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Propiedades quimicas y fisicas de un vertisol cultivado con cana de azucar.

RESUMEN

En el ingenio Santa Rosalia, Tabasco, Mexico, las 8200ha de suelo dedicadas al cultivo de la cana de azucar han estado en monocultivo por mas de 30 anos. La mecanizacion del cultivo y la baja dosis de fertilizacion NPK aplicada en el suelo Vertisol afectan las propiedades fisicas y la productividad de los suelos. El objetivo del presente trabajo fue evaluar los cambios en las propiedades quimicas y fisicas de un suelo Vertisol cultivado con cana de azucar. Los tratamientos consistieron en lotes de suelo con 5, 10, 20 y 30 anos bajo uso continuo de cana de azucar, con doce repeticiones cada uno. Como testigo se empleo un lote de suelo virgen con selva mediana perennifolia, con cuatro repeticiones. En cada lote de cana, una muestra compuesta se formo con 3 submuestras de suelo sobre el surco y 3 entre surcos, a la profundidad de 0 a 30cm. Se estudio pH, MO, Nt, P, K, Ca, Mg, Na, CIC, textura, y densidad aparente (Da). El suelo Vertisol cultivado con cana de azucar mantuvo, de manera relativamente constante, los niveles de pH, K y CIC, por lo que estos se consideran los unicos factores que conservan la fertilidad del suelo. Los valores de MO y Nt disminuyeron, implicando la perdida de fertilidad del suelo. La textura (arcillosa) y la Da (1,42g * [cm.sup.-3]) no se modificaron por el monocultivo de cana, bajo las condiciones de este estudio. Los cambios observados en el suelo Vertisol no pueden generalizarse a los otros suelos caneros del area de estudio debido a que cada suelo responde de manera diferente, por lo cual se considera conveniente el desarrollo de estudios similares por cada tipo de suelo.

PALABRAS CLAVE / Propiedades Quimicas y Fisicas / Saccharum officinarum / Suelos / Vertisol /

Recibido: 29/08/2002. Modificado: 24102/2003. Aceptado: 28/02/2003

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En el ingenio Santa Rosalia, Tabasco, Mexico se ha cultivado cana de azucar en suelos Vertisoles por mas de 30 anos en forma continua. Esta unidad de suelo ocupa aproximadamente 4000ha de la superficie total (8200ha). El rendimiento promedio obtenido es de 53t*[ha.sup.-1] de cana de azucar, el cual resulta bajo comparado con la media nacional de *[ha.sup.-1] para la zafra 2000/2001. Las posibles causas de este bajo rendimiento son el empobrecimiento del suelo, ya que los nutrimentos esenciales han estado sujetos a extracciones por los tallos que se llevan al molino y por la quema de los residuos en el campo. En el caso de la fertilizacion unicamente se ha enfocado a suministrar los nutrientes primarios N, P y K, en dosis que se consideran bajas (Salgado et al., 2000). Ademas, la cana de azucar es un cultivo que requiere del uso intensivo de maquinaria agricola, la cual tiende a modificar las caracteristicas fisicas del terreno (Braunack et al., 1993; Hammad y Dawelbeir, 2001; McGarry et al., 1997). En tal sentido, la densidad aparente tiende a aumentar, lo que reduce el espacio poroso y, por consecuencia, la aireacion, el intercambio gaseoso, el drenaje del suelo y aumenta la resistencia de penetracion de las raices al suelo (Monteith y Banath, 1965).

El registro y la evaluacion de los cambios producidos en el suelo por el uso continuado de la tierra pueden aportar informacion util en pro de la sostenibilidad de tales sistemas. Segun Lal y Stewart (1995) un aspecto importante en el analisis de sostenibilidad es determinar si existe o no la informacion especifica de la o las variables que se desean analizar sobre el sistema en estudio. Por ello, es necesario definir las caracteristicas del suelo en su condicion original, lo que permitira fijar el patron o situacion ideal en el cual el mismo deberia permanecer bajo una condicion de uso y cobertura adecuada, garantizando con ello su utilizacion prolongada de manera sostenida en el tiempo y el espacio, con un grado minimo de deterioro (Jaiyeoba, 2003; Pacheco y Cortes, 1986).

El presente trabajo tuvo los objetivos de evaluar el cambio de las propiedades quimicas y fisicas del suelo Vertisol cultivado con cana de azucar en forma continua durante 30 anos y determinar cual de estas propiedades, segun los cambios presentados, indican degradacion del suelo Vertisol.

Materiales y Metodos

Area experimental

El trabajo de campo se realizo de mayo a junio 2001, en los suelos Vertisoles del area canera del Ingenio Santa Rosalia (ISR), ubicado en el km 12 carretera Cardenas-Comalcalco, Tabasco, Mexico.

El clima del lugar es caliente y humedo, y se define como Am(i')g, con una temperatura media anual de 26[grados]C y precipitacion media anual de 1879mm, de los que el 85% se presenta en los meses de mayo a diciembre, considerandose el resto de los meses (enero a abril) el periodo de minima humedad (Figura 1).

El manejo del cultivo consiste en un paso de cultivo, control quimico de malezas, fertilizacion con la dosis 120-60-60, que se aplica al suelo a traves de dos fuentes: complejo 20-10-10 en dosis fija de 600kg*[ha.sup.-1], en plantillas, socas y resocas; y la combinacion de 17-17-17 a razon de 350kg*[ha.sup.-1] mas 200kg de nitrato de amonio (Salgado et al., 2001). La cana se cosecha en forma manual, de enero a mayo. Previo a la cosecha se realiza la quema del canaveral para facilitar el corte. Las labores de postcosecha son destronque, subsoleo, un paso de cultivo de ganchos, fertilizacion y control quimico de malezas; con estas labores el cultivo queda listo para el siguiente ciclo.

Tratamientos y diseno experimental

Los tratamientos consistieron en lotes de suelo cultivado con cana de azucar durante 5, 10, 20 y 30 anos, seleccionados al azar dentro del area de suelos Vertisoles del ISR. Como testigo se empleo un suelo virgen, sin intervenir, en un area bajo Selva Mediana Perennifolia (SMP) del Campo Experimental del Campus Tabasco del Colegio de Postgraduados. Cada tratamiento con cultivo de cana tuvo doce repeticiones, para un total de 48 sitios o parcelas de muestreo. El tratamiento testigo tuvo cuatro repeticiones.

Variables estudiadas

Propiedades quimicas. En el Laboratorio de Analisis de Plantas, Suelos y Aguas del Campus Tabasco se determino materia organica (MO), nitrogeno total (Nt), acidez del suelo (pH), fosforo asimilable (P-Olsen), potasio intercambiable (Ki), Ca, Mg, Na, y capacidad de intercambio cationico (CIC), de acuerdo con los metodos expuestos por Jones et al. (1991).

Propiedades fisicas. La densidad aparente (Da) se determino con el metodo del cilindro de volumen conocido y la textura por el metodo del hidrometro de Boyoucos.

Toma de muestras

El muestreo de suelos se efectuo de acuerdo a los procedimientos descritos por Salgado et al. (1999). Para las caracteristicas quimicas y la textura, la profundidad de muestreo fue de 0 a 30cm, ya que a esta profundidad se localiza mas del 60% del volumen radical (Alfonso et al., 1981). Para la determinacion de la densidad aparente la profundidad de muestreo fue de 0 a 15cm.

Los rendimientos de cada parcela, se obtuvieron del promedio de las ultimas cinco zafras, segun datos proporcionados por la gerencia de campo del ingenio Santa Rosalia.

Analisis estadistico

Se realizo un analisis con un diseno completamente al azar para determinar el efecto significativo del tiempo de cultivo con cana (5, 10, 20 y 30 anos) con respecto al testigo, al cual se aplico la prueba de comparacion multiple de medias de Tukey (Pd=0,05), mediante el paquete SAS version 6.11 para Windows (SAS Institute, 1996).

Resultados y Discusion

Propiedades quimicas

Reaccion del suelo (pH). El pH del suelo Vertisol cultivado con Selva Mediana Perennifolia (SMP) fue 6,1 (Tabla I), considerado como moderadamente acido (5,1 a 6,5; Letelier, 1967); el cual resulta muy amplio para poder determinar cambios drasticos en el pH del suelo. Guerrero (1990) planteo que el pH del suelo debe incrementarse 0,5 unidades en cada encalado para conservar la MO del suelo; tal vez esta medida deberia considerarse para senalar cambios de importancia agronomica. Aunque la cana es un cultivo que se adapta en un amplio intervalo de pH, su mejor desarrollo se ha observado en suelos con pH de 6,5 a 7,0 donde la mayoria de los nutrimentos esenciales estan disponibles para el cultivo. El analisis de varianza indica que el pH en los diferentes tiempos de cultivo con cana de azucar presento diferencias altamente significativas (Pd=0,01), con un coeficiente de variacion (CV) de 5,4 (Tabla I). A pesar de que la prueba de Tukey considera iguales estadisticamente a las medias del pH de los suelos con selva y con 20 y 30 anos de cultivo de cana, el pH de 5,7 determinado a los 30 anos de cultivo del suelo indica que el suelo Vertisol inicia una tendencia hacia la acidez (Figura 2), debido posiblemente a la perdida de Ca y Mg extraidos por los tallos, y el lavado de cenizas a traves de las grietas y poros del suelo, ricas en estas bases. Ello puede dificultar a futuro la disponibilidad en el suelo de N, P, K, S, Ca y Mg y aumenta la disponibilidad de Fe, Mn, B, C y Zn (Nunez, 1985). Por lo tanto es necesario iniciar la aplicacion de medidas correctivas para limitar su tendencia a la acidez (Jaiyeoba, 2003).

[FIGURA 2 OMITIR]

Materia organica (MO). El contenido de MO del suelo con SMP fue de 3,65% (Tabla I), que lo clasifica como rico (3,0 a 5,0; Tavera, 1985. Este alto contenido de MO se debe a que en el suelo de SMP, la produccion de residuos es mas abundante que en areas cultivadas, por lo que tienden a acumularse en la capa superficial. El analisis de varianza indica que el contenido de MO del suelo Vertisol en los diferentes tiempos de cultivo con cana de azucar presento diferencias altamente significativas (Pd [menor que o igual a] 0,01), con un CV= 15,0 (Tabla I).

Cuando el suelo de SMP fue utilizado para cultivar cana de azucar el porcentaje de MO se redujo significativamente en los primeros cinco anos, ya que los residuos pueden ser oxidados mas rapidamente debido al aumento de la temperatura por efecto de la quema de la cana de azucar antes de su cosecha. Resultados similares fueron reportados por Pacheco y Cortes (1986), en un Vertisol del area de influencia del ingenio Pdte. Benito Juarez, Tabasco, donde el suelo perdio 1,1% de su MO. Posteriormente, el contenido de MO del suelo tendio a estabilizarse hasta los 20 anos de cultivo, pero sin alcanzar su nivel inicial, registrandose a los 30 anos de cultivo una reduccion en su contenido (Figura 2). En este sistema, donde se practica la quema antes de cosechar la cana de azucar, el aporte mas importante de MO al suelo son las raices. Hernandez et al. (1995) encontraron que, dependiendo de la variedad y ciclo de cultivo, se incorporan al suelo de 2,2 a 5,5t*[ha.sup.-1] de raices. Smith et al. (1951) encontraron que en condiciones de buena fertilizacion y utilizacion completa de los residuos provenientes de la cosecha de cana de azucar, se mantiene estable el contenido de MO en el suelo en 3,0%, permitiendo mantener la fertilidad, retener la humedad y conservar la estructura del suelo (Loveland y Webb, 2003). Esto evidencia la necesidad de evitar hasta donde sea posible la quema de cana e incorporar los residuos de cosecha (Oliveira et al.,1993). En este caso la variacion de la MO afecto la fertilidad del suelo.

Nitrogeno total (Nt). El contenido de Nt del suelo con SMP fue de 0,19%, que lo clasifica como rico (0,15 a 0,25%; Tavera, 1985). La relacion C/N de 11,3 se considera mediana, pero permite que ocurra el proceso de mineralizacion y la liberacion de N inorganico. El analisis de varianza del contenido de Nt del suelo Vertisol en los diferentes tiempos de cultivo con cana de azucar presento diferencias altamente significativas (Pd [menor que o igual a] 0,01), con un CV= de 9,9 (Tabla I).

Al igual que con MO, el uso con cana afecto al contenido de N (Figura 2). El contenido de Nt se mantuvo en los primeros cinco anos de cultivo (0,16%), pero disminuyo significativamente despues de los 10 anos (14%), por lo que su clasificacion es medio. La disminucion del contenido de Nt, se explica por la perdida de MO, lo que evidencia que es necesario reducir la quema, incorporar los residuos de la cosecha de cana, y fomentar las aplicaciones de cachaza y otras enmiendas organicas (Loveland y Webb, 2003; Salgado et al., 2001). Oliveira et al. (1993) al efectuar un balance de N del suelo, observaron una perdida de 11kgN*[ha.sup.-1] en las parcelas quemadas, mientras que en las parcelas donde no se quema hubo una ganancia de 31,5kg N*[ha.sup.-1] en los primeros 20cm del suelo. La relacion C/N de 8,7 despues de 30 anos de cultivo se clasifica como baja, pero igualmente es indicativa de que en el suelo hay mineralizacion y liberacion de N inorganico para el cultivo, pero en cantidades insuficientes para satisfacer los 156kgN*[ha.sup.-1] que extrae la cana de azucar en este tipo de suelos (Palma-Lopez et al., 1998). En el ISR se recomienda aplicar 120kg*[ha.sup.-1] de N (Salgado et al., 2001), lo que puede ser un factor que limita la produccion de cana de azucar, sobre todo en este tipo de suelos que se consideran como de tercera clase o de bajo potencial (Palma-Lopez y Cisneros, 2000). Salgado et al. (2000) concluyeron que es posible obtener rendimientos de 130t*[ha.sup.-1] en los suelos Vertisoles de Tabasco, Mexico utilizando la dosis 160-80-80, aplicada a los tres meses de edad del cultivo, en forma mecanizada. La reduccion de contenido de Nt afecta la fertilidad del suelo.

Fosforo asimilable. La concentracion de P en el Vertisol con SMP fue de 21mg*[kg.sup.-1], que se clasifica como muy alto (>10mg*[kg.sup.-1]; CSTPA, 1980). Este contenido de P se explica porque en la SMP el proceso de reciclaje de nutrimentos es mas rapido y en mayores cantidades, lo que aunado a la poca movilidad de este elemento, favorece su acumulacion en el suelo. El analisis de varianza para el contenido de P del suelo Vertisol en los diferentes tiempos de cultivo presento diferencias altamente significativas (Pd [menor que o igual a] 0,01); sin embargo, debido al elevado coeficiente de variacion la prueba de Tukey solo establecio diferencias significativas entre dos grupos, de tal forma que de 0 a 10 anos considera iguales estadisticamente los contenidos de P. No obstante la reduccion de 7mgP*[kg.sup.-1] observada a los 10 anos supera a los 5,5mgP*[kg.sup.-1] establecido por la CSTPA (1980) para declarar un cambio en la clasificacion del contenido de P en el suelo, lo que indica que en el futuro sera necesario adecuar los estandares para evaluar la fertilidad del suelo y establecer las bases para medir la sostenibilidad de tal fertilidad.

Una posible explicacion a la reduccion del contenido de P del suelo puede ser el volteo de cepa, tal como lo observaron Salgado et al., (1999) en un Vertisol del Ingenio Pdte. Benito Juarez, donde en el periodo de 4 a 6 anos, que implico el volteo de cepa se encontro disminucion en las contenidos de P y Mg. En el presente estudio se observo un proceso inverso de los 10 a los 20 anos de cultivo, ya que el contenido de P en el horizonte superficial se incremento 36mgP*[kg.sup.-1] (Figura 2), concentracion que se considera alta (CSTPA, 1980). Esto se explica por los bajos rendimientos de cana obtenidos en este suelo (Tabla I), que han favorecido que el P del fertilizante se acumule. Sin embargo, de los 20 a los 30 anos el contenido se redujo en 17mgP*[kg.sup.-1]. Por otro lado, para los suelos Vertisoles del area de abastecimiento del Ingenio Pdte. Benito Juarez se determino que para alcanzar rendimientos de cana de 130t*[ha.sup.-1], se deben aplicar al suelo 80kg*[ha.sup.-1] de [P.sub.2][O.sub.5], ya que este cultivo extrae 120kg*[ha.sup.-1] de [P.sub.2][O.sub.5] (Salgado et al., 2000). Dado que el P presenta una lenta movilizacion en el suelo, el productor puede mejorar la distribucion de este nutrimento utilizando en forma alternada la fertilizacion mecanica y la superficial. La aplicacion mecanizada en banda deja al fertilizante a 15cm de profundidad en el entresurco en forma concentrada, por lo que gran parte del sistema radicular no queda en contacto con el fertilizante. En este caso el contenido de P favorece la fertilidad del suelo.

Potasio intercambiable. Las medias del contenido de K del suelo Vertisol en los diferentes tiempos de cultivo con cana de azucar fueron iguales estadisticamente (Pd=0,05). Estos contenidos se clasifican como medios (0,3 a 0,6cmol*[kg.sup.-1]; Etchevers et al., 1971). Contrariamente, Pacheco y Cortes (1986) encontraron que un suelo de selva despues de cinco anos de ser cultivado con cana de azucar perdio 50% del K intercambiable en el horizonte de 0 a 20cm de profundidad y despues de nueve anos el suelo presento una recuperacion en los contenidos de K, pero sin alcanzar el nivel inicial. Por otra parte, este contenido promedio de K encontrado en los suelos bajo estudio supera los 0,21cmolK*[kg.sup.-1] reportado por Palma-Lopez et al. (1998) para un suelo canero Vertisol de Tabasco, Mexico. Para este suelo se recomienda fertilizar con la dosis de 60kg*[ha.sup.-1] de [K.sub.2]O. Aparentemente, esta dosis ha tenido un efecto positivo sobre la concentracion de K en el suelo, lo que puede deberse a varias razones tales como: el aporte de K por las cenizas de los residuos de cana, ya que se considera que el cultivo de cana extrae del suelo mas K del que requiere (Garcia, 1984); a la extraccion de K de los horizontes profundos por el cultivo de cana de azucar que despues de la quema se incorporan a la capa superficial (Jafri, 1987); y a la aportacion residual del fertilizante. Esta aportacion residual del fertilizante puede ser mayor debido a los bajos rendimientos de cana obtenidos en el area de estudio (53t*[ha.sup.-1]). Como ya se menciono, el cultivo de cana en suelos Vertisoles del area de influencia del ingenio Pdte. Benito Juarez, requiere de 80kg*[ha.sup.-1] de [K.sub.2]O para obtener 130t*[ha.sup.-1] de cana (Salgado et al., 2000). Probablemente con rendimientos superiores a las 53t*[ha.sup.-1] y la dosis de 60kg*[ha.sup.-1] de [K.sub.2]O, el K residual disminuya en los suelos Vertisoles de esta area. Aun cuando este sea el caso, se observa una tendencia general a mantener la concentracion de K en este suelo en el nivel adecuado, lo que favorece la fertilidad de estos suelos (Figura 2).

Sodio intercambiable. Se observo una diferencia altamente significativa entre el contenido de Na del suelo Vertisol cultivado y la SMP, y entre los suelos bajo cultivo por diferentes tiempos (Tabla I). En el suelo con SMP el contenido de Na fue de 0,41cmol*[kg.sup.-1], cantidad que no ocasiona problemas de salinidad, pero que es superior a la reportada para suelos cultivados con cana de azucar, de 0,19cmol*[kg.sup.-1] (Palma-Lopez et al., 1998). Lo anterior se atribuye a que en el suelo de SMP la descomposicion de los residuos vegetales es mas rapida y abundante, por lo que tienden a acumularse en la capa superficial. Sin embargo, en los suelos a diferentes tiempos de cultivo con cana de azucar el contenido de Na fue menor y semejante al reportado por Palma-Lopez et al. (1998). Aun cuando se observo una tendencia a disminuir a traves de los anos de cultivo (Figura 2), las medias no son estadisticamente diferentes. Aunque el Na se encuentra en niveles adecuados para el cultivo de la cana de azucar, los bajos niveles en el suelo con 30 anos bajo cultivo contribuyeron a reducir la CIC. Por esta razon, este elemento puede contribuir a la degradacion de los suelos Vertisoles bajo estudio.

Calcio intercambiable. La concentracion de Ca en el suelo con SMP fue de 24,8cmol*[kg.sup.-1], que se clasifica como muy alta (>10cmol*[kg.sup.-1]; Etchevers et al., 1971). El analisis de varianza para el contenido de Ca del suelo Vertisol en los diferentes tiempos de cultivo presento diferencias altamente significativas (Pd [menor que o igual a] 0,01), con un CV= 23,8 (Tabla I), que se considera alto. Se observo una reduccion significativa en el contenido de Ca del suelo con SMP al ser utilizado para cultivar cana de azucar. Dentro del grupo de suelos Vertisoles cultivados a diferentes tiempos con cana de azucar, los contenidos de Ca no fueron diferentes estadisticamente, sin embargo se aprecia una tendencia a disminuir a los 30 anos de cultivo (Figura 2). No obstante, estos valores superan los 8,3cmol Ca*[kg.sup.-1] reportado por Palma-Lopez et al. (1998) para un suelo canero Vertisol del area de abastecimiento del ingenio Pdte. Benito Juarez. Probablemente la extraccion de este nutrimento por el cultivo redujo los contenidos de Ca en dicho suelo. Pacheco y Cortes (1986) observaron, en un suelo Vertisol, la perdida del 30% del contenido de Ca, bajo las mismas condiciones de este estudio. Las perdidas de Ca del suelo pueden ser debidas a la extraccion de Ca por los tallos que son llevados al molino y al lavado de cenizas, y son favorecidas por el agrietamiento del suelo. Los efectos perjudiciales de la disminucion del Ca en el suelo son la induccion de acidez, disminucion de la CIC y perdida de estructura del suelo (Jaiyeoba, 2003; Nunez, 1985). Algunas formas de reponer el Ca del suelo es aplicando 400kg*[ha.sup.-1] de cal dolomitica o yeso cada 4 anos (Salgado et al., 2000), en forma manual al voleo para cubrir todo el campo, despues del destronque; o si el productor lo prefiere puede realizar una aplicacion de 5 camiones de volteo de cachaza por ha, la cual se distribuira uniformemente sobre el campo, al momento del volteo de la cepa de cana. El Ca perjudica la fertilidad del suelo al contribuir a la reduccion del pH y CIC (Nunez, 1985).

Magnesio intercambiable. Al igual que el contenido de Ca, el contenido de Mg del suelo Vertisol presento diferencias altamente significativas (Pd=0,01) solo cuando se compararon el valor del suelo con SMP y los suelos cultivados con cana de azucar. Dentro del grupo de suelos con diferentes tiempos de cultivo no hubo diferencias significativas, aunque al igual que el Ca, se observo una tendencia a disminuir con 30 anos de cultivo. La concentracion en el suelo de SMP fue de 11,7cmolMg*[kg.sup.-1] que se clasifica como muy alta (>3,0cmolMg*[kg.sup.-1]; Etchevers et al., 1971). Estos altos contenidos de Mg en suelos sin cultivo muestran como los niveles de este elemento, al igual que el Ca, disminuyen drasticamente cuando se someten al monocultivo, aun cuando se encuentran en concentraciones altas. En suelos caneros Vertisoles del area de abastecimiento del Ingenio Pdte. Benito Juarez, Tabasco los contenidos de Mg son superiores a 6,6cmol*[kg.sup.-1], valor semejante a lo reportado en este estudio (Palma-Lopez et al., 1998).

La relacion Ca/Mg del suelo de SMP fue de 2,1. La relacion recomendada para suelos caneros por Gonzalez et al., (1974) de 6. A los 30 anos de cultivado el suelo presento una relacion Ca/Mg de 2,3 que indica que ha variado la extraccion de Ca y Mg, siendo necesario aplicar yeso o cal al suelo para balancear dicha relacion. El Mg perjudica la fertilidad del suelo al contribuir a la reduccion del pH y CIC (Jaiyeoba, 2003; Nunez, 1985).

Capacidad de intercambio cationico (CIC). La CIC del suelo con SMP fue de 39,4cmol*[kg.sup.-1], valor caracteristico para los Vertisoles de Tabasco con vegetacion natural (Palma-Lopez y Cisneros, 2000). El analisis de varianza para la CIC del suelo Vertisol en los diferentes tiempos de cultivo indica diferencias altamente significativas (Pd [menor que o igual a] 0,01), con CV= 21,4 (Tabla I) que se considera alto. Se observo una reduccion significativa de la CIC del suelo con SMP al ser utilizado para cultivar cana de azucar. Dentro del grupo de suelos Vertisoles cultivados a diferentes tiempos, la CIC se considera igual estadisticamente, manteniendose en 23,4cmol*[kg.sup.-1] (Figura 2). Esto se atribuye a la capacidad tampon de este suelo, que evito que la CIC siguiera disminuyendo, y al posible equilibrio establecido entre la extraccion de Ca y Mg por los tallos y la cantidad de estos nutrimentos que es reciclada con la quema de residuos. Los valores de CIC de suelos cultivados con cana de azucar de este estudio fueron inferiores a los 28,1cmol*[kg.sup.-1] reportados por Palma-Lopez et al. (1998) para un Vertisol cultivado con cana de azucar en el area sur del ingenio Pdte. Benito Juarez. Al mantenerse un nivel adecuado de CIC en los suelos bajo estudio, este parametro puede considerarse que favorece la fertilidad del suelo.

Propiedades fisicas

Textura del suelo. El analisis de varianza para cada una de las particulas del suelo indico que no hubo diferencias significativas en los diferentes anos de cultivo del suelo Vertisol, con un CV< 20% (datos no presentados) Esta variacion se debe a la composicion natural de los suelos, no al uso de ellos. En la Figura 3 se presentan los resultados de la textura del suelo, la cual se clasifico como arcillosa (Palma-Lopez y Cisneros, 2000). Esta textura le confiere al suelo un drenaje lento, produciendose anegamientos en la epoca de lluvia (septiembre a noviembre). Este ultimo factor es una limitante para el buen desarrollo del cultivo de cana. Durante esta epoca se favorecen las perdidas de N por desnitrificacion (Weier et al., 1996). Ambos efectos contribuyen a explicar los rendimientos de cana que se consideran bajos (Tabla I). En la epoca de sequia de febrero a junio, se presentan agrietamientos mayores de 1,5 cm por la contraccion y expansion de las arcillas 2:1 caracteristicas de este tipo de suelos (Palma-Lopez y Cisneros, 2000). Lo anterior, facilita las perdidas de Ca, Mg y Na a traves del lavado de las cenizas.

[FIGURA 3 OMITIR]

Densidad aparente (Da). El analisis de varianza para la Da indico que no hubo diferencias significativas en los diferentes anos de cultivo del suelo Vertisol y el suelo con selva, con CV= 7.2% (Tabla I). La Da media fue de 1,42g*[cm.sup.-3] (Figura 3), que se considera normal para este tipo de suelos (1,0 a 1,49g*[cm.sup.-3]; Hammad y Dawelbeir, 2001; Trouse y Humbert, 1961). Estos resultados se deben a que este horizonte (0 a 15cm) es removido durante las labores de subsoleo, por el paso de la cultivadora de ganchos y la fertilizacion, que se realizan en los primeros cuatro meses de edad (MacGarry et al., 1997; Salgado et al., 2001).

Conclusiones

Los cambios en las propiedades del suelo Vertisol son importantes cuando la selva es sustituirla por el cultivo de la cana de azucar. Una menor variacion en las propiedades de los suelos caneros es observada a traves de los anos de cultivo. Los contenidos de MO y Nt disminuyen del suelo, mientras que el pH, P, K y CIC se mantienen a traves de los anos de monocultivo. El Ca, Mg y Na mostraron una tendencia a disminuir su contenido con el tiempo bajo cultivo con cana, pero manteniendose en niveles adecuados para el buen desarrollo del cultivo. La textura y la Da no se modificaron bajo las condiciones de este estudio. Asi el monocultivo de cana de azucar en la region ha afectado principalmente las caracteristicas quimicas de los suelos bajo estudio, particularmente MO y Nt. Esta degradacion parece estar asociada a las practicas de cosecha que se efectuan al cultivo, mas que a las labores culturales del mismo.
TABLA I
RENDIMIENTO DE CANA DE AZUCAR Y ALGUNAS PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS
DE UN VERTISOL CULTIVADO CON CANA DE AZUCAR EN EL AREA DE
ABASTECIMIENTO DEL INGENIO SANTA ROSALIA, TABASCO, MEXICO

Tiempo            Rendimiento           Da            pH         MO
de cultivo      (t*[ha.sup.-1])   (g*[cm.sup.-3])               (%)
(anos)

 0                    --          1,47a ([cruz])    6,1ab      3,65a
 5                    51          1,43a             6,2a       2,97b
10                    58          1,39a             6,2a       2,61bc
20                    47          1,43a             6,0ab      2,89b
30                    55          1,42a             5,7b       2,15c
CV(%):                            7,6               5,4       15,0
Medias:               53          1,42              6,0        2,75
Prob. de F T:                     0,72ns            0,01 **    0,01 **

Tiempo            Nt             P              K         Na
de cultivo                (mg*[kg.sup.-1])
(anos)

                                              (cmol*[kg.sup.-1])

 0              0,19a     21b                 0,55a      0,41 a
 5              0,16b     20b                 0,41a      0,28bc
10              0,13c     14b                 0,41a      0,34ab
20              0,14c     50a                 0,41a      0,276c
30              0,14c     33 ab               0,45a      0,18c
CV(%):          9,9       50,6               25,4       32,7
Medias:         0,14      28,6                0,43       0,28
Prob. de F T:   0,01 **    0.01 **            0,01 **    0,01 **


Tiempo             Ca         Mg        CIC
de cultivo
(anos)

                      (cmol*[kg.sup.-1])

 0              24,8a      11,7a      34,9a
 5              16,8b       6,7b      23,9b
10              17,9b       8,1b      26,3b
20              17,2b       7,5b      30,2ab
30              14,2b       5,9b      23,4b
CV(%):          23,8       23,1       21,4
Medias:         17,2        7,4       26,6
Prob. de F T:    0,01 **    0,01 **    0,01 **

([cruz]) Medias con la misma literal dentro de la misma columna son
iguales estadisticamente Tukey (Pd=0,05).

** Diferencia altamente significativa, NS: No significativa.


AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen el apoyo de SIGOLFO (proyecto 00-01-003T) y Fundacion Produce Tabasco A.C. (proyectos FP1-01 y FP1-06).

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Martha A. Ribon Carrillo. Ingeniero Agronomo Fitotecnista, Universidad Popular de la Chontalpa, Tabasco, Mexico. Asesor Tecnico, Ingenio Santa Rosalia, Tabasco, Mexico

Sergio Salgado Garcia. Doctorado en Ciencias en Fertilidad de Suelos, Colegio de Postgraduados, Mexico. Profesor Investigador Asociado, Colegio de Postgraduados-Campus Tabasco. Direccion: Per. Carlos A. Molina S/N, 86500 H. Cardenas, Tabasco, Mexico. e-mail: salgados@colpos.colpos.mx

David J. Palma-Lopez. Doctorado en Ciencias en Genesis y Clasificacion de Suelos. Institut National Polytecnique de Lorraine, Francia. Profesor Investigador Adjunto, Colegio de Postgraduados-Campus Tabasco, Mexico.

Luz del C. Lagunes-Espinoza, Doctorado en Ciencias en Biologia y Agronomia, Ecole Nationale Superieure d'Agronomie, Francia. Profesor Investigador Asociado, Colegio de Postgraduados-Campus Tabasco, Mexico.

SUMMARY

In the Santa Rosalia sugar mills, in Tabasco, Mexico, 8200ha have been dedicated to the monoculture of sugarcane for over 30 years. Mechanization and a low dose of NPK fertilizers applied on the Vertisol soil, affect the physical properties of the soil and its productivity. The purpose of this study was to evaluate the changes in the chemical and physical properties of a Vertisol soil cultivated with sugarcane. Treatments consisted in four different durations (5, 10, 20 and 30 years) of continuous soil usage, with twelve repetitions each one except for the control, a virgin soil with only four repetitions. At each site, a compound sample was obtained with 3 sub-samples of soil from the furrow and 3 from the interfurrows, 0 to 30cm in depth. The treatment for the year zero corresponded to a medium perennial rainforest. The variables studied were pH, MO, Nt, P, K, Ca, Mg, Na, CIC, texture, and bulk density (Da). The Vertisol soil cultivated with sugarcane tends to modify its chemical properties. The pH, P, K and CIC levels were maintained through the years and are considered as the only factors for soil fertility stability. MO and Nt decreased, implying the loss of soil fertility and consequently instability. Texture (clay) and Da (1.4g * [cm.sup.3]) were not modified by cane monoculture under the conditions of this study. The changes observed in the Vertisol soil cannot be generalized to other types of cane culture soils in the area and similar studies must be carried out for each type of soil.

RESUMO

No engenho Santa Rosalia, Tabasco, Mexico, as 8.200 ha de solo dedicadas ao cultivo da cana de acucar tem estado em monocultivo por mais de 30 anos. A mecanizacao do cultivo e a baixa dose de fertilizacao NPK aplicada no solo Vertisol afetam as propriedades fisicas e a produtividade dos solos. 0 objetivo do presente trabalho foi avaliar as mudancas nas propriedades quimicas e fisicas de um solo Vertisol cultivado com cana de acucar Os tratamentos consistiram em lotes de solo com 5, 10, 20 e 30 anos sob uso continuo de cana de acucar, com doze repeticoes cada um. Como testemunha empregou-se um lote de solo virgem, com selva media perennifolia, com quatro repeticoes. Em cada lote de cana, uma amostra composta formou-se com 3 sub-amostras de solo sobre o sulco e 3 entre sulcos, na profundidade de 0 a 30cm. Estudou-se pH, MO, Nt, P, K, Ca, Mg, Na, CIC, textura, e densidade aparente (Da). O solo Vertisol cultivado con cana de acucar manteve, de maneira relativamente constante, os niveis de pH, K y CIC, pelo que estes se consideram os unicos Jatores que conservam a fertilidade do solo. Os valores de MO e Nt diminuiram, implicando a perda de fertilidade do solo. A textura (argilosa) e a Da (1,42g * [cm.sup.-3]) nao se modificaram pelo monocultivo de cana, sob as condicoes de este estudo. As mudancas observadas no solo Vertisol nao podem generalizar-se aos outros solos de cana da area de estudo devido a que cada solo responde de maneira diferente, pelo qual considera-se conveniente o desenvolvimento de estudos similares para cada tipo de solo.
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Author:Ribon Carrillo, Martha A.; Garcia, Sergio Salgado; Palma-Lopez, David J.; Del C. Lagunes-Espinoza, L
Publication:Interciencia
Date:Mar 1, 2003
Words:7004
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