cosechas sin reponer los nutrientes, se llegará a una situación de degradación en el corto plazo. En base a ello, se sugiere la implantación de ensayos agronómicos para evaluar el funcionamiento de la fertilidad del suelo bajo el cultivo de caña de azúcar y probar, por ejemplo, la respuesta a la fertilización potásica y de otros elementos en general. Con esos resultados se deberá diseñar paquetes tecnológicos para su difusión a los usuarios del área de estudio en general. En el caso de fertilización potásica, se sugiere utilizar fórmulas comerciales como el sulfato de potasio por ejemplo, cuyo cálculo específico en términos de kg/ha se encuentran en la tabla 26.


Tabla 26: Superficie ocupada por las clases de fertilización potásica


Figura 43: Mapa de clases de requerimiento de fertlización potásica

Clase de requerimiento Superficie (ha) % Kg de Sul.K/haAlto (15-30 kgK2o/ha) 84.24 0.06 30-60Moderado (8-15 kgK2o/ha) 70.47 0.05 16-30Bajo (0-8 kgK2o/ha) 275.4 0.19 0-16No requiere 141930.63 99.70 0.0Total 142360.74 100.0 0.0

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7 Conclusiones y recomendaciones

Mapeo digital del suelo

Los mapas de las propiedades edáficas fueron predecidos espacialmente a una exactitud del 92%. El 8% de incertidumbre se debe a la homogeneidad de los predictores, en este caso los mapas pro-porcionados (cobertura, vegetación, etc.) cuya resolución no fue la adecuada en comparación con la cantidad de muestras disponibles (200). Asimismo, la alta dispersión de algunas variables influyó en esta exactitud.

El mapeo a nivel de clase de suelo (de acuerdo a WRB 2006) no fue posible debido a la inconsistencia en cuanto a la clasificación, ya que se tenían más de 50 clases de suelo en el área de estudio, lo que es cuestionable hasta cierto punto. Con la resolución limitada de las variables medioambientales disponibles y la alta cantidad de clases, se hizo muy difícil generar el mapa.

A futuro, en caso de establecer el cultivo de la caña de azúcar a nivel de producción comercial, se recomienda realizar un monitoreo continuo de las propiedades edáficas que fueron consideradas en este estudio, ya que éste servirá de base de comparación para hacer seguimiento de los cambios en estas propiedades.

Aptitud edáfica para el cultivo de caña de azúcar

Se generó la aptitud edáfica de acuerdo a las propiedades físicas y químicas del suelo. Esto fue nece-sario considerando que algunos componentes de la base productiva son modificables en la escala humana, como lo son las propiedades químicas del suelo que, en el caso del área de estudio, son las más restrictivas en cuanto al cultivo de la caña de azúcar.

Como se puede apreciar, la aptitud física-edáfica no es una gran limitante en el área de estudio, sin embargo se debe realizar un manejo adecuado del recurso suelo en las zonas donde éste tiene textura arenosa y un pH ácido, ya que esta combinación hace que la fertilidad del suelo sea un factor muy restrictivo. Bajo condiciones naturales, talvez se logre una a dos cosechas, pero, posteriormente, este suelo será muy marginal para cualquier cultivo.

La aptitud química-edáfica es la más restrictiva del área de estudio, principalmente debido al complejo de acidez del suelo (toxicidad de aluminio, y deficiencias de calcio, magnesio, fósforo, molibdeno y silicio). Como el pH en el área de estudio varía de moderado a muy ácido (la mayor parte del área de estudio), esta situación limita su aptitud al cultivo de la caña, pese a que esta es una especie muy tolerante. Se generó asimismo un mapa de aptitud edáfica general que combina la aptitud edáfica física y química y muestra que el área de estudio es, en general, marginalmente apta, donde algunas


propiedades edáficas son modificables y dependerá del manejo de este recurso para elevar su potencial para el cultivo de la caña de azúcar. La clase marginal de aptitud se debe, principalmente, a las pro-piedades químicas del suelo relacionadas al pH, el cual es ácido en algunas zonas del área de estudio, lo que implica, directamente, las limitaciones en cuanto a su fertilidad.

En términos generales, se puede decir que las áreas con mayor potencial para la caña de azúcar, tienen una aptitud moderada que puede ser mejorada a través de la incorporación de insumos y manejo de suelos adecuado. Las zonas con este potencial se encuentran principalmente alrededor de la comunidad San Felipe y en pequeñas áreas localizadas en la llanura aluvial antigua.

Las zonas con aptitud marginal se encuentran a lo largo del área de estudio y se encuentran principal-mente en las llanuras de pie de monte y de inundación chaco-beniana. Las zonas no aptas para este uso de la tierra se localizan en pequeños parches a lo largo de la carretera San Buenaventura-Ixiamas y en algunas depresiones ubicadas dentro la llanura de inundación.

Los resultados presentes en este estudio deben ser tomados como una estimación técnica relativa. Para determinar los detalles de aptitud y manejo y, antes de realizar un proyecto comercial en cuanto a la producción de caña de azúcar, primero se debe realizar una investigación agronómica en campo a través de ensayos, donde se prueben científicamente diferentes sistemas de manejo, comenzando con la prueba de selección de las mejores variedades que se adecúen al medio climático y edáfico y las mejores en cuando a productividad. En base a ello, determinar paquetes tecnológicos de manejo considerando la fragilidad edáfica del área de estudio.

Asimismo, se recomienda realizar una evaluación de la aptitud para otros cultivos que sean resistentes a medios edáficos ácidos, así como otros sistemas de uso de la tierra. Esto es necesario realizar para proveer mayores alternativas a los usuarios de la tierra, esto incluye sistemas agroforestales considerando el tipo de vegetación existente. A propósito, cabe recalcar que esta es una evaluación de la aptitud edáfica y no consideró la cobertura vegetal existente en el área de estudio.

Requerimiento de encalado

La incorporación de enmiendas cálcicas en el área de estudio es una de las prácticas inevitables consi-derando los niveles del complejo de acidez presentes en el suelo. En los mapas se muestra las cantidades estimadas de acuerdo a los datos edáficos disponibles, sin embargo es necesario investigar, en campo, las cantidades específicas requeridas, el tipo de material a utilizar y la respuesta a este proceso por parte de los suelos y el cultivo, además de las interrelaciones con otras variables químicas.

Respecto a los tipos de enmienda cálcica, se deberá explorar las fuentes más apropiadas tanto logística (disponibilidad, distancia a los centros de producción) como económicamente. Haciendo uso de experiencias similares en nuestro medio, se tiene a la dolomita como material encalante utilizado en suelos tropicales de El Chapare. Los mapas generados presentan requerimientos de encalado expresados

100

en términos de carbonato de calcio, lo cual cuando se identifique el material encalante en la práctica, deberá reajustarse cuantitativamente haciendo uso de su grado de pureza. También se debería investigar la disponibilidad de otros materiales encalantes como roca fosfórica y calcita, etc.

Requerimiento de fertilización

Se generaron mapas de requerimiento de fertilización para los tres macronutrientes (nitrógeno, fós-foro y potasio), se puede apreciar que los suelos del área de estudio presentan un nivel de fertilidad baja a moderada sobre todo en cuanto a los elementos nitrógeno y fósforo y un nivel moderado a alto de potasio. Justamente, es importante considerar que si se pretende introducir plantaciones de caña de azúcar en el área de estudio, se deberá tomar muy en cuenta planes de manejo de la fertilidad del suelo, ya que si bien, con los contenidos actuales se puede garantizar un rendimiento similar a la media nacional de 55 tn/ha, esto será sostenible hasta los primeros tres a cuatro cortes, y, a partir de ahí, se notará una disminución en el rendimiento de la caña en tonelaje, así como en el contenido de sacarosa como insumo vital para derivación de productos de la caña.

Después de un estudio bibliográfico, dentro las labores culturales en la producción de caña de azúcar en Bolivia, en casi la totalidad de zonas de producción, se evidenció que la fertilización no es una práctica común, por lo que no se constituye parte del sistema de producción cañero. Existen algunas experiencias en Bermejo con la utilización de bioabono y también algunos agricultores realizan la fertilización a través del uso de fertilizantes inorgánicos como la urea, el Triple 15 y el 18-46-0.

Paralelamente, se evidenció que la productividad del sistema es cada vez menor, llegando los rendi-mientos y el contenido de sacarosa a ser más bajos con el pasar del tiempo y la producción continua. En ese sentido, para realizar una recomendación del fertilizante a utilizar, primero es imprescindible determinar el sistema de producción que se constituirá, será a nivel industrial o será uno que dependa de pequeños productores con sistemas de producción bajos en cuanto a insumos de producción.

Es evidente que bajo las condiciones climáticas y edáficas actuales, en los primeros cuatro años de producción se logrará rendimientos entre 40 y 55 Tm/ha de caña de azúcar con un contenido de sacarosa interesante. Sin embargo, dada la naturaleza de los suelos y las condiciones climáticas del área de estudio, y bajo las características de monocultivo de la caña, el pH disminuirá y se volverá más ácido, por lo que la fertilidad natural del suelo sufrirá un decremento drástico, lo que repercutirá en el sistema de producción.

Los requerimientos encontrados deberán ser tomados como un marco referencial que, para su imple-mentación, deberán pasar por un proceso de ensayo en campo, para primero determinar la respuesta a la fertilización por parte del cultivo y del suelo mismo, y, luego, identificar los diferentes paquetes tecnológicos en cuanto a fertilización. Evidentemente, sería interesante adoptar sistemas ecológicos/orgánicos para el mantenimiento de la fertilidad natural, sin embargo, con las condiciones edáficas y climáticas del lugar, se hace muy complicada.


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9 Anexos

IDX

YYr

LA

MO

N

PpH

C

EC

ICE

Ca

Mg

Na

KT

BI

Ain

165

4344

8411

472

20.1

635

.28

44.5

61.

460.

091.

845.

20.

075.

23

10.

120.

124.

241

265

3829

8412

190

26.1

633

.28

40.5

61.

690.

10.

545.

60.

048.

16.

51

0.08

0.12

7.7

0.4

365

6459

8412

724

22.1

669

.28

8.56

0.92

0.05

4.5

6.5

0.07

9.3

81

0.04

0.08

9.12

0.2

465

2333

8412

448

20.1

619

.28

60.5

61.

30.

070.

195

0.03

4.3

1.5

0.5

0.08

0.04

2.12

2.2

565

6921

8412

670

22.1

675

.28

2.56

1.68

0.11

2.57

70.

110

82

0.08

0.16

10.2

06

6526

2684

1208

220

.16

37.2

842

.56

1.54

0.09

1.48

5.5

0.07

53

10.

120.

124.

240.

87

6557

3084

1205

210

.16

47.2

842

.56

0.23

0.01

3.26

6.9

0.06

6.6

51.

50.

040.

086.

620

865

3220

8411

964

26.7

237

.28

362.

630.

145.

585.

70.

119

71

0.48

0.27

8.75

0.2

964

6619

8413

568

22.1

627

.28

50.5

61.

610.

091.

125.

90.

037.

65

20.

160.

167.

320.

310

6411

4284

2217

320

.16

31.2

848

.56

1.38

0.08

1.72

5.5

0.03

53

10.

240.

084.

320.

711

6516

3784

1010

344

.16

31.2

824

.56

2.1

0.14

4.1

5.2

0.04

92

20.

240.

24.

444.

612

6490

9584

0889

224

.16

27.2

848

.56

0.38

0.03

2.45

4.9

0.05

5.9

21

0.16

0.08

3.24

2.7

1365

0538

8408

745

26.1

621

.28

52.5

61.

230.

063.

145.

10.

027.

42

20.

080.

14.

183.

214

6485

9484

0834

332

.72

33.2

834

2.11

0.11

2.45

5.4

0.04

7.4

4.5

10.

520.

26.

221.

215

6493

3284

0792

628

.16

3041

.84

0.92

0.06

2.82

5.1

0.05

5.5

21

0.12

0.12

3.24

2.3

1664

8713

8410

080

14.1

628

57.8

40.

510.

036.

575.

90.

036.

55

10.

160.

126.

280.

218

6494

1084

1148

818

.16

2853

.84

1.44

0.08

4.3

5.2

0.09

3.4

11

0.16

0.08

2.24

1.2

1964

8610

8420

124

18.1

626

55.8

41.

310.

050.

65.

40.

025.

74

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30.

30.

040.

070.

711.

415

564

0800

.084

1626

8.0

1852

301.

00.

102

4.7

04.

410.

30.

90.

070.

141.

413.

015

665

3326

.084

0429

4.0

1760

233.

10.

289

6.3

0.01

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5.4

3.3

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8404

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0.2

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6522

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8404

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10.

013.

190.

50.

30.

050.

241.

092.

1

120

IDX

YYr

LA

MO

N

PpH

C

EC

ICE

Ca

Mg

Na

KT

BI

Ain

159

6487

27.0

8415

581.

015

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1.1

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10.

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411.

91.

30.

050.

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9881

.084

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5.0

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10.

134

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20.

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23.

40.

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.04

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8415

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14.

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40.

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216

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.084

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90.

50.

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583.

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6768

.084

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20.

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3.0

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30.

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92.

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720.

216

865

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.084

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20.

183

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60.

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317

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9358

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80.

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80.

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175.

802.

92.

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700.

117

365

4984

.084

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964

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70.

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60.

60.

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336

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0.14

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571.

00.

50.

050.

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918

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.084

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40.

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2963

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24.

50.

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670.

80.

20.

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041.

070.

6


IDX

YYr

LA

MO

N

PpH

C

EC

ICE

Ca

Mg

Na

KT

BI

Ain

188

6512

3884

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3620

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10.

122

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190

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24.

70.

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500.

10.

10.

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080.

322.

219

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.084

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0165

.784

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2047

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20.

253

61.

218.

76.

71.

30.

110.

278.

380.

319

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10.

714.

22.

31

0.07

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0.4

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4684

1274

319

.649

.331

.11.

020.

122.

064.

580.

375.

60.

81.

10.

090.

242.

233.

319

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6312

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8.8

17.2

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11.

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1.36

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200

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7684

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.749

.237

.10.

960.

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.571

.70.

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001

203

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.768

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40.

260.

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10.

974.

110.

553

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0.34

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2.3

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.659

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5.71

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.63.

710.

080.

4528

.84

0.1

122

Anexo 2: Métodos para el análisis de laboratorio

Métodos de análisis de suelos - gestión 2008

No. Análisis físico suelos Métodos1 Textura Densimetría (Hidrómetro Bouyoucos)2 Densidad aparente Probeta graduada y terrón

No. Análisis químico suelos Métodos1 pH (suelo-agua) 1:2,5 Potenciometría5 Conductividad eléctrica 1:2,5 Conductivimetría7 Calcio intercambiable Complexometría de Verseno8 Magnesio intercambiable Complexometría de Verseno9 Sodio intercambiable Fotometría de Llama10 Potasio intercambiable Fotometría de Llama

TBI (Total de bases intercambiables) Suma de Bases

11 Capacidad de Intercambio Catiónico Efectiva (CICE)

Suma de Bases intercambiables y acidez intercambiable.

13 Acidez intercambiable Kamprath modificado22 Materia orgánica WALKLEy-BLACK15 Nitrógeno total KJELDAHL17 Fósforo disponible (extractable por fluoruro-ácido) BRAy-KuRTZ 1


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